Les activités de l'équipe THEMACS - certes

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THEMACS Thermique des Matériaux & Contrôle de Structures Visite Comité Aéres 18-19 décembre 2013 Y. Candau, N. Dujardin, V. Feuillet, M. Fois, L. Ibos, M. Karkri, A. Mazioud, J-P. Monchau, O. Riou, A. Boudenne, M. Larbi Youcef

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THEMACS

Thermique des Matériaux

& Contrôle de Structures

Visite Comité Aéres18-19 décembre 2013

Y. Candau, N. Dujardin, V. Feuillet, M. Fois, L. Ibos,M. Karkri, A. Mazioud, J-P. Monchau, O. Riou,

A. Boudenne, M. Larbi Youcef

Page 2: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Plan

Objectifs

I. Thèmes de recherche

II. Moyens expérimentaux & Observations de terrain

Collaborations / Projets

Productions

IV. Projets

III. Exemples de résultats

Page 3: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Optimisation des Propriétés Thermophysiques des composites

Stockage Energie

PCM

IsolationFibres

naturelles

Composites conducteurs

Composites

Caractérisation multi-physique

Développement de nouveaux matériaux

Influence de la mise en œuvre, de la composition

Couplage entre propriétés, facteurs d’influence

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Contrôle de structures par thermographie

Propriétés radiatives des

matériaux

Habitat, Diagnostic de

l’isolation

CND Détection de défauts

StructuresDéfauts, Thermal

Mapping

Méthodes inverses

Caractérisation thermophysique

Mise au point de méthodes de contrôle (diagnostic quantitatif)

Application à des situations de terrain

Méth

od

es

Ap

plic

atio

ns

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Personnels impliqués / Compétences

Magali FOISMC 62

Nicolas DUJARDINMC 33

Yves CANDAUPR 60

Olivier RIOUMC 62

Mustapha KARKRIMC 62

Vincent FEUILLETMC 62

Abdel BOUDENNEMC HDR 62

Laurent IBOSMC HDR 63

Jean-Pierre MONCHAUPRCE

Mohamed LARBI YOUCEFIGR contractuel

Atef MAZIOUDMC 62

Page 6: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Bref historique / contexte

2000

Letief

-> C

ert

es

Caractérisation thermophysique (e, k, a)

Thermographie / Applications « structures »

2003

2007

2013

EDF R&D

CETE Est

Matériaux composites

IFSTTAR

Part

enaria

ts

DISTRAME

Modélisation Composites

OS

U E

fluve

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Financement des travaux

ADEMEPROTOMERES,

NADIIAH, DPE-IITI(500 k€)

UPEC & OSU Efluve

Equipements(350 k€)

Pr. Invités (12 mois)

THEMACS

Prestations & Contrats d’étude (Ec. Mines Alès, TE

Connectivity, Nexans, Solaronics…) (60 k€)

InternationalQatar Fundation

(200 k€)Action COST (Missions)

Formations DISTRAME

Thermographie Bâtiment & Industrie

(50 k€)

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Tableau récapitulatif des activités Nbre

Publications dans des revues internationales avec comité de lecture 46

Publications dans des revues nationales avec comité de lecture 1

Chapitres de livres 6

Direction d’ouvrage 3

Dépôt de brevet 1

Congrès internationaux avec publication des actes 67

Congrès nationaux et internationaux sans publication des actes (+ Séminaires invités)

11+6

Thèses /Post-Doc 7

Rapports Contrats de Recherches 13

Productions / Bilan 2008-2013

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Visibilité / Rayonnement 2008-2013

Participation à des comités de lecture de congrès:Thermogram’2007, 2009 et 2011, CIRI 2013, SFT 2011, 2012 et 2013, Séminaire Eurotherm99

Participation à la commission ITB (isolation thermique des bâtiments) de l’AFNOR + CEN & ISO

Participation au Conseil d’Administration du Matériaupôle (Vitry/Seine)

Adhésion à l’Elastopôle (Pôle de compétitivité)

Participation et Coordination d’Actions COST

Organisation d’un congrès internationalNanocomposites, 2011 à l’UPEC

Groupe de Travail « Professionnalisation de la thermographie bâtiment » (Qualibat, MEDDE)

