Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Les transferts de chaleur par rayonnement jouent un rôle essentiel dans de très nombreuses applications industrielles essentiellement celles qui font intervenir des hautes températures. Ces transferts interviennent également de manière déterminante à d'autres niveaux de température et dans divers domaines technologiques tels que la cryogénie, l'utilisation de l'énergie solaire, la mesure de température sans contact, etc.

Le transfert radiatif considéré dans ce travail est relié principalement à la propagation d'un rayonnement collimaté et puisé à l'intérieur d'un milieu absorbant et diffusant. Lorsqu'une impulsion laser de l'ordre de la pico-seconde est alimentée à un milieu, la diffusion du rayonnement qui s'ensuit peut persister sur une période de temps beaucoup plus grande que la durée de l'impulsion, conduisant ainsi à un problème radiatif transitoire. Plusieurs applications de ce phénomène font présentement l'objet d'intenses recherches, e.g. tomographie optique biomédicale, évaluation in-situ de propriétés, détection de la concentration de poissons dans l'océan.

Dans ce mémoire, sera traité le cas d'un milieu hétérogène absorbant/diffusant mais non émettant irradié par une impulsion laser monochromatique. La résolution de l'équation de transfert radiatif instationnaire (ETR) sera effectuée en utilisant la méthode des ordonnées discrètes combinée à la méthode interpolée parabolique monotonique décentrée (Piecewise Parabolic Method), pour différents coefficients de diffusion, différents coefficients d'absorption, différentes fonctions de phases et différentes épaisseurs des couches constituant le milieu considéré. Une application à un système tissulaire donné et une anomalie donnée, dont les propriétés physiques et géométriques sont connues, nous permettra de configurer des courbes étalons. Ces dernières seront utilisées dans le but de déceler la présence de l'imperfection dans un système donné ainsi que de remonter à sa position dans la profondeur du système à partir d'un état de référence.