Couverture ElectroniqueS n°127

Les différentes solutions au niveau système comme composant pour gérer au mieux les montées en puissance et l'évacuation des calories ont été passées en revue pendant deux jours à La Rochelle. La Rochelle : La thermique est de plus en plus au c&oelig;ur du problème de nombre de conceptions électroniques. Cette évolution est liée bien sûr à l'augmentation de la densité des circuits de traitement de l'information qui augmente dans tous les secteurs, aussi bien dans l'électronique de commande des Airbus que dans celle dédiée à l'affichage des applications multimédias qui enrichissent le siège des passagers. Elle est aussi liée à l'électronisation de fonctions de puissance, qu'il s'agisse de la commande de moteur, d'éclairage, ou d'applications radiofréquences. Dans cette problématique de l'évacuation des calories, la manifestation European Advanced Technology Workshop on Micropackaging and Thermal Management organisée par l'Imaps qui s'est tenue à La Rochelle au début du mois de février, a pris en compte les différents aspects du problème, aussi bien du point de vue système qu'en descendant jusqu'au point de vue composant et des matériaux de conduction ou dissipation de la chaleur. Côté système a été pris en exemple une automotrice d'Alsthom qui, pour transporter 370 tonnes et près de 400 passagers à plus de 300 km/h, repose sur une puissance de 8 400 kW répartie à 720 kW par moteur synchrone à aimant permanent refroidi par un système d'autoventilation et sur des modules de puissance à IGBT 6,5 kV/600 A pris dans des blocs à refroidissement par circulation liquide forcée.La lame vibrante, un ventilateur efficace ?Présentés par Ari Glezer, en ouverture de la conférence, les travaux de l'école d'ingénieurs en mécanique Woodruff du Georgia Institute of Technology, dans le domaine du refroidissement par convection forcée, reposent sur une étude des écoulements de fluides par conduction forcée dans une cavité dont les parois servent à échanger la chaleur avec le système électronique. On peut imaginer un tube à section rectangulaire qui partirait d'un trou dans une paroi du boîtier contenant le système électronique, le traverserait en étant appliqué sur la face supérieure des composants à refroidir et ressortirait par une autre paroi. En théorie, la chaleur des composants se transmet au tube qui la transmet à l'air contenu dans ce dernier, et pour peu que la gravité soit favorable en convection naturelle, l'air chaud s'échappe et est renouvelé par de l'air froid. Pour améliorer nettement le rendement de cette solution et limiter les contraintes en positionnement, l'étude propose d'introduire une lame composée d'éléments piézo électriques à un certain endroit du tube. En l'alimentant correctement avec un signal d'une fréquence de 75 Hz, cette lame se comporte comme un éventail ou la queue d'une carangue et propulse l'air, un peu comme un ventilateur, mais avec un phénomène particulier de création de vortex. Selon l'étude, ces vortex ont la particularité d'améliorer nettement les échanges thermiques entre la paroi du tube et l'air qui circule à l'intérieur et de faciliter ainsi l'évacuation des calories avec un gain d'un facteur 3 en résistance thermique par rapport à une solution de convection naturelle et d'un facteur 2 comparé à une convection forcée classique. Un tube de 10 x 5 x 1 cm permettrait par exemple de dissiper 2 W avec une température de surface du tube de 55°C.Une manifestation dont l'intérêt ne faiblit pasLa thermique n'est pas un effet de mode ! Lancé il y a quatre ans par l'Imaps, le congrès European Advanced Technology Workshop on Micropackaging and Thermal Management semble avoir su trouver ses marques les 4 et 5 février derniers à La Rochelle. Elle a attiré des contributeurs et auditeurs nationaux, mais également européens voire d'outre-Atlantique. La manifestation, qui a regroupé près d'une centaine de personnes, équilibre par ailleurs les interventions entre les contributions de provenance universitaires et celles issues du monde industriel. Ces journées sont ainsi accompagnées d'une petite exposition où les discussions sont nombreuses pour poursuivre les présentations techniques des conférences, lors des pauses ou des évènements annexes ; tout ce petit monde étant regroupé en un seul lieu, propice à ces entretiens mi-informels, mi-professionnels qui permettent de faire avancer des projets innovants. L'édition 2009 a été riche autant en applications et solutions systèmes, qu'en matière d'innovations pour les matériaux ou les boîtiers des composants. L'ambiance, le premier jour, y a été particulièrement studieuse, notamment pendant la session consacrée aux systèmes de refroidissement qui semblent gagner l'avionique, jusque dans les sièges multimédias des passagers.

La conférence de l’Imaps a fait le point sur l’évacuation des calories

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