Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6363993 bytes, checksum: e8cfe3d37bd9a2f2218e5522ba2ddff7 (MD5) Previous issue date: 2009-08-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The analysis of properties of heat and mass transfer in foods has recently received increased attention due to its importance in modeling, and in the optimization of equipments and processes. In this work, an experimental procedure was performed with commercial-type, natural and skimmed yoghurt purchased from the local market, in order to estimate the thermal diffusivity. The experimental procedure was developed for liquid sample. The sample was placed between two metal plates. The thermal diffusivity was obtained from measurements of frontal temperature. The experimental procedure was performed in a micro-flash apparatus, model 457 LFA and thermal conductivity was determined in the calorimeter model 2920 mark TA Modulated. The results for thermal diffusivity and thermal conductivity present a good agreement with the available values from the literature. / A análise das propriedades de transferência de calor e massa em alimentos tem recebido maior atenção recentemente devida sua importância fundamental na modelagem, na otimização e nos projetos de equipamentos para processos. Neste trabalho, procedimentos experimentais foram realizados com iogurtes comerciais do tipo natural e desnatados, obtidos no mercado local com o objetivo de estimar a difusividade térmica. O procedimento experimental foi desenvolvido para líquidos entre placas metálicas e uma amostra liquida e mediu a avaliação da temperatura sobre a face frontal, a partir da qual foi obtida a difusividade térmica. O procedimento experimental foi realizado em um aparelho micro-flash, modelo LFA 457 da Netzsch e o calor específico foi determinados no calorímetro modelo 2920 Modulated marca TA. Os resultados obtidos para a difusividade térmica e condutividade térmica apresentam boa concordância com os valores disponíveis na literatura.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3962338 bytes, checksum: 03f9aed8a56ba7c74bc692ad2af0238f (MD5) Previous issue date: 2014-08-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The sustainable construction concept has attracted attention worldwide, seeing that already is against scarcity of natural resources and energy, solid waste generation and emission of gases that damage the planet increasingly. This study invetigated the possibility the use of vegetable fibers pseudostem of banana and pulp packaging of cement for the development of composites that stand out for its reinforcing properties and thermal. The use of renewable materials can help reduce the strain on the environment. Packages of Portland cement are in Kraft paper and the vast majority are discarded into the environment. However, as they contain pulp fibers (cellulose) can be used as reinforcement in matrix. To obtain the pulp coming from cement bags, they were cut into pieces and passed in a paper shredder. Then the crushed material was immersed in water and passed on an industrial blender. In mixtures prepared with the fiber banana fiber percentages of 2% and 4% and the water / gypsum ranging from 0.4 to 0.7 were tested. The trace with 4% fiber and the water / plaster 0.5 resulted in a resistance of 2.80 MPa, while the mark with 2 % fiber and 0.4 of the water / gypsum produced a composite resistor 5 , 87 MPa. It is observed that by reducing the amount of fiber in the composite and the water / plaster, resistance increased due to voids also decreased . For the optimization of mixtures made with the pulp ranged up the water / plaster. The features were always molded to a ratio of 1 kg of gypsum / 0.08 kg pulp / 0.01 retardant additive. The variation of the water / gypsum was tested to get the best strength and workability. The best water / plaster ratio is 0.7. The results obtained by the method of hot plate protected, we found good results mainly the thermal properties of composites prepared with plaster and pulp packaging of cement. The test of thermal conductivity of the composite using the hot plate method showed that decreased compared to the plaster without reinforcement. / O conceitoconstruçãosustentável tem despertado a atenção em todo o mundo, visto que já se está diante da escassez de recursos naturais e de energia, geração de resíduos sólidos e emissão de gases que danificam cada vez mais o Planeta. Este estudo investigou a possibilidade do uso de fibras vegetais do pseudocaule da bananeira e polpa de embalagens de cimento para o desenvolvimento de compósitos que se destacam por suas propriedades de reforço e térmicas.O aproveitamento de materiais renováveis pode ajudar a reduzir as agressões ao meio ambiente. As embalagens de cimento Portland são em papel tipo Kraft e na sua grande maioriasão descartadas no meio ambiente. No entanto, elas contêm fibras na forma de polpa (celulose) que podem ser utilizadas