CALORRE LabLE LABORATOIRE DES PARAMÈTRES
PortfolioIMSci-Nu · Research Project
EXPLORER, COMPARER, COMPRENDRE

Chaque paramètre
change le chemin de la chaleur.

Modifie ta cellule. Observe le signal. Comprends pourquoi.

Conduction radiale · 1D stationnaire
Différence de température ΔT
—K
—
Résistance équivalente Req
—K/W
—
Puissance déposée P
—W
—
02 / VOIR LA GÉOMÉTRIE

Explore la cellule en trois dimensions.

—

Glisser pour tourner · pincer ou utiliser + / − pour zoomer

Géométrie 3D · calcul thermique 1D
Tête chaudeMétalGaz

—

03 / SUIVRE LA CHALEUR

Où passe la puissance ?

En parallèle
Tête chaudeCouronne froide
Part totale évacuée par le gaz Espaces haut/bas + secteurs ajourés—

Les trois passages voient le même ΔT. Celui dont la résistance est la plus faible transporte le plus de chaleur.

04 / FAIRE VARIER LA PUISSANCE

Une configuration, trois courbes.

La géométrie sélectionnée reste fixe. Explore le signal ΔT, la résistance effective et la sensibilité locale en fonction de P.

Configuration actuelleRéférence mémoriséeRéglage actuel

Voir les valeurs des courbes
05 / ISOLER UNE INFLUENCE

Que se passe-t-il si…

Configuration modifiéeRéférence mémoriséeRéglage actuel

Voir les valeurs du graphique
06 / GARDER UNE TRACE

Ta configuration face à la référence.

La référence reste fixe pendant tes essais. L’export comprend tous les réglages, les résultats et les points du graphique.

POUR INTERPRÉTER TES RÉSULTATS

Le modèle, sans boîte noire.

Cette application reprend le réseau de résistances radiales étudié ensemble. Elle explore une cellule simplifiée ; elle ne reproduit pas l’étalonnage d’un calorimètre différentiel complet.

Les équations

R₂ = ln(r₄/r₃) / (2π λgaz e″)

R₃ = ln(r₄/r₃) / (2π e′ [f λmétal + (1−f) λgaz])

R₄ = ln(r₄/r₃) / (2π λgaz e‴)

Req = (1/R₂ + 1/R₃ + 1/R₄)−1   ·   ΔT = P Req

Pᵢ/P = (1/Rᵢ) / (1/Req)   ·   f = 1, ½ ou ¼

Les millimètres sont convertis en mètres avant le calcul. r₃ désigne le rayon extérieur de la tête ; r₄, le rayon intérieur de la couronne extérieure. e″ et e‴ sont des hauteurs axiales qui déterminent la surface normale au flux radial.

Ce que signifie la température

Tₘ est une température d’évaluation des propriétés, normalement proche de la moyenne des températures chaude et froide. Dans les résultats principaux et l’étude paramétrique, tu la règles indépendamment de P : les conductivités restent constantes pour le calcul. Un écart de 1 K équivaut à un écart de 1 °C.

Courbes en puissance : deux modèles distincts

Le mode « λ figées à Tₘ » conserve le calcul principal : ΔT = PR, et R = S est constante. Le mode facultatif « λ variables avec T » impose une température froide T𝒸 et intègre la loi de Fourier entre T𝒸 et la température chaude Tₕ. Pour chaque puissance, il résout le bilan suivant :

P = C [hₘ ∫ λₘ(T) dT + h𝓰 ∫ λ𝓰(T) dT]

C = 2π / ln(r₄/r₃)   ·   hₘ = f e′   ·   h𝓰 = e″ + e‴ + (1−f)e′

Reff = ΔT/P   ·   S = dΔT/dP = 1 / {C [hₘ λₘ(Tₕ) + h𝓰 λ𝓰(Tₕ)]}

Les intégrales vont de T𝒸 à Tₕ. À P = 0, R effective est affichée par sa limite. S est la pente locale, pas le rapport ΔT/P dans le cas non linéaire. Aucune extrapolation n’est effectuée : une courbe s’arrête si Tₕ atteint la borne commune des corrélations. Cette extension conductrice du réseau 1D n’est pas une courbe d’étalonnage expérimentale et n’inclut toujours pas le rayonnement. Les cartes de résultats et l’autre étude paramétrique conservent le modèle à λ figées.

