{"id":36795,"date":"2026-03-06T03:29:13","date_gmt":"2026-03-06T03:29:13","guid":{"rendered":"https:\/\/trumonytechs.com\/?p=36795"},"modified":"2026-08-26T03:17:21","modified_gmt":"2026-08-26T03:17:21","slug":"tubed-cold-plate","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.trumonytechs.com\/fr\/tubed-cold-plate\/","title":{"rendered":"Qu'est-ce qu'une plaque froide tubulaire\u00a0?"},"content":{"rendered":"

Une plaque froide tubulaire est une partie refroidissement liquide<\/a><\/strong>. Il est constitu\u00e9 d'un tube en cuivre ou en acier inoxydable, press\u00e9 ou coll\u00e9 sur une plaque de base en aluminium rainur\u00e9e. Ce tube cr\u00e9e un chemin thermique direct entre un composant chaud et le fluide de refroidissement. Le mat\u00e9riau du tube, son mode de fixation et le circuit d'\u00e9coulement influencent son efficacit\u00e9 et d\u00e9terminent si la conception tubulaire est adapt\u00e9e \u00e0 une charge thermique, un type de fluide de refroidissement et une plage de pression donn\u00e9s.<\/p>\n

Comment une plaque froide tubulaire transf\u00e8re-t-elle la chaleur\u00a0?<\/h2>\n

Une plaque froide tubulaire dissipe la chaleur en deux \u00e9tapes. Premi\u00e8rement, la conduction transporte la chaleur du composant mont\u00e9 \u00e0 travers la plaque et dans la paroi du tube. Ensuite, la convection forc\u00e9e \u00e0 l'int\u00e9rieur du tube transf\u00e8re cette chaleur au fluide de refroidissement. Ce fluide \u2014 g\u00e9n\u00e9ralement de l'eau, un m\u00e9lange eau-glycol ou un fluide di\u00e9lectrique \u2014 circule vers un \u00e9changeur de chaleur distant, \u00e9vacue la chaleur et retourne \u00e0 la plaque par une pompe.<\/p>\n

Le nombre d'interfaces entre le composant et le fluide de refroidissement d\u00e9termine la longueur du trajet thermique. Dans les conceptions \u00e0 tube apparent et \u00e0 verrouillage par pression, le tube affleure la surface de la plaque ou est l\u00e9g\u00e8rement en dessous. Cela permet de r\u00e9duire le nombre d'interfaces. Dans les conceptions \u00e0 tube enterr\u00e9 rempli d'\u00e9poxy, l'\u00e9poxy ajoute une interface. L'\u00e9volution de la r\u00e9sistance thermique d\u00e9pend de la conductivit\u00e9 et de la qualit\u00e9 du remplissage de l'\u00e9poxy par rapport aux espaces d'air qu'il remplace.<\/p>\n

Une plaque froide tubulaire fait partie d'un circuit hydraulique plus vaste. Pour comprendre le fonctionnement de l'ensemble du circuit, consultez notre guide surComment fonctionnent les plaques froides liquides ?<\/a>.<\/strong> Une temp\u00e9rature de fonctionnement stable exige le bon fonctionnement de l'ensemble du syst\u00e8me\u00a0: hauteur manom\u00e9trique de la pompe, \u00e9vacuation de la chaleur, propri\u00e9t\u00e9s du fluide caloporteur, r\u00e9servoir, d\u00e9gazage et commandes. Nous v\u00e9rifions ce point au d\u00e9but de chaque projet. Une plaque froide bien dimensionn\u00e9e ne peut compenser une pompe ou un \u00e9changeur de chaleur sous-dimensionn\u00e9.<\/p>\n

\"Chemin<\/p>\n

Expos\u00e9, enterr\u00e9 et embo\u00eet\u00e9<\/h2>\n

Il existe trois types de plaques froides tubulaires. Chacun influe diff\u00e9remment sur les performances thermiques, la complexit\u00e9 de fabrication et la durabilit\u00e9.<\/p>\n

