Orateur
Description
L’objectif du projet « microcanaux » est l’étude des échangeurs de chaleurs à canaux submillimétriques pour les détecteurs de traces nécessitant une haute tenue aux radiations et une résolution temporelle meilleure que la ns. Cette technologie, plus performante que celles mises en œuvre sur les détecteurs de traces actuels, trouve son utilité pour refroidir des systèmes électroniques ayant besoin d'une grande puissance d'extraction de chaleur dans un volume restreint et avec une quantité de matière réduite. Dans ce projet, les laboratoires, LPSC, LEGI, CPPM et LPNHE, se sont associés pour travailler sur la conception, la caractérisation, la modélisation et l'optimisation d'échangeurs de chaleur utilisant l'ébullition du CO2 pour permettre le refroidissement des détecteurs.
Le CPPM étudie depuis quelques années des méthodes de production d’échangeurs de type plaque de silicium avec des méthodes de fabrication plus simples et moins coûteuses ainsi que des techniques de connexion fluidiques. Le LPNHE travaille sur l'optimisation des performances des échangeurs et contribue aussi au projet AIDAInnova en développant, en parallèle, des échangeurs constitués de micro-tubes en composite carbone. Le LEGI et le LPSC travaillent sur la caractérisation expérimentale des échangeurs ainsi que sur le développement d'outils de simulation numérique et de modélisation prédictifs pour la communauté HEP, conduisant à réduire le recours à la caractérisation des performances de prototypes, processus long et coûteux, permettant d’orienter les choix de conception. Les outils de calcul disponibles jusque-là ne permettent pas de simuler la complexité des écoulements rencontrés au sein des échangeurs, ni de prendre en compte leurs géométries particulières.
Les développements technologiques ont permis d'identifier de nouvelles solutions de fabrication d'échangeurs. Les premiers résultats obtenus sur le banc d'essais ont permis d'identifier une corrélation permettant de prédire les performances thermiques à forte fraction volumique de vapeur. De plus amples travaux sont nécessaires pour identifier le comportement thermohydraulique de ces échangeurs pour des fractions volumiques de vapeur intermédiaires, ainsi que pour trouver les solutions technologiques pour assembler ces échangeurs sous forme de réseaux. Depuis 2023, avec la participation initiale du LAPP, les laboratoires sont associés dans le cadre du Master projet R&T IN2P3 éponyme, permettant de fédérer les efforts de l’institut dans ce domaine. L’équipe est également en contact étroit avec les experts du CERN (EP-DT) et contribue au DRD8 de l’ECFA.