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Productions / Publications 2008-2013

Répartition journaux / spécialitéSource: SCOPUS10/12/2013

CitationsSource: SCOPUS10/12/2013

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Plan

Objectifs

I. Thèmes de recherche

II. Moyens expérimentaux & Observations de terrain

Collaborations / Projets

Productions

IV. Projets

III. Exemples de résultats

Page 12: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

DSC

Conductivité électrique et

permittivité diélectrique

DMA

Plaque Chaude Gardée

Transitoire (PCGT)

DICO (Conductivité et

diffusivité thermique)

Méthodes de caractérisation thermophysique & d’analyse thermique

Etude de composites conducteurs, composites renforcés par fibres naturelles, composites incluant des PCMCaractérisation de matériaux « modèles », modélisation

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Caractérisation et

étalonnage de caméras

Banc de CND par

thermographie IR

(Flash, halogènes)

Mesures

d’émissivité

Mesures spectrales

(UV, Vis, IR)

Thermographie IR

Métrologie, Caractérisation de caméras, Mesures de propriétés radiatives, CND, Mesures de terrainCaméras FLIR SC7300, A325, E65, FLUKE TI32, Agema THV870

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Moyens de caractérisation / DICO Température et Pression variables

-20 0 20 40 60 80 100 1200.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.55

HDPE

PVDF

k (

W.m

-1.K

-1)

T (°C)

Polyamide 6

Effet de la T° sur la conductivité thermique de quelques polymères thermoplastiques semi-cristallins

(Thèse de R. Tlili)

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Moyens de caractérisation / DICO Température et Pression variables

Conductivité thermique de l’air :

- Effet Knudsen :

Variations de k en fonction de la pression: essais sur composites Epoxy / fibres de Lin; collab° CIMAP (U. Caen)

Etude de la porosité par méthode thermique

Page 16: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Etude de stockage/ déstockageRésine époxy / billes de paraffine de 12mm

Moyens de caractérisation / PCGTEtude de stockage/déstockage d’énergie par PCM

(Thèse de A. Trigui)

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Cour extérieureMur intérieurLRPC Clermont

Carottes de chaussées

(Thèse de J-P. Monchau)

Mesures d’émissivité / du labo au terrain

Mesure simultanée dans deux bandes

Référence

Appareil transportable (36 x 20 x 40 cm; 4 kg)

Mesure rapide (quelques secondes)

Surface d’analyse étendue (diam. 80 mm)

Possibilité de discriminer les angles d’incidence

Fonctionnement sur batterie

Coût de revient réduit

Brevet déposé

Comparaison de mesures avec le LNE

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Sites d’Observations - CARNOT

Maison en pierre du 19ème réhabilitée(Site de formation DISTRAME, Ste Savine)

Parois instrumentées avec 6 niveaux d’isolation différents

Mesure de résistance thermique de parois par thermographie active

Test de différents protocoles de mesure

Page 19: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Instrumentation du bâtiment:

- Tair, HR intérieur

- Tair, HR extérieur

- T° paroi (surface extérieure et interface mur isolant)

- Données météo locale

- Suivi par thermographie

Mesure de résistance thermique de parois par thermographie: approche passive

Sites d’observation - PANISSE

Immeuble d’habitation isolé par l’extérieur (Villemomble)

Page 20: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Exemple: campagne de mesures du 25/01 au 06/02/2013

Sites d’observation -PANISSE

0 2 4 6 8 10 12 14-5

0

5

10

15

20

25Point N°6 - W haut gauche

t (j)

T (

°C)

Thermocouple

T corrigée

0 2 4 6 8 10 12 14-10

0

10

20

30

40

50

60Flux solaire incident

t (j)

(

W/m

2)

Flux solaire (x10 W/m2)

Tair (°C)

Tenv (°C)

Page 21: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Road thermal mapping par Thermographie

Collaboration CETE Est, IFSTTAR, CERTES

Suivi thermique d’itinéraires routiers: chaussées et façades de bâtiments

Correction de champs de température

Estimation du risque hivernal (Optimisation du salage des itinéraires routiers)

Détection de points chauds/froids:- détection précoce de défauts non émergents- gradients longitudinaux, récupération d’énergie

Véhic

ule

Therm

oro

ute

II

Apports de l’utilisation d’une caméra thermique / radiomètre?