como reforço em matrizes. Para a obtenção da polpa oriunda de sacos de cimento, estes foram cortados em pedaços e passados em um triturador de papel. Em seguida o material triturado era imerso em água e passado em liquidificador industrial. Nas misturas elaboradas com a fibra de bananeira foram testadas porcentagens da fibra em 2% e 4% e relação água/gesso variando de 0,4 a 0,7. O traço com 4% de fibra e relação água/gesso 0,5 conduziu a uma resistência de 2,80 MPa, enquanto que o traço com 2% de fibra e 0,4 de relação água/gesso produziu um compósito com resistência de 5,87 MPa. Observa-se que ao diminuir a proporção de fibra no compósito e a relação água/gesso, a resistência aumentou devido aos vazios que também diminuíram. Para a otimização das misturas realizadas com a polpa variou-se relação água/gesso. Os traços foram moldados sempre para a proporção de 1 kg de gesso/0,08 kg da polpa /0,01 do aditivo retardador. A variação da relação água/gesso foi testada até se chegar nas melhores resistência e trabalhabilidade. A melhor relação água/gesso é de 0,7. Através dos resultados obtidos pelo método de placa quente protegida, constatou-se bons resultados das propriedades térmicas principalmente dos compósitos elaborados com gesso e polpa de embalagens de cimento. O teste de condutividade térmica do compósito utilizando o método da placa quente mostrou que houve redução em relação ao gesso sem reforço.

A presente dissertação desenvolve um estudo numérico em duas direções espaciais com o objetivo de encontrar a configuração de geometrias acopladas a aletas de alta condutividade térmica em forma de “T” que resultam na menor resistência ao fluxo de calor utilizando o método Design Construtal. Como restrição as áreas de ambos os componentes, o corpo sólido onde há geração de calor e a aleta, são mantidas constantes. A equação diferencial da difusão do calor bidimensional, em regime permanente e propriedades constantes, com as condições de contorno, foram solucionadas pelo método dos elementos finitos utilizando o programa MATLAB ®, mais precisamente a ferramenta PDETOOL, Partial Differential Equations Tool. Em outras palavras, minimizar a resistência térmica ao fluxo de calor gerado para uma melhora na refrigeração, variando somente os comprimentos e larguras que formam o sólido de baixa condutividade térmica e a aleta composta por material de alta condutividade térmica. Para cada geometria proposta foram avaliadas todas as possibilidades geométricas dentro do domínio estabelecido Três geometrias foram propostas para os sólidos geradores de calor: retangular, trapezoidal e semicircular, todas acopladas com a aleta na forma de T. Além dos graus de liberdade, também foram avaliados o efeito dos seguintes parâmetros adimensionais: (condutividade térmica da aleta), (fração de área), (fração de área auxiliar) e ℎ . O melhor design encontrado é aquele que distribui melhor as imperfeições, ou seja, a geometria que distribui melhor os pontos de temperatura máxima. Os resultados reforçam, ainda, o entendimento de que sistemas multicomponentes devem ser estudados globalmente e não cada componente individualmente. Para a geometria retangular houve uma melhora de 66% no desempenho quando comparados os desempenhos da primeira para a última otimização. O melhor desempenho obtido para a geometria trapezoidal superou em aproximadamente 3,5% o desempenho da geometria retangular. Por fim a geometria semicircular atingiu o melhor desempenho entre as geometrias estudadas, superando em 40% o resultado atingido pela geometria trapezoidal. / This work used the method Construtal Design to develop a numerical study trying to find out the best configuration of geometries coupled to T-shaped materials of high thermal conductivity to improve the heat transfer between the heat generating body, which is a low heat conductor, and the environment. As a restriction, both areas are kept constant. The differential equations of heat diffusion, steady state and constant properties, and their boundary conditions were solved numerically using the MATLAB ® software, specifically the PDETOOL tool. The objective of this work is to improve the flux of heat through the Tshaped materials of high thermal conductivity, in other words, minimize the thermal resistance to improve the refrigeration, changing only the values of the lengths and widths that setup the solid of low thermal conductivity and the T-shaped materials of high thermal conductivity. All geometric possibilities were evaluated, respecting the domain. The optimal geometry was that which resulted in lower thermal resistance. Three geometries have been proposed for solid heat generators: rectangular, trapezoidal and semicircular. All coupled with the T-shaped materials of high thermal conductivity Besides the degrees of freedom were also evaluated the effect of the following dimensionless parameters: (thermal conductivity), (area fraction), (auxiliary area fraction) and ℎ . The best design found is that better distributes the imperfections, in other words, it is the geometry that better distributes the points of maximum temperature. The results reinforce also the understanding that multicomponent systems should be studied globally rather than each component individually. For the rectangular geometry there was an improvement of 66% in performance when comparing the performances of the first to the last optimization. The best performance obtained for the trapezoidal geometry exceeded by approximately 3.5% performance of the rectangular geometry. Finally the semicircular geometry achieved the best performance among the studied geometry, exceeding by 40% the result achieved by the trapezoidal geometry.

