Les humains ne sont pas les seuls à devoir rester au frais, en cette fin d’été marquée par les records de chaleur. De nombreuses machines, allant des téléphones portables aux voitures et avions, en passant par les serveurs et ordinateurs des data center, perdent ainsi en efficacité et se dégradent plus rapidement en cas de chaleur extrême. Les machines génèrent de plus leur propre chaleur, ce qui augmente encore la température ambiante autour d’elles.
Nous sommes chercheurs en ingénierie et nous étudions comment les dispositifs mécaniques, électriques et électroniques sont affectés par la chaleur, et s’il est possible de récupérer et de réutiliser cette chaleur efficacement.
Même sans pic de chaleur, aucune machine n’est parfaitement efficace. Toutes subissent des frictions internes en fonctionnement, qui dissipent de la chaleur. Or plus il fait chaud à l’extérieur, plus la température du dispositif sera élevée.
Ainsi, les téléphones portables et les autres appareils équipés de batteries lithium-ion ne fonctionnent pas aussi bien au-delà de 35 degrés Celsius — ceci afin d’empêcher la surchauffe et le stress thermique pour les composants électroniques.
Des systèmes de refroidissement innovants, par exemple basés sur fluides à changement de phase contribuent à maintenir les appareils à des températures raisonnables, mais dans la plupart des cas, la chaleur est toujours dissipée dans l’air. Le problème subsiste : plus l’air environnant est chaud, plus il est difficile de maintenir l’appareil suffisamment froid pour qu’il fonctionne efficacement.
En outre, plus les machines sont proches les unes des autres, plus la chaleur dissipée aux alentours est importante.
Déformation des matériaux
Les températures élevées dues aux conditions météorologiques ou à la chaleur dissipée par les machines elles-mêmes peuvent entraîner la déformation des matériaux utilisés. Un effet qui…
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Auteur: Srinivas Garimella, Professor of Mechanical Engineering, Georgia Institute of Technology
