Principaux fluides et leurs applications
Fluides caloporteurs et frigoporteurs - Définitions. Critères de choix

1.1 Fluide caloporteur : définition et exemples d’application

De très nombreuses activités industrielles nécessitent le chauffage d’un produit à une température supérieure à la température ambiante. Deux modes de chauffage peuvent être identifiés :

• le produit est chauffé directement par des gaz de combustion (fuel, gaz naturel), par des résistances électriques, par un chauffage inductif ou à micro-ondes ;

• le produit est chauffé indirectement et un circuit intermédiaire est, dans ce cas, disposé entre la chaudière – que la chaleur soit obtenue grâce à la combustion d’un combustible fossile, à l’utilisation d’une résistance électrique, voire à une réaction nucléaire dans des crayons combustibles d’un réacteur nucléaire – et l’enceinte dans laquelle le produit doit être conditionné. Le fluide circulant dans ce circuit intermédiaire peut alors jouer plusieurs rôles. Lorsque ce fluide effectue un simple transport de la chaleur, on le dit caloporteur. Lorsqu’il assure simultanément des échanges de chaleur et de travail avec le milieu extérieur, on le dit énergétique.

• Exemples d’utilisation

  De nombreux exemples du domaine de la production d’énergie électrique peuvent illustrer l’utilisation de fluides caloporteurs :

  • dans un réacteur nucléaire de type PWR (Pressurized Water Reactor), la chaleur dégagée dans la grappe de crayons combustibles est évacuée grâce à un circuit d’eau pressurisée (ce fluide est alors désigné comme fluide caloporteur), puis transférée au fluide du circuit secondaire grâce à un générateur de vapeur. Ce fluide secondaire est vaporisé et détendu dans une turbine pour la production de l’énergie électrique. Le fluide secondaire (de l’eau, dans le cas des PWR) joue alors le rôle de fluide énergétique ;

  • dans une centrale thermique solaire, le fluide caloporteur [généralement une huile thermique mais, dans quelques cas, des sels fondus (centrale Themis, par exemple)], porté à une température proche de 300 ˚C dans le capteur solaire (collecteur parabolique,...