A utilização de novas tecnologias associada a novos materiais é uma contribuição para a indústria da construção civil diminuir o déficit habitacional e reduzir os impactos ambientais gerados pelas técnicas construtivas tradicionais. Esses novos materiais estão entre as alternativas para enfrentar a atual escassez de materiais para construção, que tem pressionado os índices de preços da construção civil em nosso país. O novogesso está entre as novas tecnologias que disputarão espaço nesse vasto mercado, em função do que oferece. A contribuição desse trabalho está centrada no estudo da condutividade térmica desse novo material e no compósito novogesso celulose, obtido a partir do gesso, produzido através de tecnologia originalmente desenvolvida no LCM / IFSC / USP. O gesso é um material com grande abundância em nosso país: jazidas minerais no Norte e Nordeste e de fosfogesso estocadas no centro-sul. O processo inovador utilizado para preparação de peças do novogesso para componentes construtivos consiste em empregar a menor quantidade de água necessária para a hidratação do gesso, o que corresponde a cerca de 20% da massa do hemihidrato. O pó umedecido é submetido à compactação por compressão uniaxial, que por sua vez, resulta em peças com propriedades mecânicas elevadas. O conhecimento da condutividade térmica desse material foi de grande importância para a avaliação do seu desempenho na construção da habitação experimental. A condutividade térmica foi medida pelo método do fio quente. Estudamos placas do novo material, tendo como variáveis o nível de compactação e o teor de fibras de celulose. A baixa condutividade térmica dessas placas influenciou o comportamento térmico dos ambientes da habitação experimental, montada por um sistema construtivo inovador. Outro aspecto avaliado foi o isolamento acústico dos ambientes da habitação experimental, que de acordo com os materiais empregados se mostrou bastante adequado. Portanto, podemos concluir pela viabilidade da construção da habitação experimental tanto do ponto de vista dos materiais empregados quanto do conforto termo-acústico e do seu baixo custo. / The use of new technologies associated with new materials is a contribution to the building industry, decreasing the housing deficit and reducing the environmental impacts generated by traditional design techniques. These new materials are alternatives to the current shortage of materials for construction, which has raised the prices of construction in our country. The novogesso is among the new technologies that will be included in the vast market in function of the offers. In this context, the present thesis focuses on the study of the thermal conductivity of this new material and the novogesso cellulose composite obtained from gypsum and produced using a technology originally developed in LCM / IFSC / USP. Gypsum is an abundant material in our country, as there are mineral deposits in the North and Northeast and phosphogypsum stored in the center-south. The innovative process used for the preparation of parts of novogesso for building components is the employment of the smallest amount of water needed for the hydration of plaster, which represents approximately 20% of the hemihydrates weight. The moistened powder is subjected to compaction by uniaxial compression, which results in parts with high mechanical properties. The Knowledge of the thermal conductivity of this material was of great importance for the assessment of its performance in the construction of an experimental prototype of housing. Its thermal conductivity was measured by hot wire technique. Plates of this new material were studied, considering the level of compaction and the content of cellulose fibers. The low thermal conductivity of the plates influences the thermal behavior of the environments of the experimental house built by an innovative constructive system. Another aspect evaluated was the acoustic behavior of the experimental environments of the house, which, according to the material used, was quite appropriate. It was possible to conclude that the experimental house is feasible for construction taking into account the materials used in its thermo-acoustic comfort and low-cost.

