Soutenance de thèse - Lamiae ATMANI

Soutenance de thèse - Lamiae ATMANILamiae Atmani, 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 distribution spatio-temporelle des densités de flux interfaciales : application au chauffage d'une pâte céréalière", le 4 février à Lorient.

Date 04/02

Résumé

Estimation de la distribution spatio-temporelle des densités de flux interfaciales : application au chauffage d’une pâte céréalière. 

Dans l’industrie agro-alimentaire, la qualité des produits cuits par contact est en grande partie liée à la qualité du contact thermique entre le support de cuisson et le produit, au travers de la résistance thermique de contact. C’est notamment le cas lors de la cuisson des crêpes, où la présence de défauts ponctuels sur le support peut conduire à l’apparition de zones trop cuites, voire brûlées. La détermination de la distribution de la densité de flux de chaleur, à une échelle sub-millimétrique, pourrait permettre de détecter ces défauts. Or, la mesure directe d’un flux de chaleur transmis à un milieu ou transitant par celui-ci est intrinsèquement intrusive et moyennée. Cette mesure est d’autant plus difficile que les variations de densité de flux sont brusques dans le temps ou dans l’espace. Le recours à des techniques inverses apparaît alors comme une approche adaptée. Dans ce contexte, cette étude présente le développement et la validation d’une méthodologie inverse tridimensionnelle permettant d’estimer, avec une haute résolution spatiale, la distribution spatio-temporelle de la densité de flux de chaleur  échangé par contact entre la pâte à crêpe et le support chauffant. La méthodologie d’estimation retenue repose sur l’acquisition de champs de température en surface par caméra thermique infrarouge, qui servent de données d’entrée à la méthode séquentielle de spécification de fonction, combinée à une régularisation spatiale de Tikhonov de deuxième ordre. Dans un second temps, une méthode d’évaluation de la résistance thermique de contact , à partir des flux interfaciaux estimés, est également mise en œuvre.

Mots clefs : Chauffage par contact, Résolution inverse, Régularisation spatiale, thermographie infrarouge

Abstract

Estimation of the spatio-temporal distribution of interfacial heat flux : Application to the heating of a cereal batter.

In the food industry, particularly in French crêpe production, the long-term evolution of the heating surface condition significantly impacts baking quality. Indeed, changes in surface roughness resulting from repeated cleanings and mechanical abrasion can alter the thermal contact resistance between the batter and the baking surface, directly affecting the transmitted heat flux. This may lead to undesirable localized browning or overcooking in specific regions. Accessing the spatial distribution of heat flux at sub–millimetric scale is therefore essential for characterizing such defects. However, direct heat flux measurements are inherently invasive and provide only averaged values, making it particularly challenging to determine the spatio-temporal distribution of heat flux, especially when its variations are sharp in time or space. Therefore, estimating the unknown heat flux from measured temperature data through inverse techniques offers a more practical solution. This study introduces a three-dimensional inverse methodology for reconstructing, with high spatial resolution, the spatio-temporal distribution of the heat flux  exchanged at the interface between the heating support and the crêpe batter. The estimation relies on surface temperature fields acquired using an infrared camera, which serve as input data for the Sequential Function Specification Method, combined with a second-order Tikhonov spatial regularization. Furthermore, a procedure is developed to determine the thermal contact resistance ,  based on the reconstructed interfacial heat flux.

Keywords: Contact heating, inverse analysis, spatial regularization, infrared thermography

Membres du jury

• Pr Najib LARAQI, rapporteur, Professeur des Universités, Université Paris Nanterre, LTIE UR 4415
• Pr Jean-Luc BAILLEUL, rapporteur, Professeur des Universités, Nantes Université, LTeN UMR CNRS 6607
• Pr Helcio ORLANDE, examinateur, Professeur des Universités, Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ) Politécnica/COPPE
• Pr Loulou TAHAR, directeur de thèse, Professeur des Universités, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027
• Dr Pascal LE BIDEAU, encadrant de thèse, Maître de Conférences, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027
• Dr Élodie COURTOIS, encadrante de thèse, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027

Les travaux sont dirigés par Tahar Loulou, Pascal Le Bideau et Élodie Courtois

École doctorale SPI.bzh N°647

Informations pratiques

mercredi 4 février à 14h

Amphithéâtre Sciences 1

Faculté Sciences & Sciences de l'Ingénieur

Lorient

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Crédit photographique : ©Université Bretagne Sud. Service Communication