L'ingénieur ou le chercheur se heurte, lors du choix de matériaux et/ou de tout calcul de simulation ou de dimensionnement et d'optimisation des systèmes produisant ou utilisant l'énergie (Four, Chaudière, Séchoir, Réacteur, Pompe à chaleur, habitat, etc...), à une carence dans les bases de données des paramètres thermo physiques ou des bancs de mesure permettant de les déterminer. Une métrologie spécifique, associée aux méthodes inverses en plein développement, permet de connaître avec précision ces caractéristiques, de développer de nouveaux matériaux et également de valoriser des matériaux locaux.
Les caractéristiques thermo physiques généralement utiles sont :

• la conductivité et la diffusivité thermiques qui caractérisent le transfert de chaleur par conduction.
• l’absorptivité, l’émissivité et la diffusivité du rayonnement thermiques caractérisant le transfert par rayonnement.
• la porosité, la perméabilité et la pression capillaire qui caractérisent l’écoulement et, par conséquent le transport de l’énergie par convection.

La détermination de ces propriétés constitue un sujet de recherche d’actualité. En effet, plusieurs chercheurs en Tunisie et dans le monde s’y intéressent.
A partir d’une recherche bibliographique, les principaux objectifs des travaux effectués dans le monde sont essentiellement :

• l’évaluation des performances des différentes méthodes de caractérisation,
• le développement de nouvelles méthodes d'identification,
• l'amélioration des moyens de mesure des différentes grandeurs thermodynamiques,
• la mise au point d'autres méthodes de caractérisation.

Un congrès international, qui a pour thèmes la caractérisation thermo physique des matériaux a lieu tous les trois ans (European Conferences on Thermophysical properties « ECTP »). Il s’est tenu pour la dernière fois à Londre du 1 au 4 septembre 2002.
A l’échelle nationale, les bancs existant sont loin de couvrir le spectre de matériaux et de caractéristiques nécessaires. D’autre part, ces bancs nécessitent des améliorations relatives à leur automatisation, à l’utilisation des moyens de mesures plus précis et au développement de méthodes d’identifications plus précises. Dans cet axe, le LESTE développe depuis plusieurs années une activité de caractérisation thermophysique des matériaux. Il a organisé le 9 et 10 Mai 2003 le premier colloque Franco-Tunisien sur la caractérisation thermophysique des matériaux (CTPM’03).

Objectifs du programme de recherche:

Les objectifs du programme de recherche sont :

• Améliorer et automatiser les bancs existants afin d’avoir des mesures encore plus précises, plus rapides et moins coûteuses.
• Mettre en place de nouveaux bancs en vue de couvrir un spectre de matériaux et de caractéristiques plus large.
• Maîtriser d’avantage les techniques inverses qui, par leurs performances, permettrons de simplifier les outils expérimentaux.
• Utiliser l’analyse de sensibilité pour la conception optimale et l’élaboration de nouveaux bancs de caractérisation thermophysique de matériaux.

Méthodologie et approche envisagées pour la réalisation du programme de recherche:

Afin d’atteindre les objectifs fixés, nous envisageons :

• affiner et améliorer d’avantages les codes numériques d’identification par des techniques inverses en tenant compte des différentes incertitudes et en les rendant facilement utilisables.
• améliorer et affiner les codes numériques d’optimisation des expériences d’identification.
• améliorer et affiner les codes numériques de résolution directe en les rendant plus rapides, plus robustes et utilisables pour des configurations géométriques complexes.
• Améliorer les bancs de caractérisation en les automatisant et en augmentant la précision de mesures des grandeurs observables. Nous souhaitons ainsi utiliser des techniques de mesure de la température sans contact telles que des techniques de thermographie infrarouge.
• Mettre en place un banc de caractérisation à l’échelle locale permettant de caractériser des échantillons de faibles dimensions. Ces bancs permettront ainsi de déterminer dans un matériau les hétérogénéités des caractéristiques thermophysiques.

Opportunités de valorisation des résultats de recherche:

Les bancs et les techniques mis en place seront utilisés par les industriels. Il y a une importante demande des caractérisations des matériaux.