Orientador: Jose Antonio Siqueira Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T13:05:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roque_Wellington_M.pdf: 6339203 bytes, checksum: 18872eccdf7c33ab07b778e59d8d3d08 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A utilização de sensores é indispensável para a coleta de dados na Agricultura de Precisão, pois possibilita um estudo mais aprofundado e preciso do solo. A proposta deste trabalho é o desenvolvimento de um multi-sensor (MS) para realizar a medida do valor da condutividade elétrica do solo usando um dispositivo composto por quatro hastes paralelas tipo ¿Wenner array¿, e aproveitando a sua geometria de fabricação, realizar a medida da umidade volumétrica do solo por intermédio de um método indireto, que usa a variação da condutividade térmica do solo em função da quantidade de água nele presente. Foi também desenvolvido um sistema de medida e aquisição de dados que permite a caracterização e a calibração de sensores de umidade através de um programa em LabView e uma placa de aquisição de dados, desenvolvida a partir de uma célula de carga. Os resultados obtidos mostram que o medidor de quatro pontas tipo ¿Wenner array¿ é uma ferramenta útil e precisa para medida da condutividade elétrica do solo e a técnica de medir as variações da temperatura no solo causadas por pulsos de calor fornece dados úteis para estimar, com precisão necessária para usos agrícolas, a umidade do solo. Palavras-chave: Sensores, agricultura de precisão, condutividade elétrica do solo, condutividade térmica do solo, umidade do solo / Abstract: The implementation of precision agriculture techniques requires the use of sensors which can measure the characteristics of the soil. In this work it was designed and fabricated a multi-sensor probe, capable of measuring the electrical conductivity, the volumetric humidity, and the temperature of the soil, using a four probes device. The electrical conductivity of the soil is measured using the conventionalWenner array method, where a self-calibration circuit was designed to avoid the usually necessary initial calibration of the Wenner array. The volumetric humidity is obtained by an indirect measurement, where the thermal conductivity of the soil is evaluated by applying heat pulses in one probe of the sensor, and measuring the resulting temperature increase in an adjacent probe. It was also developed an automatic measurement and data acquisition system that allows the characterization and calibration of the sensors. The obtained results show that the Wenner array is an useful tool for measuring the electric conductivity of the soil, and that the evaluation of the thermal conductivity of the soil using heat pulses and measuring the variation of temperature can accurately determine the humidity of the soil. Keywords: Sensors, precision agriculture, electrical conductivity, thermal conductivity, soil moisture / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Luísa Andréia Gachet Barbosa, Rosa Cristina Cecche Lintz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T22:32:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelin_AndressaFernanda_M.pdf: 3316470 bytes, checksum: e0844bd6dbe8b1d62eefa5eec0498b83 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A busca por materiais alternativos, de baixa massa específica, que possua redução na transferência de propagação de calor, associado à facilidade de manuseio e aplicação em concretos estruturais e estruturas de vedação, representa grande desafio na formulação e conhecimento do desempenho dos concretos leves. O concreto leve possui tecnologia pouco difundida em nível nacional e surge no cenário atual como um material inovador e alternativo ao concreto convencional. Frente ao exposto, este trabalho estudou concretos leves estruturais elaborados com duas graduações distintas de argila expandida e, com a finalidade de promover à manutenção das propriedades mecânicas, adicionou-se aditivo superplastificante e sílica ativa. Desenvolveu-se cinco traços distintos, que apresentaram reologia adequada, sem apresentar fenômenos de segregação e exsudação. Estudou-se algumas propriedades físicas, como índice e perda de consistência, absorção de água e massa específica do estado fresco e endurecido, os quais apresentaram uma média de 2000 kg/m3, classificando os concretos, de acordo com o ACI 213R-03 (2003), como leves. As principais propriedades mecânicas