Opérations de recherche PALM, MateOpt, R5G

Page 22: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Comparaison T° de surface (Caméra et Radiomètre)

Calc

ul Ris

que h

ivern

al (W

R)

Influence de l’émissivité, de paramètres atmosphériques et

de l’environnement

Différentes méthodes de calcul, Raccordement d’itinéraires, Saisons

Road thermal mapping par Thermographie

Page 23: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Plan

Objectifs

I. Thèmes de recherche

II. Moyens expérimentaux & Observations de terrain

Collaborations / Projets

Productions

IV. Projets

III. Exemples de résultats

Page 24: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Composites conducteurs / Optimisation des propriétés

1000 2000 3000 4000 5000

1

2

3

4

56789

10

20

k /

kP

(kg.m-3)

Cu23

Cu230

Al8

Al44

BT9

BT105

G36

GAg14

GAg47

PAAg

WAg

EG

UG

EVANi

PENi

Page 25: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Analogies de comportement / Mise en évidence expérimentale

Existence d’une relation de proportionnalité entre variations relatives de propriétés physiques:

Composites EVA/BaTiO3

11

PP k

k

g

g

Conductivité thermique, permittivité diélectrique, viscosité

Ecriture générale des modèles théoriques de prévision de la conductivité thermique:

) ,( fp

eff pk

k

) ,( f1 p

p

eff pp P

PRelation générale pour toute propriété P:

Page 26: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Collaboration LTN et Univ. Nador - Thèse de M. Aadmi

Modélisation par simulation numérique Conductivité thermique de composites conducteurs

0 10 20 30 40 50 60 70

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Measurements:

Sample a

Sample b

Sample c

Numerical Models:

SC

FCC

BCC

0 10 20 30

1.0

1.5

2.0

2.5

E

(%)

Eff

ecti

ve c

on

du

cti

vit

y (

E)

(%)

Lewis and Nielsen

max

= 52.4 %

max

= 60.5 %

max

= 68 %

max

= 74 %

(b,b,b)

x2

x1

1

x3

o

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

d=4.84d=3.57

ke

ff /

km

Volume fraction (%) , Model (b), kf / k

m = 3500

Spherical

Cylindrical

Ellipsoidal

Hashin and Shtrikman d=3

(b,b,b)

x2

x1

1

x3

o

Page 27: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Matériaux à changement de phase: Etude du stockage / déstockage

Benchmark DSC (Paraffine)

-20 0 20 40 600

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

PCM 1

PCM 2

PCM 3

PCM 4

PCM 5

Heat

Flo

w E

nd

o U

p (

mW

)

Température (°C)

Etude par DSC: composites PCL/micronal

Cycles stockage/déstockage

Etude de la microstructure

Thèses de S. Sari-Bey et A. Trigui

Page 28: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Matériaux à changement de phase: Amélioration du transfert de chaleur

Collaborations:

Polymer Institute, Bratislava

Univ. Adana

Univ. Sfax

Projet Université de Doha, QATAR

Utilisation de paraffine encapsulée ou non dans une matrice

Ajout de matériau conducteur, métallisation

Page 29: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Modélisation par simulation numérique: Transferts thermiques et changement de phase (composites polymère-

PCM)Modèle mathématique :

Simple Arrangement

Matrix Spheres

0. U

ba

T

all FFUUpIUUt

U

.

