Soutenance de thèse de Benjamin JAVAUDIN
Soutenance de thèse de Benjamin JAVAUDIN
Mercredi 3 février - 10h
en visioconférence
Institut Clément Ader-Albi UMR CNRS 5312
sur "Modélisation de la diffusion optique pour la mesure de température par thermoréflectométrie polychromatique"
Composition du jury
- Thierry DUVAUT : professeur, Université de Reims Champagne-Ardenne, rapporteur
- Domingos DE SOUSA MENESES : professeur, CEMHTI Orléans, Rapporteur
- Agnès DELMAS : Maître de conférences HDR, INSA Lyon, Examinatrice
- Gilles FLAMANT : Directeur de recherche émérite, CNRS-PROMES, Examinateur
- Yannick LE MAOULT : Professeur, IMT Mines Albi, directeur de thèse
- Thierry SENTENAC : Maître assistant HDR, IMT Mines Albi, directeur de thèse
- Rémi GILBLAS : Ingénieur de recherche, IMT Mines Albi, Examinateur
Résumé
La mesure de champs de température sans contact, basée sur l'analyse de la luminance de la scène observée avec une caméra infrarouge, s'avère précieuse pour optimiser, contrôler des procédés et anticiper l'endommagement des matériaux observés. La principale problématique de ces méthodes passives est qu'elles impliquent une connaissance a priori de l'émissivité des surfaces en présence, qui sont sujettes à des évolutions, en particulier à haute température. La thermoréflectométrie est une méthode active de mesure de champs de température vraie sans connaissance a priori de l'émissivité de la surface du matériau. Cette dernière est mesurée en ligne de manière indirecte par une mesure de la réflectivité bidirectionnelle complétée par un modèle de fonction de diffusion dont les paramètres sont identifiés. La contribution de cette thèse est la proposition de modèles physiques de fonction de diffusion basés sur la description de l'interaction rayonnement/matière à la surface d'un matériau métallique. La démarche consiste à identifier les modèles issus de l'optique géométrique et/ou ondulatoire, ainsi que leur domaine d'application, et d'extrapoler leur application à des surfaces décrites statistiquement selon leurs paramètres de rugosité pour simuler la fonction de distribution des réflectivités (BRDF). A partir de cette grandeur est calculée la fonction de diffusion spectrale, intervenant en thermoréflectométrie. Ensuite, ces modèles sont validés à partir de mesures de rugosité et de mesures spectrométriques, sur un domaine spectral du proche au moyen infrarouge, ceci sur des matériaux métalliques couvrant une large gamme de comportements optiques. Dans une seconde étape, ces modèles sont introduits dans le système de thermoréflectométrie polychromatique, et l'évaluation de l'apport pour la mesure de température et du suivi potentiel de l'état de surface est menée. Cette validation est conduite à la fois sur des données de simulations issues de multiples caractérisations des matériaux et sur des données expérimentales issues de mesures acquises sur un banc dédié. Les résultats révèlent le bien fondé et la pertinence de la démarche et du système développé. Enfin ils ouvrent des perspectives pour le suivi "in-situ" de l'évolution de l'état de surface des matériaux via l'identification des paramètres des modèles physiques de la fonction de diffusion.
Mots clés
Propriétés radiatives, BRDF, Fonction de diffusion, Thermographie, Thermoréflectométrie, Rugosité.
Oui
Yes