analisadas foram, resistência à compressão, apresentando, em média, 40 MPa, valor acima do mínimo prescrito pela ABNT NBR 6118:2007, para concretos estruturais, além da resistência à tração e módulo de elasticidade, as quais serviram como fundamentação na qualificação dos concretos leves estruturais, visando às exigências técnicas nacionais e internacionais para sua classificação e uso. Também foram realizados ensaios de condutividade térmica, por meio do método da placa quente protegida ("Hot Plate"), os quais apresentaram bons resultados, mostrando-se adequados no quesito desempenho térmico, de acordo com a revisão bibliográfica, bem como, com a norma nacional de desempenho térmico (ABNT NBR 15220:2005). Foram obtidas informações microestruturais sobre a zona de transição entre os agregados, convencionais e leves, e sua matriz de cimento. Foram realizadas comparações entre a massa específica seca e a resistência à compressão, assim como, comparações entre a massa específica seca e o módulo de elasticidade, sendo que tais resultados comprovam a possibilidade da utilização do concreto leve em elementos estruturais. Sugere-se, então, utilizar este concreto em painéis de vedação, pois associa-se a baixa massa específica, o conforto térmico e a resistência mecânica / Abstract: The search for alternative materials, low density, having reduced transfer of heat propagation, combined with ease of handling and application in structural concrete and seal structures, constituting a major challenge in the design and understanding of the performance of lightweight concrete. The lightweight concrete technology has little known at the national level and in the current scenario emerges as an innovative and alternative material to conventional concrete. Based on these, this paper studied structural lightweight concrete made with two different grades of expanded clay, and with the purpose of promoting the maintenance of the mechanical properties was added superplasticizer and silica fume. Developed five distinct traits, which showed adequate rheology, without presenting phenomena of segregation and oozing. We studied some physical properties, such as loss of consistency index, water absorption and density of fresh and hardened, which had an average 2000 kg/m3, classifying the concrete according to ACI 213R-03 (2003), as light. The main mechanical properties were analyzed, compressive strength, with an average of 40 MPa, above the minimum prescribed by ABNT NBR 6118:2007, structural concrete, beyond the tensile strength and modulus of elasticity, which served as the basis the qualification of structural lightweight concrete, aimed at national and international technical requirements for classification and use. Thermal conductivity tests were also carried out by means of the hot plate protected ("Hot Plate") method, which showed excellent results, proving to be adequate thermal performance in the category, according to the literature review, as well as with the national standard for thermal performance (ABNT NBR 15220:2005). Microstructural information on the transition zone between aggregates, conventional and light, and its cement matrix were obtained. Comparisons between dry density and compressive strength as well as comparisons between the dry density and modulus of elasticity were performed, and these results show the possibility of using lightweight concrete in structural elements. Then it is suggested to use this concrete fence panels, as is associated with low density, thermal comfort and strength / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestra em Tecnologia

Les matériaux thermoélectriques permettent de convertir de l'énergie thermique en énergie électrique. Leur rendement de conversion trop faible limite cependant leur utilisation à grande échelle. Plusieurs voies d'optimisation sont utilisés afin d'augmenter les rendements de conversion en diminuant la conductivité thermique. Dans cette thèse, nous modélisons les propriétés de transport thermique des matériaux half-Heusler parfaits et dopés qui présentent des propriétés thermoélectriques intéressantes. La méthode repose sur la théorie de la fonctionnelle de la densité pour calculer les propriétés harmoniques et anharmoniques des composés parfaits et déterminer les temps de vie des phonons. Ensuite, ces derniers sont utilisés pour écrire une équation de transport de Boltzmann pour la densité de phonons dont la résolution donne accès à la