Projet : Institut CARNOT ARTS Recherche et innovation AAP de ressourcement scientifique 2023
Instrument de financement : TODO – 168 000 euros
Nom du projet : ThermoSURF - Estimation multi-échelle des propriétés thermiques des surfaces rugueuses
La mesure des propriétés fonctionnelles des états de surface est un enjeu clé pour de nombreux secteurs industriels, notamment dans le cadre des démarches associées à l’Industrie du futur. Les procédés de fabrication doivent être flexibles, adaptables et pilotables numériquement, en tenant compte des propriétés de surface telles que la tribologie (usure, frottement), la mouillabilité ou encore la qualité d’aspect visuel.
Ce projet se concentre spécifiquement sur le lien entre la rugosité des surfaces et leur émissivité thermique, une propriété essentielle dans de nombreux procédés industriels, notamment ceux impliquant des transferts thermiques.
L’objectif est de caractériser les interactions entre la rugosité de surface et l’émissivité thermique afin de quantifier l’influence des états de surface sur les performances thermiques. Cela permettra de mieux contrôler les matériaux dans des environnements nécessitant une gestion précise des flux thermiques, tels que les systèmes de refroidissement, les revêtements thermiques ou les applications liées à l’aérospatiale et à l’énergie.
La méthodologie repose sur une approche multi-échelle d’analyse fonctionnelle des états de surface, en s’appuyant sur la caractérisation des pentes locales au point considéré. L’outil technologique central utilisé est le Reflectance Transformation Imaging (RTI), une technique avancée permettant :
L’innovation du projet réside dans la combinaison de ces deux types de données pour établir des modèles robustes d’interactions entre la topographie de surface (rugosité, pentes) et l’émissivité thermique.
Le projet vise à intégrer l’analyse des états de surface dans les mesures classiques d’émissivité thermique, afin d’améliorer la précision des estimations et de proposer des solutions innovantes aux industriels. Cette approche doit enrichir les banques de données sur les émissivités et permettre le développement de matériels de mesure intégrant des éléments d’intelligence artificielle pour une analyse automatisée des surfaces.
En termes de valorisation scientifique et industrielle, les résultats permettront aux deux laboratoires partenaires du projet, IRDL et LAMIH, de proposer trois types de prestations :
1️⃣ Mesure RTI pour la caractérisation fonctionnelle des états de surface
Cette prestation ciblera les applications où la topographie locale (pentes et courbures) est cruciale pour les performances des matériaux.
2️⃣ Mesure RTI pour la caractérisation de la réflectance angulaire
Cette analyse répond aux besoins des secteurs industriels liés à la qualité d’aspect visuel, où la maîtrise des propriétés optiques est déterminante.
3️⃣ Mesure d’émissivité selon la méthodologie développée dans le projet
Cette prestation intégrera les modèles multi-échelles établis, apportant une approche plus complète pour évaluer les propriétés thermiques des surfaces.
Cette valorisation scientifique et industrielle contribuera à positionner les partenaires du projet comme références nationales en matière d’analyse des propriétés fonctionnelles des états de surface par RTI.
| Organisme | Laboratoire | Responsable scientifique | |
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Université Polytechnique Hauts de France | Laboratoire d’Automatique, de Mécanique et d’Informatique Industrielles et Humaines | Maxence Bigerelle |
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Université Bretagne Sud | Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL – UMR CNRS 6027) | Gaëtan Le Goïc |
