Au sein de IRDL, Jad Houssein a développé une méthode innovante pour mesurer la diffusivité thermique des métaux liquides à haute température.
L'Essentiel : Au sein de IRDL, Jad Houssein a développé une méthode innovante pour mesurer la diffusivité thermique des métaux liquides à haute température.
Jad Houssein, chercheur·e au sein de IRDL (Institut National Polytechnique de Bretagne).
Thèse soutenue en 2024 à l'école doctorale École doctorale Sciences Pour l'Ingénieur (Lorient ; 2022-....).
Référencée dans le réseau ABES/STAR, cette thèse répond aux critères de rigueur de l'enseignement supérieur français.
La diffusivité thermique est un paramètre clé dans le domaine des matériaux, influençant directement la performance des métaux dans des applications industrielles variées. En effet, la capacité d'un matériau à conduire la chaleur est essentielle pour garantir son efficacité dans des environnements où les températures peuvent atteindre des niveaux extrêmes. La thèse de Jad Houssein, soutenue à l'Institut National Polytechnique de Bretagne, aborde un enjeu crucial : la mesure de la diffusivité thermique des métaux liquides à des températures extrêmes, souvent supérieures à 1 500°C. Cette problématique est d'une importance capitale pour l'industrie métallurgique, où des données précises peuvent optimiser les processus de fabrication et améliorer la qualité des produits.
Il est essentiel de comprendre que le manque de données fiables sur la diffusivité thermique des métaux liquides a longtemps constitué un frein à l'innovation dans ce secteur. Les méthodes traditionnelles de mesure, souvent basées sur des contacts physiques, ne sont pas adaptées aux conditions extrêmes rencontrées lors de la manipulation de métaux liquides. Par exemple, dans le cas de la fusion de l'aluminium ou de l'acier, la mesure de la diffusivité thermique est cruciale pour éviter des défauts dans les pièces moulées, qui peuvent entraîner des pertes économiques considérables. C'est ici qu'intervient la méthodologie développée par Houssein, qui repose sur un dispositif expérimental novateur et un modèle mathématique permettant d'estimer la diffusivité thermique sans contact.
Cette approche permet non seulement d'obtenir des mesures précises, mais aussi de garantir l'intégrité des données dans des environnements à haute température. En intégrant un processus d'identification basé sur la minimisation des écarts entre les données expérimentales et les simulations théoriques, cette thèse ouvre la voie à des avancées significatives dans le domaine des matériaux. Cela pourrait également avoir des implications profondes pour d'autres secteurs, tels que l'aérospatial et l'automobile, où la gestion thermique est cruciale pour la performance des composants.
Les résultats de cette recherche sont d'une portée considérable. En 2021, l'industrie de la fonderie en Europe a produit 10,7 millions de tonnes de pièces moulées, tandis que la valeur de cette industrie aux États-Unis s'élevait à 50 milliards de dollars. Ces chiffres illustrent l'énorme potentiel économique d'une meilleure compréhension de la diffusivité thermique des métaux liquides. En Afrique de l'Ouest, où l'industrie métallurgique est en pleine expansion, des avancées dans ce domaine pourraient également stimuler la croissance économique et créer de nouveaux emplois.
Il est donc recommandé d'adopter la méthode flash pour la mesure de la diffusivité thermique des métaux liquides à haute température. Cette méthode, qui utilise des impulsions de chaleur pour mesurer la réponse thermique d'un matériau, pourrait révolutionner la manière dont les données sont collectées et analysées dans ce domaine. De plus, des recherches supplémentaires devraient être menées pour développer des méthodes adaptées à ces conditions extrêmes. Par exemple, l'exploration de nouveaux matériaux ou de nouvelles techniques de mesure pourrait également enrichir le corpus de connaissances existant.
En investissant dans ces technologies, l'industrie métallurgique pourra renforcer sa compétitivité et favoriser l'innovation dans le domaine des matériaux. Cela pourrait également encourager des collaborations entre les universités et l'industrie, permettant ainsi de transférer les connaissances académiques vers des applications pratiques. En somme, la thèse de Jad Houssein ne se limite pas à une simple étude académique, mais représente un véritable tremplin pour l'avenir de l'industrie métallurgique, tant en Europe qu'en Afrique de l'Ouest.
Données clés
- 10,7 millions de tonnes : production de pièces moulées par l'industrie de la fonderie en Europe en 2021
- 50 milliards de dollars : valeur de l'industrie de la fonderie aux États-Unis
Accéder à l'étude complète
Sources et accès
Jad Houssein. Estimation de la diffusivité thermique des métaux liquides, sans contact et à très haute température. Thermique [physics.class-ph]. Université de Bretagne Sud, 2024. Français. ⟨NNT : 2024LORIS704⟩. ⟨tel-05106838⟩