conductivité thermique. L'inclusion de défauts ponctuels a pour objectif de réduire la conductivité thermique par diffusion des phonons. Pour modéliser leur effet dans un régime de forte concentration une méthode champ moyen a été développée et appliquée aux half-Heusler. Pour traiter le régime dilué, une méthode faisant appel aux fonctions de Green a été utilisée. Ces deux méthodes montrent que des réductions significatives de conductivité thermique des composés NiTiSn, NiZrSn et NiHfSn sont déjà obtenues pour des concentrations de 10 % en dopants. / Thermoelectric materials provide a way to convert thermal energy into electrical energy. Nonetheless, their low efficiency is the main obstacle for global scale applications. Experimentally, specific treatments can lead to great improvement in the efficiency, mainly by lowering the thermal conductivity. This thesis is aimed at calculating from first principles, the thermal transport properties in perfect and doped half-Heusler thermoelectric materials. We begin with a theoretical analysis of the harmonic and anharmonic properties of phonons for perfect phases.The density functional theory is used to deduce the phonons lifetime from phonon-phonon interactions. The lifetimes are integrated into the Boltzmann transport equation for the phonon density, which solution allows us to compute fully ab initio the lattice thermal conductivity. The purpose of point defects is to scatter the phonons and thus reduce thermal conductivity. We developed two methods to account for the defects on thermal transport. The first one, based on a mean field approach, is suitable for the high concentration regimes. The second one in the framework of Green functions theory is used for dilute regimes. Both methods consistently show that the main reduction of thermal conductivity is already obtained within around 10 % of solute elements in NiTiSn, NiZrSn and NiHfSn.

L'usage des matériaux composites dans les différents domaines technologiques (microélectronique, aéronautique, transports…) ne cesse de croître. Une telle augmentation vient du fait qu'il est possible de développer de nouveaux matériaux avec des propriétés adaptées à une application bien préc ise en combinant les propriétés physiques des différents constituants. Dans le travail de thèse, nous nous intéressons à l'étude des propriétés thermophysiques, électriques et diélectriques de composites à base de matrice polymère chargée avec des fibres naturelles et/ou de particules minérales. L'objectif final étant d'une part d'accroître notre connaissance sur le mécanisme de transfert (thermique, électrique et diélectrique) au sein des matériaux composites et d'autre part, de développer une méthode de mesure des propriétés thermophysiques des matériaux à différentes températures (-20°C etlt; T etlt; 180°C) / The use of composite materials in various fields of technology (microelectronics, aerospace, transportation ...) continues to grow. Such an increase is that it is possible to develop new materials with properties tailored to a specific application by combining the physical properties of different constituents.In the thesis, we focus on the study of thermophysical properties, electrical and dielectric of composites based on polymer matrix loaded with natural fibers and/or mineral particles.The final goal is to increase our knowledge on the mechanism of transfer (thermal, electrical and dielectric) in composite materials and secondly, to develop a method for measuring thermophysical properties of materials at different temperatures (-20°C etlt; Tetlt; 180°C)

La controverse concernant les mécanismes proposés pour l’intensification de la conductivité thermique et de la forte augmentation de la viscosité suggère que les expériences avec des nanofluides bien dispersés et correctement caractérisés seraient intéressantes. Par conséquent, nous nous sommes fixés comme objectif la caractérisation de la conductivité thermique et la viscosité de deux nanofluides “eau-oxyde de silice“ et “eau-titanium“. Il a été observé que la conductivité thermique des deux nanofluides considérés concorde bien avec la théorie du milieu effectif, à savoir, le modèle de Maxwell, et ne montre aucune amélioration par rapport aux effets associés aux mécanismes proposés de l’intensification du transfert du nanofluide tels que le mouvement brownien ou l’effet de stratification. Pour confirmer ce résultat, nous avons également mesuré la conductivité