Université cadi ayyad Faculté des sciences semlalia

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1 Université cadi ayyad Faculté des sciences semlalia Département de physique Equipe de recherche I2SP La thermographie infrarouge appliquée aux mesures des niveaux des liquides dans les réservoirs de stockages étudiant: Belhaj Omar encadrant : Sougrati BELATTAR ABSTRACT Le contrôle thermique non destructif par thermographie infrarouge permet l'étude de la distribution de la température de surface d'un matériau donné, et donc par l'analyse de l'uniformité de cette température on peut vérifier l'homogénéité de la structure et détecter la présence d'une éventuelle anomalie. Dans cette étude, nous nous sommes servis de cette propriété de la thermographie infrarouge, par analyse des images thermiques, pour détecter d’une part la présence d’un liquide dans un réservoir et d’autre part pour mesurer le niveau de ce liquide. Les simulations réalisées étudient l'influence des paramètres géométriques et thermo-physiques des réservoirs sur la température de surface du réservoir. résultats PROBLEMATIOQUE Effet de la nature du liquide: Le réservoir considéré est rempli d’eau, d’essence et d’ essence sans plomb. La thermographie dans la maintenance industrielle consiste à surveiller régulièrement le niveau de remplissage des réservoirs de liquides. Une mesure thermographique, qui est une mesure sans contact, permet de relever le niveau de remplissage des réservoirs pour assurer le bon fonctionnement des structures alimentées par ces réservoirs. Matériaux eau essence Essence sans plomb conductivités thermiques 0.6 0.71 0.4 Images thermographiques pour les cas suivants : l’essence l’essence sans plomb l’eau Evolution spatiale de la température selon un axe surfacique tangent au réservoir: Conditions de détections du niveau de liquide dans un réservoir de stockage. Principe de la méthode Lorsqu’un matériau est sollicité thermiquement (Excitation artificielle dans le cas des mesures de Laboratoire ou réchauffement de façon naturelle par le soleil dans le cas des mesures in-situ), la chaleur diffuse dans le matériau. La présence d’un défaut au sein du matériau (une fissure par exemple) agit comme un isolant thermique et ralenti cette diffusion. Il s’en suit l’apparition d’une zone plus chaude en surface par rapport à la zone voisine sans anomalie. Ce principe est appliqué pour mesurer le niveau d’un liquide. En effet la partie du réservoir non remplie par le liquide est remplie par l’air qui constitue un milieu résistif par rapport au reste du liquide. Ceci augmenterait la température de l’air par rapport à celle du liquide. H=6m H=6m H=6m comparaison de l’évolution de la température sur une ligne de la surface Effet de l’épaisseur: On garde la même structure utilisée précédemment , On fait varier cette fois l’épaisseur : e1= 12mm, e2=16mm et e3=20mm. Le réservoir considéré rempli d’essence. Description de modèle Images thermographiques pour les cas suivants : e3=20mm e1=12mm e2=16mm Modèle mathématique : Evolution spatiale de la température selon un axe surfacique tangent au réservoir: flux de chaleur transmis par conduction (w) Température (K) épaisseur e (m) conductivité thermique (w/(m k)) surface S (m²) On remarque que la température est plus grande dans le cas d’épaisseur e1=12mm, moins pour l’épaisseur e2=16mm et e3=20mm. Structure du modèle Cette étude est menée sur un réservoir cylindrique en acier de dimensions : diamètre D= 7m, hauteur H=10m et épaisseur e=0.01m. Conclusion Dans cette étude, nous avons présenté une méthode de mesure de niveau d’un liquide dans un réservoir de stockage. L’effet de plusieurs paramètres sur la détectabilité de niveau de liquide dans un réservoir, à savoir l’effet du type du liquide, et l’effet d’épaisseur ont été présentés. D’après les images thermographiques des faces latérales et les courbes d’évolution de la température, on peut tirer les conclusions suivantes : La détectabilité de niveau de liquide est plus simple dans le cas de liquides à grande conductivité thermique. La détectabilité de niveau est plus simple pour les réservoirs ayant une petite épaisseur. Le calcul de la réponse thermique est fait dans le cas d’un réservoir cylindrique, soumi à un échelon de flux, continu et étendu de densité Q=0.1W/m2 sur la face latérale et la face supérieure. La face inférieure du réservoir étant maintenue à une température constante Ta = 17°C. La température initiale est de T0=25 °C.