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Concept
Caloduc
Résumé
Caloduc, du latin calor « chaleur » et de ductus « conduite », désigne des éléments conducteurs de chaleur. Appelé heat pipe en anglais (signifiant littéralement « tuyau de chaleur »), un caloduc est destiné à transporter la chaleur grâce au principe du transfert thermique par transition de phase d'un fluide (chaleur latente).
Un caloduc se présente sous la forme d’une enceinte hermétique renfermant un fluide à l'état d'équilibre liquide-vapeur, généralement en absence de tout autre gaz.
À l'extrémité du caloduc située près de l'élément à refroidir (on nomme cette extrémité « évaporateur » et l'élément à refroidir « source chaude »), le fluide à l'état liquide se vaporise en absorbant de l'énergie thermique émise par la source chaude. La vapeur circule alors dans le caloduc jusqu'à l'autre extrémité (condenseur) située au niveau d'un dissipateur thermique ou d'un autre système de refroidissement (source froide) où elle se condense pour retourner à l'état liquide. La condensation permet de céder de l'énergie thermique à la source froide (souvent l'air ambiant).
Le liquide doit alors retourner à l'évaporateur, à l'aide des forces de gravité ou, lorsqu'elle n'est pas possible, à l'aide d'autres forces, notamment les forces de capillarité grâce à des structures composées de mailles (appelées screen mesh wicks en anglais) ou de poudres métalliques frittées. Il est également possible d'implémenter les capillaires de retour du fluide en réalisant des rainures à l'intérieur du tube constituant le caloduc. Sur de courtes distances, la mise en œuvre de mousses métalliques a parfois démontré son efficacité.
Lorsqu'ils sont correctement dimensionnés, les caloducs offrent une conductivité thermique apparente bien plus élevée que les métaux usuels (cuivre et aluminium), ce qui les rend supérieurs à la simple conduction.
Caloduc capillaire.svg|Caloduc capillaire
Caloduc gravitaire.svg|Caloduc gravitaire
Ils sont utilisés depuis plusieurs années dans des domaines très variés comme le ferroviaire, l’aérospatial, sur des composants électroniques, le refroidissement de logique et d'électronique de puissance.
Source officielle
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