Le tube expos\u00e9<\/strong> La conception pr\u00e9voit l'insertion du tube dans des rainures usin\u00e9es. Le tube reste visible \u00e0 la surface de la plaque. Il s'agit de l'option la plus simple. La qualit\u00e9 du contact entre le tube et la rainure doit \u00eatre v\u00e9rifi\u00e9e sur toute la longueur du trajet d'\u00e9coulement lors de la r\u00e9ception.<\/p>\n

Le tube enterr\u00e9<\/strong> Le type de remplissage \u00e9poxy recouvre le tube press\u00e9 d'une r\u00e9sine \u00e9poxy thermoconductrice. Cette r\u00e9sine comble les vides et peut am\u00e9liorer l'uniformit\u00e9 du contact, \u00e0 condition que le processus de remplissage soit parfaitement ma\u00eetris\u00e9. L'\u00e9limination compl\u00e8te des vides d\u00e9pend de la tol\u00e9rance du canal, des variations du diam\u00e8tre ext\u00e9rieur du tube, de la viscosit\u00e9 de la r\u00e9sine, du taux de remplissage et du retrait au durcissement. Il est imp\u00e9ratif de sp\u00e9cifier et de v\u00e9rifier ces variables, et de ne pas les tenir pour acquises. La r\u00e9sine \u00e9poxy assure \u00e9galement l'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 du tube contre l'environnement ext\u00e9rieur.<\/p>\n

\u00c0 pression ou \u00e0 verrouillage par pression<\/strong> Les conceptions utilisent un formage m\u00e9canique. Le tube s'embo\u00eete au niveau ou en dessous de la surface de la plaque. Aucune r\u00e9sine \u00e9poxy n'est utilis\u00e9e. Nous privil\u00e9gions cette m\u00e9thode lorsque l'\u00e9limination de la p\u00e9nalit\u00e9 thermique li\u00e9e \u00e0 l'\u00e9poxy est primordiale et lorsque le proc\u00e9d\u00e9 permet un contact m\u00e9canique constant sur toute la longueur du tube. La qualit\u00e9 de l'embo\u00eetement serr\u00e9 garantit le contact thermique, la stabilit\u00e9 dimensionnelle et la robustesse. Cependant, l'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 d\u00e9pend d'autres facteurs\u00a0: la continuit\u00e9 du tube, les raccords d'extr\u00e9mit\u00e9, les raccords et la r\u00e9sistance aux cycles de pression. Le contact tube-plaque \u00e0 lui seul ne suffit pas \u00e0 garantir l'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9. Nous v\u00e9rifions ces deux points s\u00e9par\u00e9ment lors de l'examen des plans. Les consid\u00e9rer comme un seul et m\u00eame contr\u00f4le est une cause fr\u00e9quente de crit\u00e8res d'acceptation incomplets.<\/p>\n

\"Apparence<\/p>\n

Pourquoi l'\u00e9poxy thermique n'est-il pas toujours le facteur limitant ?<\/h2>\n

De nombreux ing\u00e9nieurs supposent que toute couche d'\u00e9poxy entre le tube et la plaque nuit aux performances thermiques. Ce n'est pas toujours le cas. En r\u00e9alit\u00e9, l'\u00e9valuation d\u00e9pend de trois facteurs\u00a0: la conductivit\u00e9 thermique de l'\u00e9poxy, l'\u00e9paisseur de la couche et le flux thermique \u00e0 la surface de montage.<\/p>\n

Dans les projets de stockage d'\u00e9nergie et de conversion de puissance utilisant des tubes enterr\u00e9s, il arrive fr\u00e9quemment que la conductivit\u00e9 de l'\u00e9poxy ne soit jamais v\u00e9rifi\u00e9e par rapport aux contraintes de r\u00e9sistance thermique. Lorsque le plan ne pr\u00e9cise pas les sp\u00e9cifications de l'\u00e9poxy, l'\u00e9quipe de production peut utiliser un mat\u00e9riau de remplissage diff\u00e9rent de celui pr\u00e9vu par la mod\u00e9lisation thermique. Ce probl\u00e8me n'appara\u00eet que lorsque les temp\u00e9ratures apr\u00e8s assemblage d\u00e9passent la valeur cible. Il est alors n\u00e9cessaire de d\u00e9finir de nouvelles sp\u00e9cifications pour l'\u00e9poxy, de revoir le processus de remplissage et de proc\u00e9der \u00e0 une nouvelle validation d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 et thermique.<\/p>\n

