Quantification du rayonnement des parois sur les mesures de température

Résumé et principaux résultats

L'objectif de ce stage était de quantifier l'effet du rayonnement thermique émis par les parois d'une enceinte climatique sur les mesures de température. L'enceinte climatique permet de générer des conditions thermiques maîtrisées (température, humidité relative). Les parois de l'enceinte sont généralement en inox, un matériau potentiellement rayonnant. Pour caractériser l'effet des parois, nous avons fait varier les conditions du milieu comme l'émissivité des parois de l'enceinte et des capteurs, la surface des capteurs, la température et l'éclairement. Ces différentes configurations permettent d'en déduire leur impact sur les mesures de température ainsi que l'incertitude associée. Pour quantifier son effet, nous avons analysé les écarts de température obtenus entre deux cas de figure. Deux états de surface sont testés : surface métallique de faible émissivité et surface recouverte d'une peinture noire mat de forte émissivité. La convection étant concomitante, l'analyse des résultats ne permet pas de quantifier seul le flux de chaleur rayonné. Toutefois, cette étude a permis de mettre en évidence l'effet des parois sur les mesures de température d'air au centre de l'enceinte. Les résultats expérimentaux ont aussi fait l'objet d'une vérification théorique en utilisant l'équation de la norme européenne NF EN ISO 7726.

Title : Quantifying the effect of thermal radiation on temperature measurements

Abstract : The aim of this internship was to quantify the effect of thermal radiation 1 emitted by the walls of a climatic enclosure 2 on temperature measurements. The climatic chamber is used to generate controlled thermal conditions (temperature, relative humidity 3). The walls of the enclosure are generally made of stainless steel, a potentially radiating material. To characterize the effect of the walls, we have varied environmental conditions such as the emissivity 4 of the walls of the chamber and the sensors, the surface of the sensors, temperature and illumination. These different configurations allow us to deduce their impact on the temperature measurements as well as the associated uncertainty. To quantify this effect, we analyzed the temperature differences obtained between two specific cases . Two surface states are tested: low emissivity metal surface and painted surface with matte black paint of high emissivity. The convection being concomitant, the analysis of the results does not allow us to quantify only the radiated heat flux 5. However, this study highlights the effect of the walls on the air temperature measurements in the center of the enclosure. The experimental results were also subject to a theoretical verification using the equation of the European standard NF EN ISO 7726.