thermique du nanofluide eau contenant une suspension de nanotubes de carbone NTC. Nous constatons que la conductivité thermique de ce nanofluide NTC est également en bon accord avec le modèle de Maxwell. Les disparités et les incohérences publiées par les différents groupes sur les résultats et modèles de la conductivité thermique ainsi que la viscosité du nanofluide se trouvent être principalement dues à la qualité du nanofluide telles que la stabilité colloïdale, la taille des particules, la formation des agrégats, etc… Par ailleurs, l’influence des incertitudes en raison de l’adoption de différents modèles sur le transfert de chaleur par convection naturelle a été étudiée. Il a été observé que les incertitudes dans les modèles prédictifs peuvent conduire à des évaluations erronées du transfert convectif. / The controversy regarding the proposed mechanisms of the exceptionally enhanced thermal conductivity of nanofluids, as well as sharp increase of nanofluid viscosity suggest that systematic experiment with well dispersed and well characterized nanofluids are highly desired. Therefore, on the basis of this suggestion, thermal conductivity and viscosity of silica-water and titania-water nanofluids were measured. It was observed that the thermal conductivity of both nanofluids agrees well with the effective medium theory, i.e., Maxwell model, and does not show any enhancement due to effects associated with the proposed mechanisms of thermal energy transfer in nanofluids like Brownian motion or liquid layering. To support these results, the thermal conductivity of water based nanofluid containing carbon nanotubes was measured. It was found that that thermal conductivity of CNTs nanofluids agrees well with Maxwell model up to 1 vol.%. The inconsistencies in the reported thermal conductivity and dynamic viscosity from different research groups are found to be mainly due to the characterization of the nanofluid, including determination of colloidal stability and particle size, (i.e, aggregates size) within nanofluid. The influence of uncertainties due to adopting various formulas for the dynamic viscosity on natural convection heat transfer was investigated. It was observed that uncertainties in the predictive models for the effective thermal conductivity and dynamic viscosity of nanofluids, leads to erroneous evaluation of the convective heat transfer with nanofluids, and this acts as a brake on research in the area.

Ce travail s'inscrit dans la problématique de l'optimisation des transferts thermiques et électriques dans les composites à matrice polymère. Il a été démontré que l'introduction de particules conductrices dans une matrice isolante permet d'en augmenter la conductivité thermique. À l'échelle macroscopique, les mécanismes résistifs sont influencés par un jeu complexe de paramètres : nature des constituants, morphologie de la phase dispersée et interactions entre matrice et particules. L'influence de ces différents paramètres sur les propriétés thermiques de composites PEEK/particules d'argent submicroniques a été analysée. Les données expérimentales ont été comparées à des modèles afin d'interpréter l'origine structurale de l'évolution de la conductivité thermique observée. L'approche complète des mécanismes de conduction thermique implique l'analyse des composantes capacitive et diffusive. La capacité calorifique, la diffusivité thermique et la conductivité thermique sont liées aux échelles microscopiques et macroscopiques. Ces propriétés ont été étudiées en fonction du taux de particules et de la température. / This work deals with the optimization of thermal transport mechanisms in polymer-based composites. It has been demonstrated that the introduction of conductive particles in a polymer matrix contributes to thermal conductivity enhancement. At macroscopic scale, resistive mechanisms are ruled by a complex set of parameters: constituents' nature, dispersed phase morphology and matrix/particles interactions. The influence of these parameters on PEEK/silver submicron particles composites has been studied. Experimental data have been compared to models to analyse the structural origin of thermal conductivity evolution. A global approach to study heat transport mechanisms imply the multiscale understanding of capacitive and diffusive contributions. Heat capacity, thermal diffusivity and thermal conductivity have been studied as a function of particles content and temperature.