Le remplissage \u00e9poxy convient parfaitement lorsque le flux thermique reste faible \u00e0 mod\u00e9r\u00e9 et que l'uniformit\u00e9 du durcissement et du remplissage fait partie des crit\u00e8res de production. Si le flux thermique d\u00e9passe ces limites, il est pr\u00e9f\u00e9rable d'opter pour un assemblage par pression ou bras\u00e9.<\/p>\n

Compatibilit\u00e9 des mat\u00e9riaux des tubes et du liquide de refroidissement<\/h2>\n

Le mat\u00e9riau des tubes d\u00e9termine la compatibilit\u00e9 du liquide de refroidissement, mais ce n'est pas le seul facteur. L'ensemble des mat\u00e9riaux en contact avec le fluide, les conditions de fonctionnement et la m\u00e9thode de maintenance influent \u00e9galement sur la dur\u00e9e de vie du circuit.<\/p>\n

Les tubes en cuivre sont compatibles avec l'eau et la plupart des m\u00e9langes eau-glycol inhib\u00e9s. Dans les syst\u00e8mes n\u00e9cessitant de l'eau d\u00e9min\u00e9ralis\u00e9e, le cuivre peut convenir, \u00e0 condition que la m\u00e9tallurgie du circuit, le contr\u00f4le des gaz dissous, la chimie de l'eau et la maintenance soient parfaitement ma\u00eetris\u00e9s. Dans les circuits \u00e0 m\u00e9taux mixtes ou les syst\u00e8mes d'eau d\u00e9min\u00e9ralis\u00e9e mal g\u00e9r\u00e9s, le lessivage des ions cuivre, les d\u00e9p\u00f4ts et la corrosion augmentent. Ces risques doivent \u00eatre \u00e9valu\u00e9s lors de la revue de conception. Pour une analyse d\u00e9taill\u00e9e des modes de d\u00e9faillance et des strat\u00e9gies de pr\u00e9vention, consultez notre article sur\u2026 \u00e9viter la corrosion dans les syst\u00e8mes de refroidissement liquide<\/a><\/strong>.<\/p>\n

L'acier inoxydable convient aux applications o\u00f9 la puret\u00e9 du fluide exclut le cuivre. Cependant, la compatibilit\u00e9 d\u00e9pend de la nuance d'alliage (304 ou 316), du taux de chlorures, de la temp\u00e9rature, de la vitesse d'\u00e9coulement et de la composition compl\u00e8te des fluides en contact avec le fluide. Nos plaques de base en aluminium utilisent des alliages des s\u00e9ries 3000 et 6000. Nous harmonisons le mat\u00e9riau des tubes, l'alliage des plaques, les raccords et les sp\u00e9cifications du fluide de refroidissement d\u00e8s la conception. L'interaction galvanique entre les diff\u00e9rents m\u00e9taux est un param\u00e8tre pris en compte d\u00e8s la conception\u00a0; elle ne doit pas \u00eatre d\u00e9couverte a posteriori.<\/p>\n

Le diam\u00e8tre et le nombre de passages des tubes influent sur la perte de charge et la distribution du d\u00e9bit. V\u00e9rifiez ces deux param\u00e8tres par rapport \u00e0 la courbe de la pompe et \u00e0 l'imp\u00e9dance du syst\u00e8me avant de fixer le circuit d'\u00e9coulement.<\/p>\n

Quand la construction tubulaire convient-elle ?<\/h2>\n

Les plaques froides tubulaires sont particuli\u00e8rement adapt\u00e9es aux charges thermiques faibles \u00e0 mod\u00e9r\u00e9es. Les principaux crit\u00e8res de s\u00e9lection sont le co\u00fbt, la simplicit\u00e9 de fabrication et la fiabilit\u00e9 de fonctionnement en conditions contr\u00f4l\u00e9es.<\/p>\n

