Elaboration, caractérisation et modélisation de matériaux poreux : Influence de la structure poreuse sur la conductivité thermique effective

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Technologie (Sciences appliquées),

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

matériaux céramiques, simulation numérique, transferts thermiques, matériaux poreux et porosité, conductivité thermique

Mots-clés

Matériaux poreux - Thèses et écrits académiques,

Conductivité thermique - Thèses et écrits académiques,

Simulation par ordinateur - Thèses et écrits académiques

Cette étude se propose de déterminer l'influence de certains paramètres microstructuraux sur la conductivité thermique effective des matériaux poreux dans la gamme de porosité : 45 %-75 %. Dans cet objectif, trois axes de travail ont été établis : élaboration, caractérisation et modélisation. Nous avons élaborés plusieurs types de matériaux poreux aux microstructures différentes (porosité aléatoire et organisée). Des échantillons de zircone présentant une structure cellulaire ont été préparés selon une méthode innovante basée sur un processus d'hétérocoagulation. La comparaison des résultats expérimentaux avec des prédictions par des modèles analytiques et par des simulations numériques nous a permis d'évaluer l'influence de paramètres tels que la taille et la forme des pores, l'organisation de la porosité. Le modèle de percolation, via l'expression de Landauer, permet des prédictions satisfaisantes de la conductivité thermique pour des taux de porosité inférieurs à 60 %.