Méthode de la plaque chauffante protégée
Qu’est-ce que la méthode de la plaque chauffante protégée ?
La méthode de la plaque chauffante gardée est une méthode de mesure en régime permanent qui détermine la conductivité thermique d’un matériau en utilisant la puissance électrique d’une plaque chauffante à conduction thermique guidée.
L’échantillon est chauffé d’un côté par une plaque chauffée électriquement.
Cette plaque est encastrée dans une plaque métallique, appelée protecteur, qui est chauffée séparément à la même température que la plaque.
La température de l’autre côté de l’échantillon est également contrôlée par une plaque refroidie.
Il s’agit de la configuration de la méthode à une plaque, illustrée schématiquement dans la figure de gauche.
Dans la méthode à deux plaques, la plaque chauffante est prise en sandwich entre deux échantillons de même taille (voir figure de droite).
La plaque chauffée électriquement est à nouveau placée dans le protecteur.
La forme de ces derniers peut être carrée ou circulaire.
Un flux de chaleur est généré par l’appareil de chauffage électrique avec un taux de chaleur fixe. En raison de la température identique de la plaque chauffante et de la protection, la chaleur produite par la plaque n’est transférée qu’à travers l’échantillon et il n’y a pas de perte de chaleur de l’échantillon et de la source de chaleur vers le milieu environnant. Un flux de chaleur unidirectionnel est ainsi généré. Une fois l’état d’équilibre atteint, les plaques de chauffage et de refroidissement ont des températures stables. Les thermocouples mesurent alors la différence de température sur l’échantillon.
La conductivité thermique peut être déterminée en utilisant l’apport de chaleur, l’épaisseur de l’échantillon, la surface de la plaque chauffante et la différence de température à travers l’échantillon :
Quelles sont les propriétés déterminées ?
La méthode de la plaque chauffante gardée permet de mesurer la conductivité thermique.
La conductivité thermique étant déterminée directement, le BPE est une méthode de mesure absolue.
Le principal inconvénient de la BPE est la longueur des temps de mesure, qui peut être surmontée par l’utilisation de l’appareil de mesure du flux thermique (HFM). Débitmètre de chaleur (HFM) qui utilise une configuration de mesure similaire à celle du BPE.
Quelles sont les normes à prendre en compte pour la méthode de la plaque chauffante gardée ?
- ASTM C177 – Méthode d’essai normalisée pour les mesures de flux de chaleur en régime permanent et les propriétés de transmission thermique au moyen de l’appareil à plaque chauffante gardée
- ISO 8302 – Isolation thermique ; détermination de la résistance thermique en régime permanent et des propriétés connexes ; appareil à plaque chauffante protégée
