25/07/2014 - L'UPV/EHU développe en Espagne un radiomètre unique à infrarouge.

Menéame

Enquêteurs du Département des Physique de la matière condamnée de la UPV/EHU ont développé l’unique radiomètre de l’émission infrarouge existant en Espagne. L’université est également l’un des rares centres dans le monde à disposer de ce type de dispositif.

De nombreux centres de recherche et entreprises ont profité de cette possibilité et ont établi des partenariats avec ce groupe de recherche pour obtenir des mesures absolues et fiables de l’émission de leurs matériaux, outils ou composants. Dans le cadre de leur collaboration la plus récente, ils ont travaillé à améliorer l’efficacité des collecteurs solaires.

Alimentation en eau

Tous les corps ou objets, à n’importe quelle température au-dessus du zéro absolu, émettent de la chaleur sous forme de rayonnement électromagnétique. Dans les températures entre la température ambiante et plus de 1 000 °C, l’émission est principalement effectuée dans le plage de l’infrarouge moyen, c’est-à-dire longueurs d’onde comprises entre 1,5 et 25 microns. La propriété physique qui permet de caractériser ce rayonnement est la émisivité infrarouge. Il n’y a pas de matériel commercial sur le marché pour mesurer cette ampleur, et dans le monde, peu de centres disposent d’un radiomètre. L’UPV/EHU est l’un d’entre eux, grâce au groupe de recherche qui l’a conçu, construit et calibré.

Dans certains secteurs et pour certaines applications, il est très important de connaître l’émisivité des matériaux et composants utilisés. "Des points de vue plus scientifique, ces mesures peuvent permettre de déterminer des constantes optiques ou d’énergie électrique et, du point de vue pratique, elles sont importantes pour la mesure de la température par pyrométrie et pour la construction de tout système dans lequel la température est un facteur important, comme l’isolation d’un bâtiment, d’un four, etc. " indique Raúl Pérez, professeur du groupe de recherche qui a réalisé le développement de ce dispositif.

Selon le type d’application, "il peut être intéressant qu’un matériau présent soit faible ou élevé, bien que ce qu’on appelle une émission sélective soit souvent exigé, ce qui signifie que le matériau doit être élevé pour une certaine gamme de longueurs d’onde et basse pour d’autres," explique le chercheur.

Il s’agit de la dernière collaboration à laquelle ils ont participé. Ils ont travaillé avec des collecteurs solaires thermiques. "Dans ce cas, il est intéressant que les matériaux qui couvrent les tubes collecteurs par lesquels passe le liquide qui se chauffe avec l’énergie captée par eux-mêmes absorbent beaucoup dans les plages de longueur d’onde dans lesquelles ils reçoivent le rayonnement solaire (souvent de la gamme visible), et émettent peu dans la plage infrarouge, qui est la plage dans laquelle les corps émettent des radiations," explique le chercheur.

Une méthode comparative

La méthode de mesure de l’émission infrarouge mise au point par le Département de physique de la matière condensée (UPU/EHU) est une méthode directe de mesure de la diffusion de corps opaques, qui consiste à comparer ce que le corps en question émet avec ce qu ’, un corps noir, émet. Le corps noir est considéré comme un émetteur idéal. En tant qu’émetteur idéal, le rayonnement émis par un corps noir est déterminé de manière précise par la loi sur les radiations de Planck. Dans le reste des matériaux, cependant, les radiations qu’ils émettent sont déterminées "par de multiples paramètres qui rendent leur modélisation assez compliquée. En général, il est dépendant de la température, de la longueur d’onde et de l’angle d’émission, en plus de l’état de la surface, comme la rugosité, la porosité, l’état d’oxydation, etc.", détaille Pérez.

Depuis qu’ils ont conçu le radiomètre en 2006 en réponse à une demande de l’entreprise ITP, soucieuse de connaître l’émission d’une partie des turbines des turbopropulseurs qu’ils fabriquent pour les avions, ils ont reçu "de nombreuses demandes d’entreprises pour effectuer ces mesures, et parfois nous n’avons pas été en mesure de répondre à toute la demande reçue," explique l’enquêteur. Au fil du temps, les capacités du radiomètre, telles que la plage de fréquences que vous pouvez mesurer, ou la plage de température dans laquelle la machine peut fonctionner, ont également été élargies.

Renseignements complémentaires

L’équipe de recherche est composée de deux professeurs, Manuel Tello et Raúl Pérez, et de deux chercheurs en formation, Telmo Echaniz et Iñigo Setien. Les recherches et les développements réalisés dans le cadre du radiomètre de l’émissivité infrarouge ont donné lieu à deux thèses de doctorat, ainsi qu ’, de nombreuses publications dans des revues scientifiques internationales. Parmi les entités avec lesquelles ils ont collaboré figurent ITP, Mondragon Unibertsitatea, l’Association EUROATOM-CIEMAT, l’Institut de science des matériaux de Madrid (ICMM) et Tecnalia.

Référence bibliographique:

I. Setién-Fernández, T. Echániz, L. González-Fernández, R. B. Pérez-Sáez, M.J. Tello, (2014). "Spectral emissivity of copper and nickel in the mid-infrared range between 250 and 900 °C". International Journal of Heat and Mass Transfer, 71: 549-554.

DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.12.063

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BUREAU DE COMMUNICATION UPV/EHU

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