Innover avec l’expertise des acteurs locaux
Depuis 2018, le Centre Scientifique et Technique Jean Féger (CSTJF) mène des recherches sur l’impression en 3D d’échangeurs thermiques* en étroite collaboration avec ses partenaires régionaux. Cette stratégie de recherche permet donc, non seulement de valoriser l’expertise et l’action locale, mais aussi de réduire considérablement les coûts liés aux études sur la fabrication additive (FA).
Au travers de nombreux tests numériques, les équipes de R&D du CSTJF et ses partenaires travaillent sur une nouvelle génération d’échangeurs thermiques dont les formes sont issues de formules mathématiques permettant ainsi de meilleurs échanges thermiques : les surfaces minimales en démarrant par la surface Schwarz Diamond (Schwarz D).
Pour mener ce projet, le CSTJF dispose d’un « Booster d’innovation » à Pau qui fonctionne en mode « maker », utilisant des imprimantes FDM (Fused Deposition Modeling – dépôt de fil fondu) pour prototyper rapidement des modèles en PLA (Poly Lactic Acid, matériaux biosourcés et bio-compostables) afin d’itérer et de valider le design des échangeurs thermiques.
Les équipes se sont également appuyées sur les compétences spécifiques de leurs partenaires locaux :
- Chloé (entité de recherche universitaire travaillant sur les écoulements en milieu poreux financée par TotalEnergies), pour réaliser le design et créer entièrement l’échangeur sur la base de formes mathématiques en Schwarz D à l’aide des logiciels Matlab et Comsol ;
- l'IUT de Tarbes, pour l’impression de l’échangeur par frittage laser sur « lit de poudre ». Elle permet d’obtenir un échangeur en Polyamide afin de valider l’homogénéité du modèle numérique : cette étape est indispensable avant la fabrication plus onéreuse de l’échangeur en métal ;
- l'ENIT (École Nationale d’Ingénieurs de Tarbes), pour l’impression en aluminium qui offre de meilleurs transferts de chaleur ;
- l'IUT de Pau (UPPA) – Génie Thermique et Énergie, pour effectuer des essais sur banc de test.
Ces collaborations permettent de moderniser les échangeurs thermiques grâce à l’impression 3D et d’en réduire les poids en maximisant leurs efficacités. Si les essais s’avèrent être concluants, TotalEnergies serait en mesure de consommer moins d’énergie et ainsi de réduire ses émissions de CO2
* Un échangeur de chaleur est un dispositif permettant de transférer de l'énergie thermique d'un fluide vers un autre sans les mélanger.