TTUCt

TC apalpal

..

mla TTgF ufAFb

bTf

TfCTA

3

2

))((

)(1

TT

TTT

TT

TT

TTTf

l

ls

s

sl

s

1

0

)(

TTt

Tc sspss

2

Matrice :

MCP :

t=1020s t=1080s

t=1120s t=1200s

Evolution of the melting front propagation

Page 30: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Modélisation par simulation numérique: Transferts thermiques et changement de phase (composites

polymère-PCM)

Etude comparative du stockage de chaleur pour une évolution de 15°C à 20°C

composites ( résine+billes RT27)

0 1000 2000 3000 40005

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

T2

T1

1,Ex

2,Ex

1,Model

2,Model

Time (s)

Tem

pera

ture

(°C

)

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

He

at flu

x (W

/m2)

Page 31: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

-20 0 20 40 60 80 100 120

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

c(w

/m.k

)

T(°C)

m=0%

m=10%

m=20%

m=30%

m=40%

Cylindrical sample of composite manufactured in LEPAMAP laboratory, (a) Maize fibre,(b) HDPE matrix

(a) (b)

Effect of fiber content and temperature on the thermal conductivity of composites (HDPE/Maize)

Utilisation de fibres naturelles pour la réalisation de matériaux composites

Test de différents systèmes:Polyester / Sisal, Polypropylène / fibres de lin, Epoxy / fibres de lin, HDPE / Maïs

Influence de la composition, du procédé de mise en œuvre et du traitement des fibres

Exemple de résultat:

Composites HDPE / fibres de maïs

Collaborations: U. de Girona, CIMAP Alençon, U. Mahatma GandhiKottayam (Pr. Sabu Thomas)

Page 32: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Composites à fibres naturelles / paramètres d’influence

Exemple du bois de palmier dattier

Potentiel de 2 Mtonnes annuelles (parties renouvelables)

PDN

PDN //

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

Pression atmosphérique

Sous vide

k (

W.m

-1.K

-1)

Echantillons

PDN PDN // --

0

2

4

6

a ×

10

-7 [m

2.s

-1]

PDN

PM

DPEG

BDN

BM

DBEG

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

k (

W.m

-1.K

-1)

Echantillons

PDN PMD PEG BDN BMD BEG

0

5

10

15

20

25

30

er

Orientation des fibres, Porosité

Prélèvement dans la plante

PétioleGrappe

Patm

Patm

Vid

e

Vid

e

Variété de bois: ElGhers, Deglet-Nour, Mech-Degla

(Coll. B. Agoudjil)

Page 33: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Dispositif expérimental

Porosité de Composites Lin/Epoxy

e

k, a

heh0

W

Front face Rear face

z0

T (z,t)

e

k, a

heh0

W

Front face Rear face

z0

T (z,t)

DT z,t( )= 2Gx

nx

ncos x

nd( ) + B

0sin x

nd( )é

ëùû

xn

2 + B0

2( ) 1+B

e

xn

2 + Be

2

æ

èçç

ö

ø÷÷+ B

0

n=1

¥

å exp -x

n

2t

t

æ

èçç

ö

ø÷÷

Modélisation thermique

0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.220

5

10

Sample 3 - porosity rate=6%

a (mm2.s

-1)

Num

ber

0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.220

5

10

Sample 4 - porosity rate=12%

a (mm2.s

-1)

Num

ber

0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.220

5

10

Sample 5 - porosity rate=7%

a (mm2.s

-1)

Num

ber

0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.220

5

10

Sample 6 - porosity rate=12%

a (mm2.s

-1)

Num

ber

Distribution diffusivité thermique

Page 34: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Présence de zones « uniformes » en température

Quel est le niveau d’isolation local?

Thermographie passive:- Efficace pour la détection et la localisation d’irrégularités et/ou de défauts d’isolation

- Périodes d’utilisation dans une année à définir

- Nombreux paramètres d’influence

Part des déperditions liées aux défauts?

Thermographie appliquée au contrôle de l’isolation de bâtiments

Thermographie active:Utilisable à tout moment de l’année

Matériel supplémentaire (contraintes de terrain à respecter)

Estimation ponctuelle de résistance thermique?

Complémentarité des approches active (ponctuelle) et passive (globale)?

