Les échangeurs thermiques gagnent en efficacité

- À l'aide d'une simulation numérique, le CEA a conçu des systèmes à plaques présentant une circulation optimisée des fluides.

Dès qu'il s'agit de chauffer ou de refroidir un fluide, les échangeurs thermiques à plaques sont omniprésents. Chimie, industrie pétrolière, agroalimentaire, pharmacie, nombreux sont les secteurs qui ont recours à ce système qui a très peu évolué depuis vingt ans. Pourtant, l'écoulement du fluide entre les ondulations des plaques n'est pas totalement optimisé. « De petites zones situées le long des ondulations sont mal alimentées par le fluide », explique Patrice Tronchon du Greth (Groupement pour la recherche sur les échangeurs thermiques), un laboratoire du CEA à Grenoble. « Ces zones ne participent donc pas à l'échange thermique et contribuent même à l'encrassement des échangeurs notamment avec les liquides biologiques tels que le lait. »

Limiter l'encrassement des plaques

Pour optimiser cet écoulement, les chercheurs du Greth ont développé un programme de simulation numérique pour modéliser et déformer les plaques conçues par Alfa-Laval, leader du marché des échangeurs à plaques. Ils ont ainsi constaté que de petites déformations de 1 mm de long, en forme de haricots, le long des ondulations permettaient au fluide d'alimenter ces zones mortes. Cette modification de l'écoulement entraîne un gain de 20 % de l'efficacité thermique et limite l'encrassement des plaques. « En deux décennies, les échangeurs à plaques ont peu évolué sur le plan thermique », souligne Claude Roussel, directeur technique au sein de la filière française d'Alfa-Laval.

« Cette technologie dite des " haricots" constitue une vraie une rupture technologique », ajoute-t-il Ces nouvelles plaques sont en phase d'industrialisation et seront commercialisées par Alfa-Laval courant 2004.

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