À propos de la vue 3D

La vue 3D représente les dimensions actives et les secteurs métalliques. La paroi extérieure dessinée a une épaisseur illustrative de 0,5 mm ; r₄ désigne toujours son rayon intérieur. L’ouverture de la paroi et l’affichage du gaz modifient uniquement la visualisation. Les couleurs ne sont pas une carte de température et aucun calcul thermique 3D n’est effectué.

Ce que change l’échantillon

La conductivité de l’échantillon ne figure pas dans R₂, R₃ ou R₄ : les gradients internes à la tête sont exclus. À P totale identique, changer l’échantillon ne change donc pas ces résultats. Dans l’exploration en W/g seulement, on calcule une masse équivalente m = ρV, puis P = qm et Sq = mReq. Le volume est une entrée libre, indépendante de la géométrie du réseau.

Le même q est imposé artificiellement à chaque matériau pour isoler l’effet de sa masse. Le dépôt réel peut dépendre du matériau et du champ de rayonnement. L’échauffement des autres pièces et la soustraction de la cellule de référence ne sont pas modélisés : ce mode n’est pas un calcul de mesure nucléaire.

Les limites à garder en tête

Sources & provenance

A. Volte, thèse de doctorat, 2019 : hypothèses et bilan p. 115–117 ; géométrie tableau 15 p. 116 ; secteurs tableau 16 p. 117 ; propriétés thermiques et masses volumiques tableau 18 p. 122 ; réduction des hauteurs de gaz p. 149.

Volte et al., EPJ Web of Conferences 170, 04026 (2018) : approche radiale 1D et configurations Full, Half, Quarter. Le logarithme est écrit ici ln(r₄/r₃), positif puisque r₄ > r₃.

EPJ Web of Conferences 253, 04016 (2021) : sept configurations C1 à C7, tableau I. Les résultats affichés sont recalculés par notre modèle, pas les coefficients expérimentaux de ce tableau.

Valeurs géométriques initiales : r₃ = 4,5 mm ; r₄ = 8 mm ; e′ = 0,5 mm ; e″ = 11,3 mm ; e‴ = 8,7 mm. Hauteur active : 20,5 mm, distincte de la hauteur extérieure de cellule de 23,1 mm. Pour C6/C7, les deux hauteurs de gaz sont divisées par deux, l’épaisseur reste identique. Masses volumiques utilisées : acier 7 850 ; aluminium 2 700 ; titane 4 500 ; graphite 1 790 kg/m³ (tableau 18).

Corrélation λ(T)Domaine (K)
Acier 316L293–393
Aluminium 5754299–377
Titane TA6V293–1 073
Diazote200–1 200
Hélium144–900
Argon / Xénon200–1 000
UNE APPLICATION DE YSSOUF SANOGO

À propos de CALORRE Lab

Conception et développementYssouf SANOGO

M2 IMSci-Nu · Aix-Marseille Université · 2026

Le projet

Application pédagogique développée dans le cadre du module Research Project du M2 IMSci-Nu, pour explorer la réponse thermique d’une cellule calorimétrique CALORRE.

Géométrie 3D interactive · Modèle thermique 1D · Études paramétriques · Courbes en puissance · FR / EN.

Fondements scientifiques

Le modèle s’appuie sur les travaux de Volte et al. (2018, 2021) et sur la thèse d’A. Volte (2019). Les références, les hypothèses et les propriétés des matériaux sont détaillées dans « Le modèle ».

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