Thèmes de recherche

Transfert avec changement de phase liquide-vapeur

Contexte

Toutes les études développées dans le cadre de ce groupe de recherche sont axées sur les transferts de chaleur diphasiques (liquide-vapeur ou solide-liquide) et leurs applications aux systèmes thermiques, en particulier les systèmes de refroidissement diphasiques passifs. L’ensemble de ces travaux de recherche est mené tant sur le plan expérimental que sur le plan théorique, avec un bon équilibre entre ces deux approches. Les études sont à la fois globales pour dimensionner les systèmes et locales pour améliorer la compréhension des mécanismes fondamentaux à l’origine de leur fonctionnement.

Objectifs

  • Développer des connaissances sur les mécanismes fondamentaux du changement de phase en régimes transitoire et permanent
  • Améliorer les échanges thermiques par changement de phase (par structuration des parois, confinement du fluide, application d’un champ électrique, …)
  • Comprendre et maîtriser les phénomènes régissant les systèmes de refroidissement diphasiques passifs
  • Développer et caractériser des structures capillaires innovantes ; mettre en œuvre des matériaux adaptés aux fonctions requises par les systèmes diphasiques passifs
  • Comprendre et maîtriser les phénomènes régissant les opérations de séchages

 

Compétences scientifiques

  • Analyse des phénomènes d'évaporation et de condensation en présence de films minces, dans des géométries capillaires, avec ou sans champ électrique, et éventuellement en présence d'instabilités thermo-hydrauliques ou thermo-capillaires notamment avec une métrologie de visualisation locale des interfaces liquide vapeur (caméra rapide, caméra infra-rouge, microscope confocal, télescope à champ proche, …)
  • Analyse des phénomènes physiques de l’ébullition nucléée (nucléation, grossissement, détachement, coalescence), sous pression normale ou basse pression, en présence ou non d’un champ électrique, sur des surfaces ultra-lisses ou micro/nano structurées
  • Analyse des phénomènes physiques de l’ébullition et de la condensation en géométries confinées, sur des surfaces mouillantes ou non-mouillantes
  • Développement de modèles analytiques et numériques permettant de dimensionner ou de décrire le fonctionnement de différents types de systèmes diphasiques passifs (caloducs conventionnels, caloducs oscillants, boucles diphasiques, interposeurs thermiques à MCP, …)
  • Développement de bancs d’essais permettant de remplir (techniques du vide, dégazage des fluides) et de caractériser ces systèmes (métrologie thermique adaptée)
  • Développement de bancs d’essais et de modèles numériques permettant d’analyser les phénomènes couplés lors des opérations de séchage (sous-vide ou par balayage)

Quelques collaborations internationales

Duke University (Durham, NC, USA), ITP Ekaterinburg (Russie), IIT Kanpur (Inde), Trinity College Dublin (Irlande).

Quelques collaborations nationales

CEA LEGI/LITEN/SBT (Grenoble), CEA/DEN, Pprime (Poitiers), IEMN (Lille), IMFT (Toulouse), IUSTI (Marseille), Laboratoire Hubert Curien (St Etienne), Laplace (Toulouse), LPMCN (Lyon), MATEIS (Lyon), AMPERE (Lyon), IPC (Oyonnax), CTIF (Sèvres)

Partenariats industriels récents

Air Liquide, Airbus, ARRK Shapers, ATHERM, Calor, HEF, Innomolds, Liebherr, Orano, Peugeot, Sanden, SAFE Metal, Safran, STMicroelectronics, Thalès Avionics, Thalès Communication, Valeo