Contribution à la valorisation des techniques optiques de Shearographie et de déflectométrie pour la mesure du champ de température dans un milieu semi-transparent à symétrie axiale.

Abstract

Dans ce travail nous avons mené une étude pour l’exploitation et l’amélioration de quatre techniques optiques. L’interférométrie de shearographie, la déflectométrie de moiré et les techniques de Schlieren et d’ombroscopie, dans le but de visualiser qualitativement et quantitativement les transferts thermiques. Le choix de l’air autour d’un cylindre chaud constitue un exemple de milieu ou le champ de température est axisymétrique sur lequel nous avons réalisé cette recherche. Notre objectif été de réaliser une métrologie thermique avec des faibles moyens tout en préservant une précision acceptable comparable à celle des techniques optiques plus sophistiquées. La revalorisation de l’interférométrie de shearographie et des techniques déflectométriques notamment celle de moiré a fait une large part de ce travail. Les résultats obtenus par l’interférométrie de shearographie ont permis de montrer les avantages que peut offrir cette technique en tant qu’outil de diagnostic dans les écoulements fluides où elle peut constituer une bonne alternative aux autres techniques interférométriques sans restreindre la précision ni la sensibilité. Par ailleurs, les résultats obtenus par la déflectométrie de moiré ont montré l’intérêt que peut porter cette technique dans la visualisation des écoulements fluides. Comme la shearographie, cette technique présente une grande simplicité de mise en œuvre avec un cout de réalisation faible, tout en aboutissant à des mesures du champ de température avec une précision correcte. En outre, nous avons présenté les résultats obtenus par les techniques de shlieren et d’ombroscopie ainsi qu’une approche d’exploitation et de traitement des clichés expérimentaux. Nous avons montré à travers la simulation de la trajectoire des rayons lumineux qu’il est possible de déchiffrer les informations contenues dans les images du milieu constitué par ces deux techniques. Ce travail a permis de valoriser les techniques optiques de faible cout que nous avons sélectionnées pour mesurer la cartographie 2D du champ de température dans un milieu à symétrie axiale. Les résultats obtenus (tant que le plan expérimental de mise en œuvre et théorique pour l’exploitation) en particulier pour la technique de Shlieren, ont ouvert des perceptives de mise au point de nouvel outils métrologiques tout à fait adaptés aux diagnostics des milieux semi-transparents.