Etudes numérique et expérimentale du refroidissement par bain de Ferrofluide d’un système électromagnétique simple : mise en place d’outils de caractérisation et de modélisation
Résumé
Les travaux de stage qui seront présentés dans ce mémoire ont été effectués dans le contexte du refroidissement d’un système électomagnétique simple. L’échauffement excessif des composants électroniques reste, en effet, une des priorités à résoudre de nos jours, surtout en domaine industriel.
Nombreuses sont les recherches qui ont étudié des techniques de refroidissement plus efficaces et fiables, et permettant une meilleure évacuation des quantités de chaleur émis par les processus chauffants. Récemment, des premiers essais ont été obtenus par l’intégration de fluides caloporteurs avec des propriétés physiques particulières et couplés parfois à des champs magnétiques. Toutefois, l’autonomie énergétique n’est pas garantie puisque l’on a besoin dans la plupart des cas d’un système de pompage pour faire circuler le fluide caloporteur. Cela pose des problèmes de consommation supplémentaire de l’énergie avec une augmentation du degré d’échauffement du système. C’est la raison pour laquelle d’autres solutions ont été envisagées et, en particulier, l’utilisation des ferrofluides.
Notre étude montre comment dans un système électromagnétique, notamment dans un transformateur, le remplacement du fluide de refroidissement par un ferrofluide permet d’améliorer les échanges thermiques. Le dispositif expérimental permettant la validation du modèle, est constitué principalement d’une bobine plongée dans une cuve cylindrique remplie d’un liquide à base d’huile de refroidissement de transformateur Midel avec ou sans nanoparticules de magnétite, et de l’instrumentation associée. Par la suite, des résultats de simulation numérique viennent illustrer le comportement thermique du dispositif à l’aide du logiciel de couplage multiphysique Comsol.