Soutenance - Jad HOUSSEIN

Soutenance de thèse - Jad HOUSSEINJad HOUSSEIN, en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences pour l’Ingénieur, spécialité « Énergétique – Thermique - Combustion », présentera ses travaux intitulés : « Estimation de la diffusivité thermique des métaux liquides, sans contact et à très haute température » le 21 novembre à Lorient.

Date 21/11

Résumé

Estimation de la diffusivité thermique des métaux liquides, sans contact et à très haute température.

La diffusivité thermique contrôle le taux de transfert de chaleur à travers un matériau. Par conséquent, l’industrie et les laboratoires de recherche demandent une connaissance de plus en plus précise de cette propriété. Dans le cas des métaux liquides, le manque de données disponibles au-dessus du point de fusion fixe l’objectif de cette thèse : développer un dispositif expérimental pour estimer la diffusivité thermique des métaux liquides. Les nombreuses difficultés rencontrées à haute température (>1 500°C) rendent cette tâche difficile. La conception d’un montage expérimental inédit vise à surmonter ces difficultés. Elle garantit que les échantillons de métal liquide sont auto-contenus, évitant ainsi les problèmes de pollution. Une excitation flash est appliquée sur la face avant de l’échantillon. Le champ de température est mesuré avec une haute résolution spatiale et temporelle au moyen d’un innovant jeu de miroirs. De même, une nouvelle technique de mesure de la vitesse est proposée. La diffusivité est estimée à partir de la réponse en température à la face arrière de l’échantillon en résolvant un problème inverse. Une attention particulière est accordée à la variation de l’épaisseur de l’échantillon due aux effets de dilatation thermique. Des expériences ont été menées avec succès sur des échantillons de fer et d’acier liquides à des niveaux de températures supérieures à 1500°C. Pour la première fois, des mesures directes sur du zirconium liquide sont également proposées sur une plage de 1 500°C – 2 250°C.

Mots clefs : Diffusivité thermique – Développement expérimental – Métal liquide - Hautes températures – Méthode flash – Méthodes inverses

Abstract

Estimation of the thermal diffusivity of liquid metals, without contact and at very high temperature.

The thermal diffusivity controls the heat transfer rate through a material. Consequently, there is an increasing demand from industry and research laboratories for accurate knowledge of this property. In the case of liquid metals, the lack of available data near and above the melting point sets the goal for this thesis: to develop an experimental device for estimating the thermal diffusivity of liquid metals. Numerous difficulties encountered at high temperatures (>1 500°C) make this a challenging task. The design of an innovative experimental setup is intended to overcome these difficulties. It ensures that samples of liquid metal are self-contained, preventing pollution issues. A traditional flash excitation is applied to the front face of the sample. Temperature field is measured with a high spatial and temporal resolution using an innovative set of mirrors. A new method for measuring the velocity field is proposed. The diffusivity is estimated from the temperature response at the rear face of the sample by solving an inverse problem. Particular attention is given to the variation in the thickness of the sample due to thermal expansion effects. Experiments were successfully conducted on liquid iron and steel samples at temperatures exceeding 1 500°C. Furthermore, for the first time, direct measurement were performed on zirconium samples in the temperature range 1 500°C – 2 250°C

Key words: Thermal diffusivity – Experimental development – Liquid metal - High temperatures – Flash method – Inverse method

Membres du jury

• Pr Benjamin RÉMY, rapporteur, Professeur des Universités, Université de Lorraine, LEMTA CNRS UMR 7563
• Dr Bruno HAY, rapporteur, Directeur de Recherche, Laboratoire National des Essais et Métrologie (LNE)
• Pr Muriel CARIN, directrice de thèse, Professeure des Universités, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027
• Pr Thomas PIERRE, co-directeur de thèse, Professeur des Universités, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027
• Dr Mickaël COURTOIS, co-directeur de thèse, Maître de Conférences HDR, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027
• Dr Bertrand GARNIER, membre du jury, Chargé de Recherche HEB CNRS, CNRS Polytec'h Nantes, LTeN UMR CNRS 6607
• Dr Christophe JOURNEAU, membre du jury, Directeur de Recherche Expert, Commissariat à l'Énergie Atomique (CEA), LEAG
• Pr Olivier QUÉMÉNER, membre du jury, Professeur des Universités, Université d'Evry Paris Saclay, LMEE UR 3332

Les travaux sont dirigés par Muriel Carin, Thomas Pierre et Mickaël Courtois

École doctorale SPI.bzh N°647

Informations pratiques

Jeudi 21 novembre à 9h

Amphithéâtre Sciences 2

Faculté Sciences & Sciences de l'Ingénieur

Lorient

Crédit photographique : ©Université Bretagne Sud. Service Communication