Caloduc

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Caloduc, du latin calor « chaleur » et de ductus « conduite » (se dit heatpipe, en anglais), désigne des éléments conducteurs de chaleur

Sommaire 1 Histoire 2 Principes de base 3 Domaines d'applications 4 Liens utiles

[modifier] Histoire

Le principe a été découvert en 1963 par Monsieur George Grover. Le premier caloduc était un tube 19 mm de diamètre et de 900 mm de longueur et son fluide caloporteur du sodium. Il fonctionna à une température d’environ 827 °C avec une puissance de chauffe de 1 kW.

(Sources : Article du laboratoire de Los Alamos en anglais : http://www.lanl.gov/orgs/esa/epe/Heat_Pipe_Site/ancient.shtml)

Si on se réfère à une autre source, on découvre que "l'invention pure" est antérieure à 1963.

Bien que le caloduc ait été inventé dans les années 30, aucune application industrielle n'a été mise en place pour l'exploiter avant 1963, quand le Dr. George GROVER, physicien aux État-Unis (laboratoire de Los Alamos), reprit cette idée et la développa.

(Source : Site internet de QDT en anglais : http://www.qdt-waermerohrtauscher.com/framee.html)

[modifier] Principes de base

Un caloduc se présente sous la forme d’une enceinte hermétique qui renferme un liquide en équilibre avec sa phase vapeur, en absence de tout autre gaz. Le transfert de chaleur s’effectue de manière passive, par des cycles d'évaporations du liquide sur la partie à refroidir (exemple : un microprocesseur) et de condensation sur la partie froide (exemple : des ailettes).

Afin de faciliter la vitesse de transport du fluide entre les deux extrémités du caloduc, on utilise souvent des structures de capillarité. Ces structures peuvent être composées de mailles (aussi appelé screen mesh en anglais) ou de poudres métalliques frittées. Il est également possible de créer des rainures à l'intérieur du tube constituant le caloduc. Une récente manière d'améliorer encore davantage la vitesse et la force de capillarité des caloducs sur de courtes distances (comme par exemple en refroidissement de composants électroniques) est d'utiliser de la mousse métallique.

Lorsqu'ils sont correctement dimensionnés, caloducs offrent une conductivité thermique bien plus élevée que les radiateurs profilés.

Le caloduc est un dispositif de transfert de chaleur à haute performance, dont le principe de fonctionnement repose sur le transfert thermique par changement de phase d'un fluide (de la chaleur sensible en chaleur latente).

[modifier] Domaines d'applications

Ils sont utilisés depuis plusieurs années dans des domaines très variés comme le ferroviaire, l’aérospatial, sur des composants d'électronique de logique et d'électronique de puissance.

Récemment, l’utilisation de radiateurs à caloduc s'est démocratisé dans les domaines du refroidissement de microprocesseurs destinés aux micro-ordinateurs.

[modifier] Liens utiles

• (en) Article "How Does a Heat Pipe Work? Heat Pipes Explained" présentant les différents types de structure de capillarité
• (en) Metafoam Technologies (http://www.metafoam.com), le seul manufacturier de structures de capillarité en mousse métallique.
• Metal-process (http://www.metal-process.fr/cooling.html), exemples d'applications et de systèmes de refroidissement par caloduc.