Présentation
RÉSUMÉ
Pour la conduction de chaleur, différents systèmes sont possibles. On peut citer par exemple l'utilisation de métaux tels que le cuivre et l'aluminium. Toutefois, les caloducs, dont le système de fonctionnement est basé sur le principe du transfert thermique par transition de phase d'un fluide (chaleur latente), permet d'avoir un rendement particulièrement intéressant dans le transport des flux thermiques. Les deux principaux types de caloducs généralement utilisés sont les caloducs capillaires et les thermosiphons diphasiques. Bien que découvert dans les années 30, le principe du caloduc n'a réellement été adopté que depuis quelques dizaines d'années, notamment dans les secteurs de l'aérospatial, du ferroviaire ou de l'électronique de puissance. Ce dossier réalise ainsi un état de l'art de cette technologie, en présentant le principe de fonctionnement, les méthodes de dimensionnement et quelques cas d'application.
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Lire l'articleAUTEUR(S)
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Jocelyn BONJOUR : Professeur à l'INSA de Lyon - CETHIL UMR5008 CNRS – INSA – Université Lyon 1
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Frédéric LEFÈVRE : Maître de Conférences HDR à l'INSA de Lyon - CETHIL UMR5008 CNRS – INSA – Université Lyon 1
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Valérie SARTRE : Maître de Conférences HDR à l'INSA de Lyon - CETHIL UMR5008 CNRS – INSA – Université Lyon 1
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Yves BERTIN : Maître de Conférences HDR à l'ENSMA - Institut Pprime LET UPR3346 CNRS – ENSMA – Université Poitiers
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Cyril ROMESTANT : Ingénieur de Recherche au CNRS - LET UMR6608 CNRS – ENSMA – Université Poitiers
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Vincent AYEL : Maître de Conférences à l'ENSMA - Institut Pprime LET UPR3346 CNRS – ENSMA – Université Poitiers
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Vincent PLATEL : Maître de Conférences à l'Université de Pau et des Pays de l'Adour - LaTEP, Université de Pau et des Pays de l'Adour - Mise à jour de l'article [B 9 545] Caloducs, rédigé en 1997 par Alain BRICARD et Serge CHAUDOURNE, dans le cadre des activités du GdR 2613 du CNRS « Systèmes de refroidissement diphasique » (SYREDI).
INTRODUCTION
Bien meilleurs conducteurs que les métaux, les caloducs sont des systèmes thermiques qui peuvent transporter une quantité de chaleur égale à plusieurs centaines ou milliers de fois celle transportée par un conducteur métallique solide et homogène de même volume sous un même écart de température.
Mettant en jeu l' évaporation et la condensation d'un fluide interne , le caloduc peut être conçu à différentes fins :
transmettre des flux thermiques élevés avec un faible écart de température ;
transmettre un flux thermique variable à température constante ;
uniformiser la température d'une structure soumise à des variations de température ;
adapter la densité de flux thermique entre une source chaude et une source froide de surfaces très différentes.
Breveté en 1942, le caloduc est oublié jusqu'au début des années 1960 où il est redécouvert pour les besoins de la technologie spatiale . Appelé aussi quelquefois tube de chaleur , en anglais « Heat-Pipe » , il a pour ancêtre le tube de Perkins, sorte de bouilleur en circuit fermé, inventé au XIX e siècle par A.M. et J. Perkins.
Deux familles de caloducs sont aujourd'hui matures : les
caloducs capillaires
et les
thermosiphons diphasiques
. Depuis une quinzaine d'années, de nouveaux types de caloducs ont connu d'importants développements et émergent progressivement : il s'agit des
microcaloducs
, des
boucles diphasiques
et des
caloducs oscillants
, qui sont présentés dans le dossier
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Systèmes diphasiques de contrôle thermique - Thermosiphons et caloducs
Principes de fonctionnement
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