La conductivité thermique est une propriété d'un matériau qui détermine la manière dont la chaleur puisse circuler à travers le matériau. La connaissance de la conductivité thermique d'un matériau donné est important lors de la conception et ouvrages de génie civil qui contiennent du matériau. Il existe plusieurs méthodes pour mesurer cette propriété dans les matériaux, chacun avec leurs propres avantages et inconvénients.
Méthode de la plaque chaude gardée
Cette méthode repose sur un dispositif expérimental qui est complètement isolé thermiquement. L'appareil lui-même constitué de plusieurs couches, avec la source de chaleur placé entourant complètement le matériau. La source de refroidissement est placé à une extrémité de la matière et les mesures sont prises à partir de différents endroits. Ces différences de température aideront à déterminer la conductivité thermique. Dans ce procédé, il est important d'obtenir des conditions de chauffage à l'état stable (à savoir la température en différents points de l'appareil ne change pas au fil du temps), comme la méthode expérimentale ne tient pas compte des variations de température au cours du temps.
Bar Méthode de Searle
Dans ce procédé, une tige est placée dans l'appareil expérimental, qui isole la tige de sources de chaleur externes. Une extrémité de la tige est alors chauffé en utilisant la vapeur d'eau tandis que l'autre extrémité est refroidi à l'aide d'eau froide. Quatre thermomètres sont installés le long de la longueur de la tige, et la tige est refroidie pour une période de temps spécifique. En utilisant les températures recueillies, la période de temps écoulée, la distance entre les thermomètres, et plusieurs constantes physiques, la conductivité thermique peut être calculée directement. Cette méthode est généralement utilisée lorsque le matériau est un bon conducteur de chaleur.
Méthode de Lee Disc
Cette méthode expérimentale consiste à placer le matériau dont la conductivité vous souhaitez mesurer entre deux disques spécialement conçus. Après s'être assuré que la température à travers les disques est constante, l'un des disques doit être chauffé à une certaine température, après quoi la source de chaleur doit être enlevée. La chaleur se déplace d'un disque à l'autre, mais doit passer par la matière première, ce qui conduira à la perte de chaleur. En mesurant la différence de température des deux disques, il est possible de déterminer la conductivité thermique du matériau entre les disques. Cette méthode est le mieux adapté pour les matériaux qui sont de mauvais conducteurs.
Méthode de la sonde
Ce procédé implique la conduite d'une aiguille hypodermique, utilisée comme sonde, dans le matériau afin de déterminer la conductivité du matériau. La sonde contient une source de chaleur et un thermocouple (pour mesurer la température). Comme le matériau est chauffé par la sonde, la température est mesurée simultanément par la sonde. Pendant une certaine période de temps, l'augmentation de la température du matériau est constante, avant que le milieu atteigne un état stable. La conductivité thermique peut être déterminée pendant la période où l'augmentation de la température est constante.