Les échangeurs de chaleur, un chercheur allemand primé

Dans le cadre de sa thèse, financée par la Fondation allemande de l’environnement (DBU), ce chercheur de l’Institut Fraunhofer des systèmes énergétiques solaires (ISE) a développé le procédé FracTherm, grâce auquel l’efficacité des capteurs solaires, par exemple, et d’autres échangeurs de chaleur, peut être améliorée.

Les échangeurs de chaleur sont des composants importants des systèmes techniques mis en œuvre pour l’utilisation des énergies fossiles et renouvelables. En font notamment partie les absorbeurs solaires, pièces situées au cœur des capteurs solaires et dans lesquelles le rayonnement solaire converti en chaleur est transmis au vecteur de chaleur. L’efficacité énergétique d’un tel échangeur de chaleur dépend très largement de la régularité avec laquelle ses canaux sont parcourus par le fluide caloporteur ainsi que de l’ampleur de la perte de pression et donc du besoin en énergie de la pompe. Les échangeurs de chaleur courants présentent généralement des canaux ordonnés en série ou en parallèle, qui présentent souvent l’inconvénient d’une importante perte de pression ou d’un flux inégalement réparti.

Pour mettre au point son procédé, le Dr. Michael Hermann s’est inspiré de la nature. En effet, dans la nature, la formation de canaux permettant un transfert efficace – sur le plan énergétique – de chaleur et/ou de matière est un phénomène courant. C’est par exemple le cas de nos vaisseaux sanguins ou des nervures des feuilles. La nature forme, dans ces cas-là, non pas des structures en parallèle ou en série, mais le plus souvent des structures plusieurs fois ramifiées, qui peuvent être décrites mathématiquement par des fractales. Hermann s’est donc saisi de cette idée et a développé un algorithme qui tente de transférer de telles structures naturelles vers la technique. Grâce à cet algorithme FracTherm, une surface donnée, dont les points d’entrée et de sortie sont définis, peut être nantie d’une structure hydraulique fractale adaptée. Ainsi, il est possible de mettre au point des solutions personnalisées pour les clients souhaitant construire des échangeurs de chaleur.

Le Bionic Award a été remis au Dr. Hermann le 8 avril 2008 à Osnabrück, dans le cadre du Forum économique de la bionique, organisé conjointement par le réseau berlinois de compétence en bionique BIOKON, le Centre international de bionique de Munich, le réseau régional de bionique sur la biomimétique de Bade-Wurtemberg, le Centre d’innovation en bionique de l’école spécialisée de Brême, la DBU et l’Association des ingénieurs allemands (VDI). Il s’agit d’un prix remis pour la première fois en 2008 par le VDI et la DBU, de la part de la Fondation Schauenburg. L’appel à candidatures avait rencontré un grand succès, et un jury de sept experts, composé de membres du comité consultatif "Bionique" du VDI a choisi Michael Hermann parmi les nombreux candidats. Celui-ci a ainsi reçu 10.000 euros de récompense.

BE Allemagne numéro 382 (23/04/2008) – Ambassade de France en Allemagne / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/54288.htm