Etude expérimentale des transferts thermiques d'un jet impactant un obstacle de forme cylindrique: application aux refroidissements des composants électroniques

Abstract

Ce mémoire porte sur l’étude expérimentale des transferts thermiques d’un jet d’air impactant un obstacle de forme cylindrique métallique, dans le but d’optimiser les systèmes de refroidissement utilisés dans les applications industrielles et aéronautiques, notamment pour le refroidissement des composants thermiques. Les essais ont été réalisés dans une chambre d’expérimentation de dimensions (3,0 m × 2,9 m × 3,1 m), en utilisant deux géométries de diffuseurs : un diffuseur tourbillonnaire et un diffuseur lobé. Les mesures de température, de vitesse et du nombre de Nusselt ont été effectuées pour différentes hauteurs d’impact (h/d = 2, 4, 6, 8) et sur plusieurs positions radiales et axiales, avec l’obstacle cylindrique placé comme élément central du système expérimental. Les résultats montrent que la géométrie du diffuseur et la distance d’impact influencent fortement la répartition thermique et l’efficacité du transfert de chaleur. Le diffuseur lobé favorise une meilleure homogénéité thermique et un mélange plus efficace de l’air, tandis que le diffuseur tourbillonnaire intensifie localement l’échange thermique. Ces observations ouvrent des perspectives pour l’optimisation des systèmes de refroidissement par jets d’air appliqués aux composants électroniques et énergétiques.