Page 35: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

0 20 40 60 80 1000

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

e2 (mm)

RM

ur

(m²K

/W)

Estimation Résistance Mur

Théorie

Mesures 1h30

Mesures 1h

Développement d’un appareil transportable (thermographie active)

Application à la réhabilitationde bâtiments

Contrôle avant/après travaux

Expérimentations labo ETNA EDF

Projet PROTOMERES (financ. ADEME)

Diagnostic isolation / approche active

Page 36: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Mur isolé par l’intérieur

Mur en Béton cellulaire

Exemple de variation de T° de surface

Projet NADIIAH (financ. ADEME)

Diagnostic isolation / approche active

ParpaingsIsolant

Plâ

tre

e2 e3e1

z0

P0

h0

Tair

heRla

1,b

1

2, b2 3, b3

ParpaingsIsolant

Plâ

tre

e2 e3e1

z0

P0

h0

Tair

heRla

1,b

1

2, b2 3, b3

Association des quadripôles thermiques avec une inversion numérique de la tr. de Laplace

Formulation en (constante de temps) et b(effusivité thermique)

Identification par méthode inverse de 4 paramètres

2 / i i ie a

i

i

i

Rb

Page 37: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

100mm

60mm

60mm40mm

R

/R (

%)

RM (m².K.W

-1)

Polystyréne expansé

Laine de roche

Mousse de polyuréthane

20mm

Ecart max sur l’estimation de la résistance thermique de parois:±20% pour 18 essais sur 20 réalisés (soit 90%), série 1±20 % pour 23 essais sur 26 réalisés (soit 88%), série 2

Projet NADIIAH (financ. ADEME)

Diagnostic isolation / approche active

Page 38: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Parpaing

béton

Poly

sty

rèn

e

e1

z0

hext

1, 1, c1

air

ext ( )T t

2,

2,c

2

Parpaing

béton

3, 3, c3

e2 e3

hint

α

air

int ( )T t

0( )tΦ

0(t) : paramètre mesuré

1 : paramètre connu

hint : paramètre inconnu

Parpaing

béton

Poly

sty

rèn

e

e1

z0

hext

1, 1, c1

air

ext ( )T t

2,

2,c

2

Parpaing

béton

3, 3, c3

e2 e3

hint

α

air

int ( )T t

0( )tΦ

0(t) : paramètre mesuré

1 : paramètre connu

hint : paramètre inconnu

Mur étudié

Modèle numérique de transfert de chaleur

Estimation de paramètres physiques par méthode inverse

Rth ≈ 1.33 m2.K/W

(Projet DPE-IITI, financement ADEME)

Groupe scolaire du Bois de la grange, Noisiel (Seine-et-Marne)

Suivi de T° de surface intérieure et extérieure pendant plusieurs jours

Enregistrement de données météo locales

Diagnostic isolation / approche passive

Page 39: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

0 1 2 3 4 5 6 7-10

-5

0

5

10

15(a)

t (jours)

T=

Tin

t-T

ext (

°C)

gradient mesuré

gradient estimé

0 1 2 3 4 5 6 7-4

-3

-2

-1

0

1

2

3(b)

t (jours)

T

mesure

-T

esti

mati

on (

°C)

Résidus

(Projet DPE-IITI, financement ADEME)

Diagnostic isolation / approche passive

Bonne concordance entre gradients mesuré et calculé après identification

Faibles résidus, en grande majorité <1°C en valeur absolue

Quelques écarts plus importants coïncidant avec des variations brusques et importantes d’ensoleillement

Identification à partir du gradient T=Tint-Text sur la semaine de mesures

e2 = 4.4 cmEpaisseur isolant: RM = 1.44 m2.K/WRésistance thermique:

Page 40: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Contrôle du renforcement d’ouvrages par composites

(LRPC Autun)

Thermographie appliquée à la détection de défauts dans les structures routières

Obtention de données quantitatives:

Position et propriétés d’un défaut

Ob

jecti

fs

Disposer de techniques de détection précoce de défauts non-émergents: fissures, décollements, délaminations…

Délamination

Visualisation de défauts de collage

Faïençage

Page 41: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Matériaux hétérogènes, poreux, de propriétés

variables (composition, mise en oeuvre, séchage…)

Passage de mesures en laboratoire à des mesures in-situ; contraintes à respecter:

- Portabilité et facilité d’utilisation du matériel

- Durée de mesure courte

Faibles variations de propriétés Faibles gradients de T°

Dif

ficu

ltés

Thermographie appliquée à la détection de défauts dans les structures routières

Méth

od

e

Phase d’essais en laboratoire:

- Réalisation d’échantillons

- Test de méthodes de détection existantes (imagerie)

- Estimation de paramètres par méthodes inverses

Détermination des limites de détection

Possibilité de transposition à des situations de terrain?