Les tubes en aluminium en forme de serpentin constituent une solution \u00e9prouv\u00e9e pour le refroidissement des modules de batteries cylindriques. Ils permettent une dissipation thermique optimale au niveau des cellules. Dans ce cas, la g\u00e9om\u00e9trie du trac\u00e9 des tubes par rapport \u00e0 la surface de contact intercellulaire est le facteur cl\u00e9. Nous v\u00e9rifions ce point lors de l'examen des plans. Les configurations en serpentin classiques ne permettent souvent pas de couvrir les zones de forte concentration de chaleur dans le champ de cellules.<\/p>\n

Les plaques froides tubulaires ne conviennent pas aux applications \u00e0 flux thermique \u00e9lev\u00e9 o\u00f9 les limites de temp\u00e9rature de jonction exigent une tr\u00e8s faible r\u00e9sistance thermique sur toute la surface. Dans les projets impliquant des modules IGBT, des onduleurs et des composants \u00e9lectroniques de conversion de puissance \u2014 o\u00f9 les exigences en mati\u00e8re de flux thermique sont plus strictes \u2014, nous constatons r\u00e9guli\u00e8rement que les \u00e9quipes optent pour une construction tubulaire pour des raisons de co\u00fbt, sans v\u00e9rifier si la r\u00e9sistance thermique au d\u00e9bit disponible respecte effectivement la limite de jonction. Pour une analyse d\u00e9taill\u00e9e du fonctionnement du refroidissement liquide dans ces conditions, voir [r\u00e9f\u00e9rence manquante]. Refroidissement des IGBT par technologie liquide<\/a>.<\/strong> Il en r\u00e9sulte g\u00e9n\u00e9ralement un second cycle de conception exigeant une construction bras\u00e9e. Ce cycle engendre des co\u00fbts suppl\u00e9mentaires en termes de temps et d'outillage. Il aurait pu \u00eatre \u00e9vit\u00e9. Dans ces cas, les plaques bras\u00e9es avec ailettes internes offrent g\u00e9n\u00e9ralement une r\u00e9sistance thermique plus faible et une meilleure uniformit\u00e9 de temp\u00e9rature. Toutefois, cet avantage d\u00e9pend toujours de la g\u00e9om\u00e9trie, de la distribution du flux et de l'encombrement. Il est donc essentiel de le v\u00e9rifier en fonction des param\u00e8tres du projet\u00a0; ne le tenez pas pour acquis.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Variable<\/th>\nPlaque froide tubulaire<\/th>\nPlaque froide bras\u00e9e\/usin\u00e9e<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Plage de flux thermique<\/td>\nFaible \u00e0 mod\u00e9r\u00e9<\/td>\nMod\u00e9r\u00e9 \u00e0 \u00e9lev\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n
r\u00e9sistance thermique<\/td>\nPlus \u00e9lev\u00e9\u00a0; d\u00e9pend du mode de fixation et du routage<\/td>\nDans la plupart des cas, la valeur est inf\u00e9rieure\u00a0; elle d\u00e9pend de la g\u00e9om\u00e9trie des ailettes et de la distribution du flux.<\/td>\n<\/tr>\n
Compatibilit\u00e9 du liquide de refroidissement<\/td>\nCela d\u00e9pend du mat\u00e9riau du tube, de la qualit\u00e9 de l'alliage et de la chimie du circuit.<\/td>\nCela d\u00e9pend du mat\u00e9riau de la plaque, de la m\u00e9thode d'assemblage et de la chimie de la boucle.<\/td>\n<\/tr>\n
Personnalisation<\/td>\nacheminement des tubes, nombre de passages, dimensions des plaques<\/td>\nG\u00e9om\u00e9trie du canal, densit\u00e9 des ailettes, topologie de l'\u00e9coulement<\/td>\n<\/tr>\n
Co\u00fbt relatif<\/td>\nPlus bas<\/td>\nPlus \u00e9lev\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n
Chemin de risque de fuite<\/td>\ncontinuit\u00e9 des tubes, raccords d'extr\u00e9mit\u00e9, accessoires<\/td>\nInt\u00e9grit\u00e9 des joints bras\u00e9s, connexions d'entr\u00e9e\/sortie<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Variables \u00e0 v\u00e9rifier avant de verrouiller la conception<\/h2>\n

V\u00e9rifiez les points suivants avant de lancer la production du design\u00a0:<\/p>\n