Propagation d’une onde thermique dans une barre

1. Propagation d’une onde
thermique dans une barre
Soutenance Projet LabVIEW
9 novembre 2007
Etudiants :
GENDRE Laurent
LECA Jean-Pierre
Professeur :
M. Sauder

2. Introduction
1. Introduction
2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
• Cours d’instrumentation
• Cours théorique + miniprojet
• « Propagation d’une onde thermique dans
une barre »
• But : calculer la conductivité thermique de
différents matériaux.

3. Introduction
1. Introduction
2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
Plan :Plan :
• Présentation de LabVIEW
• Présentation du projet
• Description du programme
• Description de l’interface
• Démonstration
• Améliorations

4. Présentation de LabVIEW
1. Introduction
2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
Historique de LabVIEW :Historique de LabVIEW :
• Logiciel de développement d’applications
de la société National Instruments.
• Créé par Jeff Kodosky en 1986.
• Présenté sous Macintosh puis étendu sur
d’autres OS : Windows, UNIX, Linux,
Mac OS …

5. Présentation de LabVIEW
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2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
Logiciel de programmation instrumentaleLogiciel de programmation instrumentale ::
• Domaine d’application traditionnel de
LabVIEW : commande et mesure à partir
d’un PC
• Concept d’instrument virtuel => interface
graphique en permanence
• Fonctionnement assuré par des
bibliothèques de fonctions et des outils de
développement

6. Présentation de LabVIEW
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3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
• Logiciel comparable aux systèmes de
développement en C ou JAVA (lignes de code)
• Démarcation par son mode de programmation
graphique : le langage G
Avantages :
• Principal avantage : ce mode de programmation
• Plus intuitif : icônes, terminologie et principes
familiers aux ingénieurs (symboles graphiques).
• Langage par flux de données et approche par
diagramme
• Mêmes éléments que les langages classiques
(variables, type de données, boucles, séquence,
gestion d’erreurs …)

7. Présentation de LabVIEW
1. Introduction
2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
• Bibliothèques de fonctions étendues
• Routines (blocs pré-programmés)
• Bibliothèques de fonctions spécifiques
à l’acquisition de données et au pilotage
d’instruments VXI, GPIB ou liaison série.
Comment marche LabVIEW ?
• Programme = VI
• 3 composants : FA, diagramme et icônes
• Structure hiérarchique et modulaire :
programme principal et sous-VI (utilisation
d’un code récurrent => - de mémoire
+ facile à déboguer)

8. Présentation du projet
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2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Démonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
• L’étudiant dispose de 3 barres (acier, alu, cuivre)
• Thermocouples placés tous les 10cm
• Chauffage afin de calculer la conductivité (W/mK)
Modélisation du problème :
• Equation différentielle par bilan énergétique :
avec
• RS et modèle sans pertes :

9. Présentation du projet
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3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Démonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
• Solution de l’équation :
avec (W/m²)
• La pente donne donc la valeur de la
conductivité thermique.
• RP : approximation : onde thermique de
forme sinusoïdale => solution de l’EQ :
En posant k = μ - iν :

10. Présentation du projet
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2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Démonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
On a donc :
λ est donc fonction de µ, ν et ω
• ω est donnée par la période de la sinusoïde
• ν est donné par l’amplitude max crête à crête
• µ est donné par la vitesse de phase de la
Sinusoïde
⇒ l’exploitation graphique du sinus nous permet
de calculer λ

11. Description du programme
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3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
Le programme nécessite d'être multitâche.
Pour ce faire, on utilise 4 tâches qui sont :
• une gestion interface
• une acquisition Ti=f(t)
• une acquisition Ti=f(x) avec le calcul de λ
• un échauffement de la barre

12. Description du programme
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2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
Gestion de l’interface :Gestion de l’interface :
Cette tâche permet de réactualiser l’interface
lorsque l’on effectue les actions :
• Arrêt de Ti=f(t)
• Arrêt de T=f(X)
• Arrêt de la chauffe
• Reset graphique 1
• Reset graphique 2
• Sélection du régime
• Choix d'un menu
• Sortie de l'application

13. Description du programme
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3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
Acquisition Ti = f(t) :Acquisition Ti = f(t) :
Cette tâche permet d’effectuer les actions
suivantes suite à la pression de « Démarrer » :
• Acquisition de la température des 8
thermocouples positionnés tout les 10 cm.
• Enregistrement des valeurs dans un tableur.
• Tracé du graphique Ti = f(t).

14. Description du programme
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2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
Acquisition Ti = f(X) :Acquisition Ti = f(X) :
Cette tâche permet d’effectuer les actions
suivantes suite à la pression de « Acquisition » :
• Récupération de l’information curseur.
• Récupération des valeurs de température des
capteurs dans le fichier tableur.
• Tracé du graphique Ti = f(X).
• Linéarisation de la pente.
• Calcul de Lambda.

15. Description du programme
1. Introduction
2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
Echauffement de la barre :Echauffement de la barre :
Cette tâche permet d’effectuer l’action suivante
suite à la pression de « Chauffe » :
• un chauffage périodique de période 60
secondes afin d’avoir une température qui varie
sinusoïdalement pour les capteurs.

16. Description du programme
1. Introduction
2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
Example de code pour chauffer la barre :Example de code pour chauffer la barre :

17. Description de l’interface
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2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion

18. Description de l’interface
1. Introduction
2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion

19. Demonstration
1. Introduction
2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
Démonstration du programme en action !

20. Améliorations
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3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
Les améliorations possibles sont :
• Chargement/sauvegarde des courbes
• Génération/Impression de rapports
• Envoi d’email automatique

21. Conclusion
1. Introduction
2. LabVIEW
3. Projet
4. Programme
5. Interface
6. Demonstration
7. Améliorations
8. Conclusion
Ce projet nous a permis de mieux appréhender
le domaine du développement LabVIEW.
Il nous a entre autre permis d’améliorer nos
compétences sur la programmation graphique et
modulaire et d’enrichir nos connaissances sur
l’utilisation d’appareils couplés avec labVIEW.

22. Questions ?
Merci de votre
attention !