Résistance thermique et modélisation d'un matériaux multi couches

[alfc]

Bonjour tout le monde,

Je cherche à modéliser la résistance thermique d'un matériaux multicouches de très faible épaisseurs.
Le matériau est dans le vide donc pas d'effet de convection, seulement de la conduction et de la radiation. On va faire simple et dire que le problème et 1D et stationnaire.
Pour limiter et simplifier on prend 3 couches, notées 1, 2 et 3. d'épaisseurs e1, e2 et e3 (m) et de conductivité thermique Lambda_1, Lambda_2 et Lambda_3.
On suppose qu'il y a seulement le soleil qui envoie un rayonnement I_sun (W/m2) sur la couche 1 et que cette dernière est opaque (pas de transmission).
on a que de la conduction entre les couches.

J'ai essayé de mettre les équations, je voulais votre avis si les équations (1) et (2) et (3) étaient justes? déja..

et ensuite si cela avait du sens de caractériser la résistance thermique du matériaux multicouches en calculant la variation T3-T1 en fonction de Q_sun ?

bon voila, n'hesitez pas!
a bientot ^^
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[alfc]

ca n'inspire personne... ? =(
peut etre pas la bonne place?

a+

[RomVi]

Bonjour

Ce type de problème est quasiment impossible à modéliser, car il dépend grandement de la compression des couches. Par ailleurs les feuilles en mylar aluminisées ont une très faible emissivité, mais celle ci n'est pas connue avec une précision démentielle, et la moindre variation sur cette valeur modifie fortement le bilan.
J'ai bien peur que tu ne sois forcé de passer par un essai réel...

[alfc]

oui je comprends bien le problème que tu soulèves, mais... imagines que l'on veuille comparer deux configurations en relatif. On fait l'hypothèse que la compression des couches et la même suivants les 2 configurations.
Reste a vérifier après coup que suivant les 2 configurations le résultat soit assez bien différent pour que l'on vérifie que l'incertitude sur l'epsilon ne ''plombe" pas le résultat...

Quand je dis 2 configurations, je parle de rajouter plus ou moins de couches en faite.. disons que ce qui m'intéresse ce n'est pas la valeur absolue du calcul mais plutôt pour comparer deux assemblages/configuration différente.. qu'est ce que tu penses du critère de resitance thermique T3-T1 en fonction de Q_sun ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[alfc]

en plus de ca, je crois bien que les émissivité sont mesurés par essais..donc assez bien connu.

[RomVi]

Oui dans ce cas la comparaison est possible.

[alfc]

ok merci RomVi !
tu sais me dire si les équations que j'ai essayé de poser sont bonnes? je ne suis pas sûr du Q absorption si je peux l'écrire comme ca dans l'équation (1) .. et aussi le faite que les couches internes ne rayonnent pas mais qu'il y ait juste de la conduction...

[RomVi]

En réalité il faut prendre en compte l'échange par rayonnement entre chaque interface ; c'est d'ailleurs toute la subtilité de ce type d'isolant, sans quoi les couches de mylar ne serviraient à rien, car elles sont un très mauvais isolant en conduction pure (il suffit de saisir une bouteille d'eau chaude à travers une couverture de survie pour s'en rendre compte).
A chaque interface mousse/mylar on a un certain pourcentage de mousse qui touche la feuille suivante et qui échange par conduction, et le reste qui échange par rayonnement. Idéalement il serait préférable d'avoir des couches qui ne se touchent pas

[alfc]

c'est d'ailleurs toute la subtilité de ce type d'isolant

pour mon projet, le type d'isolant utilisé est : https://en.wikipedia.org/wiki/Multi-layer_insulation des couches d'isolation pour satellite, d'épaisseur trés trés fine et pas de mousse a ce que je sache.. c'est vrai que c'est un trés mauvais isolant pour la conduction pure.
tu ne connais pas une modélisation qui dépend du nombre de couche en prenant en compte le rayonnement entre couches?
tu penses que l'on fait une erreur, une grosse erreur ou une erreur monumentale en négligeant le rayonnement entre couches?

[RomVi]

Ca dépend, est ce qu'il y a des couches de mylar intermédiaires, ou elles sont justes sur chaque face de l'isolant ?

[alfc]

il y a des couches de mylar ou alu en intermédiaire oui... je sens que tu vas me dire que du coup pas le choix que de modéliser les effets radiatifs entre chaque couche ^^

[RomVi]

Ce serait préférable en effet, mais pour une 1ere approche il est toujours possible de ne pas les prendre en compte, on considère juste une couche purement conductive recouverte d'une couche externe à faible émissivité.

[alfc]

hello,
j'ai trouvé une écriture simple ou on considère qu'une couche N échange en radiatif avec son N+1 seulement ( ca me parait bien si tu as une face aluminisée sur chaque couche )
en plus de ca, j'ai pu constater que trés souvent, chaque couche est séparée par un ''spacer" pour éviter la condution.. donc moyen l'idée de la conduction si ce cas s'applique pour le futur .. je verrai bien.

en tout cas merci, tu m'as bien aidé!
A+
alfc

[RomVi]

En réalité le phénomène au sein de l'isolant doit être quantifié, mais par la suite on peut le résumer à un simple coefficients d'échange, peu importe les modes de transfert de chaleur qui se produisent véritablement.

[alfc]

ok, je pense au final partir sur ce que je connais le mieux en terme de données brutes: les coeff thermo optiques des couches, donc partir sur le model d'échange radiatif.

[Jaunin]

Bonjour,
Avez-vous regardé sur ce site ?
Cordialement.
Jaunin__

https://www.comsol.com/search/?subse...e+and+modeling

[alfc]

mtn oui mais j'ai rien vu correspondant (j'ai fais ca en rapide)