Caractérisation thermique de la matière par la méthode 3ω

• Main Author: Gauthier, Sébastian
• Language: fra
• Published: Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc 2012
• Subjects: [SPI:TRON] Engineering Sciences/Electronics; [SPI:TRON] Sciences de l'ingénieur/Electronique; conductivité thermique; méthode 3ω; cahill; effet thermo-resistif; capacité calorifique; mems; micro et nano système; micro électronique; conduction thermique; transfert de chaleur
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00826953; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/82/69/53/PDF/thesis_gauthier_s.pdf

Cette thèse de doctorat porte sur le développement d'un banc de mesure pour la caractérisation thermique de la matière. Les techniques et instruments employés pour la mesure des propriétés thermo-physiques sont nombreux, évoluent constamment. Ils sont aujourd'hui encore le centre d'attention de multiples recherches. Ils sont néanmoins bien souvent adaptés préférentiellement à un état de la matière et à la mesure spéci fique d'un paramètre thermique. Le banc développé repose sur la méthode dite 3!, qui consiste à observer la réponse thermique fréquentielle d'un matériau soumis à un flux thermique harmonique. Cette technique met à pro t l'e et thermo-résistif qui accomplit la transduction du domaine thermique vers le domaine électrique. Elle permet alors de mesurer simplement les variations de température en fonction de la fréquence d'excitation donnant ainsi accès aux propriétés thermo-physiques du milieu étudié. Nous montrons que la méthode 3w permet eff ectivement d'une part de mesurer e fficacement la conductivité thermique, mais également d'estimer la capacité thermique isobare. De plus, alors qu'elle a été initialement introduite pour la caractérisation des solides, nous élargissons le champ d'application de cette technique, via un dispositif expérimental adapté, pour l'étendre aux autres états de la matière, à savoir les liquides et aux gaz. Le capteur proposé est fabriqué à l'aide des techniques de la micro-électronique et basé sur la technologie du silicium, ce qui permet de réduire fortement ses dimensions et o re des perspectives intéressantes en termes de miniaturisation et d'intégration