Page 42: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Détection de défauts: Composites Carbone/Epoxy

Méthode rapide, bas coût utilisable sur

le terrain pour la détection des défauts?

Thermographie active – excitation créneau :

Lampes halogènes

Caméra non refroidie

Mesures face avant

Composite plies

Fiber direction

B02

B03 and B06

B04

1

2

3

4

5

6

7

8

Composite plies

Fiber direction

B02

B03 and B06

B04

1

2

3

4

5

6

7

8

IR camera

Halogen lamps

Composite

sampleIR camera

Halogen lamps

Composite

sample

L

1

1

tanh

tanh 1

bp p

pp p Bi

BiBi

pp

Échantillons

Ri

e0

k

a

hh

0

0 i

1 2

Front face Rear face

(a)

z

e0

k

a

hh

0

0 i

1 2

Front face Rear face

(b)

z

k

a

e1 e2

Ri

e0

k

a

hh

0

0 i

1 2

Front face Rear face

(a)

z

e0

k

a

hh

0

0 i

1 2

Front face Rear face

(b)

z

k

a

e1 e2

Modélisation

thermique

Dispositif

expérimental

-0.02

0

0.02

0.04

0.06

0.08B02 B04B03 B06

Images SVD

Caractérisation de la source :

Prise en compte de la forme exacte

de l’excitation

Optimisation de la durée d’analyse et de

la durée d’excitation

Restitution de la profondeur du défaut et

de sa résistance thermique

Estimation de la résistance de contact

défaut/composite

Manipulations rapides/face avant, coût

faible

Transposition sur le terrain

Page 43: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Chaussées / Détection de défauts (approche active)

Echantillons de BBSG avec défauts connus (bois et air)

Test de méthodes de détection de défauts

t

Faisabilité de la détection

Test de différents types de caméras

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

1.25

Contraste: Images N°390 à 419

50 100 150 200 250 300

-50

0

50

100

150

200

Contraste Absolu(image par image)

tTtjiTtjiC saineza .,,),,(

Tz.saine = Moyenne des T°

sur toute l’image

SVD (analyse globale)

Simulations

Mesures

Page 44: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Utilisation de modèles de transfert thermique

Identification de propriétés des défauts par méthodes inverses

Calcul à partir d’un modèle direct

Chaussées / Détection de défauts (approche active)

Modélisation par la méthode des quadripôles thermiques

Identification de la profondeur du défaut par méthode inversezdef = 12.3 mm

Simulations Mesures

Possibilité de localisation et de calcul de la profondeur de défauts

Page 45: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Comparaison Mesures-Simulations

Maillage Gambit, simulations sous Fluent

Détection de défauts de faible extension

Face-avant: 2cm de plâtre

Face-arrière: 1cm de béton

Essais sur des échantillons contenant des défauts “connus”

Limite de détection de défauts (Simulation de fissures)

Excitation créneau de puissance

Mesure en face-avant

h2620 W.m-2

90s 600 s

Page 46: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Carte de contraste de phase à f = 4mHz

1

0

)2(expN

k

Nnkj

n tkTtF

SVD – 5° EOF Carte coeff. a0

SVD - 3° EOF Carte coeff. a1

Sim

ula

tio

ns

Mesu

res

SVD Interp. Polynomiale PPT

ni

i

ii tatT

0

)ln()(lnA = URVT

Pavés en bois4mm

Détection de défauts de faible extension

Comparaison de méthodes d’analyse et test de différentes configurations expérimentales

Page 47: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Formation Continue

Convention UPEC / DISTRAME(depuis mai 2008)

Formations à destination de professionnels:

- Acquisition de bases théoriques

- Règles d’utilisation d’une caméra thermique en situation de mesure

Formations de 2 jours:

- Thermographie appliquée au domaine de l’industrie

- Thermographie appliquée au domaine du bâtiment

http://www.di-formation.com/

Page 48: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Plan

Objectifs

I. Thèmes de recherche

II. Moyens expérimentaux & Observations de terrain

Collaborations / Projets

Productions

IV. Projets

III. Exemples de résultats

Page 49: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Utilisation de moyens matériels et de simulation communs

