+ 2017 CAPIT4L – Caloduc à Ailettes en Polymère pour l’Industrie, le Transport et les Télécommunications couplant Transferts Thermiques avancés et Légèreté

Objectif : développer une nouvelle conception de caloduc avec dissipateur thermique intégré, permettant de se passer du dissipateur métallique et ainsi d’alléger le poids total du système. Cette contrainte est particulièrement importante pour tous les systèmes embarqués, que ce soit dans le domaine aéronautique ou automobile. 

     Le développement de systèmes de refroidissement passifs, efficaces, légers et peu couteux est un enjeu important dans de nombreux secteurs industriels, en particulier pour le contrôle thermique de l’électronique embarquée. L’objectif du projet CAPIT4L est de concevoir, réaliser et caractériser un caloduc en polymère à ailettes intégrées permettant de répondre à ce besoin.

D’un point de vue technique, la réalisation de ces systèmes se heurte pour l’instant à la difficulté à définir et mettre en forme les polymères techniques ayant des propriétés compatibles avec l’application visée. Les récents progrès dans les méthodes de fabrication additive laissent entrevoir la possibilité de lever ce verrou à moyen terme.

D’un point de vue scientifique, il convient d’améliorer la connaissance des phénomènes de transferts thermiques par condensation sur la surface hydrophobe en polymère, dans le milieu confiné constitué par les ailettes creuses. Cette étape est nécessaire pour aboutir à un dimensionnement pertinent du caloduc.

Le présent projet se propose de lever ces verrous techniques et scientifiques, en couplant les compétences expérimentales acquises par le CETHIL sur les systèmes diphasiques passifs à celles d’IPC sur la maitrise de la chaine complète du polymère, de sa formulation à sa mise en forme finale. Il repose sur une approche expérimentale, précédée d’une étude bibliographique détaillée. La rédaction d’un cahier des charges notifiant les critères que doit respecter l’enveloppe du caloduc permettra de choisir le ou les polymères les plus adaptés ainsi que la méthode de fabrication additive la plus pertinente. Une étude dédiée au phénomène de condensation en milieu confiné sera menée en parallèle et permettra ainsi le dimensionnement optimal du système complet. Un démonstrateur de caloduc à ailettes intégrées en polymère sera fabriqué par IPC, chargé et testé par le CETHIL sur un banc d’essais permettant de reproduire des conditions de fonctionnement des systèmes électroniques embarqués.

A l’issue du projet, la caractérisation et l’analyse technico-économique du démonstrateur permettront de mieux appréhender les verrous restant à lever pour aboutir à un produit industriel fiable, dans un environnement réel. Dans un contexte d’électrification des moyens de transport, le remplacement d’un système de refroidissement métallique par un système en polymère, présentant des performances identiques, conduira à un allègement induisant de notables économies de carburant.

 Insert de moule HEAT&COOL pour régulation d’outillage réalisé par impression 3D

Schéma d’un diffuseur thermique diphasique  à ailettes intégrées


RESULTATS