Détermination expérimentale de la résistance de contact entre des plaques et des ailettes en créneaux par méthode inverse

Les ailettes en créneaux interviennent dans de nombreuses installations industrielles, notamment dans les micro-canaux thermiques, les échangeurs de chaleur ou encore les dispositifs de refroidissement de composants électroniques. En raison de la géométrie complexe de ces ailettes, le contact avec leur environnement est souvent de mauvaise qualité, traduit par une résistance de contact élevée au niveau des interfaces. Afin de modéliser fidèlement le comportement thermique d’installations comportant des ailettes en créneaux et d’en garantir le bon fonctionnement, il est essentiel d’évaluer avec précision les valeurs des résistances de contact induites. L’objectif de ce travail est de proposer une méthode d’estimation de ces résistances de contact en régime transitoire par méthode inverse. Dans la configuration étudiée, des ailettes en créneaux en aluminium sont confinées entre deux fines plaques du même matériau. Un élément chauffant permet d’imposer une puissance réglable au niveau de la plaque inférieure. Des blocs d’isolants sont placés de part et d’autre de cet assemblage. Une masse est appliquée sur le dispositif afin d’étudier l’impact de différents niveaux de compression sur les résistances de contact. L’évolution des températures des tôles inférieure et supérieure est mesurée grâce à des thermocouples de type K. Un modèle simplifié unidimensionnel du banc expérimental, reposant sur le formalisme des quadripôles thermiques, est d’abord développé. Dans un premier temps, l’estimation fournie par ce modèle simplifié est validée à partir d’une simulation détaillée réalisée sur le logiciel COMSOL. Dans un second temps, des estimations de résistance de contact sont obtenues expérimentalement pour trois ailettes en créneaux, de géométries variées. Pour chaque ailette, on considère deux configurations : la première avec une compression forte exercée et la seconde avec une compression plus faible.

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