Officialiser l’existence de travaux en commun déjà existants et à venir (nouvelles réponses à appels à projets)

Mise en oeuvre, caractérisation et utilisation in-situ de matériaux innovants (MCP, matériaux bio-sourcés)

Renforcement / 2 opérations séparées

Concerne de nombreux E/C du laboratoire

Collecte d’observations sur le terrain

Po

ints

po

sit

ifs

Ob

jecti

fs

Mise au point de méthodes de contrôle de matériaux in-situ

Adéquation avec:

- les missions d’observation de l’OSU;

- les champs disciplinaires « Sciences de l’environnement » (UPEC) et « Ville, Environnement et leurs ingénieries » (PRES Paris-Est)

Thermique des Matériaux et Contrôle de Structures (THEMACS)

Page 50: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Développement de

Nouveaux matériaux

Combinaison de

propriétés

Matériaux Bio-sourcés

Caractérisation in-situ

Suivi des propriétés

Contrôle préventif

Vieillissement?

Monitoring (Performances)

Mise en œuvre

et application

Utilisation optimale

Contraintes de terrain

Thermique des Matériaux et Contrôle de Structures (THEMACS)

Caractérisation

en laboratoire

Modélisation

Données expérimentales

Méthodes de mesure

OBJECTIFS

APPLICATIONS

Matériaux pour l’isolation des bâtiments

Récupération et stockage temporaire d’énergie (bâtiment, ouvrages,

chaussées…)

Influence des pratiques de chantier

Page 51: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Création d’une équipe de recherche commune avec l’IFSTTAR

ERC « MASTher » (Matériaux et Auscultation des Structures par méthodes Thermiques) – 18 personnes

- DEBAT: Diagnostic Energétique du Bâti (de la paroi au quartier)

- CONITIVE: Conception et étude de nouvelles infrastructures de transport à énergie positive

Accès à l’Equipex SENSE-CITY

Utilisation de matériaux (MCP, isolants à fibres…) en conditions réelles; nouvelles applications

Développement de méthodes de contrôle de structure

Projet R5G (Routes de 5ème Génération)

Mise en place d’une convention avec le CETE de l’Est

Faciliter l’échange de matériels et l’utilisation de moyens d’auscultation à grande échelle: véhicule Thermoroute II

Convention signée le 21 juin 2013

Renforce la position et la visibilité du CERTES dans le PRES

Réponse commune aux appels d’offres

Thermique des Matériaux et Contrôle de Structures (THEMACS)

Page 52: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Réponse à des Appels d’offre ANR

ETHRIPE: CERTES, ToxEmac, D. Theile, CETE Est, Matériaupôle

Ti4Tou: CERTES, ToxEmac, D. Theile, CEREMA (ex-CETE), Matériaupôle

DISTRICT: IFSTTAR, Ec. Centrale Nantes, LASIE, CEREMA, CERTES

Demande labellisation par Advancity

Thermique des Matériaux et Contrôle de Structures (THEMACS)

Réponse à des Appels d’offre FUI

Montage en cours: CERTES, LNE, IFSTTAR, CEA, CEREMA…

Thèse IFSTTAR

Méthodes IR pour le diagnostic du bâti

Page 53: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Principaux Objectifs

Maintenir l’activité de publication et la qualité des publications (Journaux à fort impact factor, nbre de citations)

Valorisation des résultats de recherche

Relations avec le tissu local & professionnel

Dépôt de brevet, Transfert de technologie

Information auprès des collectivités (CG94, C.Agglo, Matériaupôle) & implication dans des projets

Renforcer l’activité de formation professionnelle: certification, GT Professionnalisation Thermo Bâtiment

Réponse à des appels à projets européens

Compléter le parc instrumental du laboratoire, développer et pérenniser les sites d’observations

Développer l’offre de prestations vers les entreprises

Maintenir et renforcer les collaborations et partenariats existants

Collaborations internes à l’OSU

Page 54: Les activités de l'équipe THEMACS - certes

Questions?