"Avec l’actuelle crise énergétique mondiale, ce n’est plus la nécessité qui est mère de l’invention, mais bien la durabilité," cet adage a été repris par le professeur Georgios Vatistas, du Département de génie mécanique et industriel de l’Université Concordia, en réinventant un dispositif essentiel à l’industrie : l’échangeur thermique.
Utilisés dans les environnements commerciaux de grande envergure, comme les systèmes de réfrigération, les centrales et les raffineries de pétrole, les échangeurs thermiques sont d’énormes machines qui transfèrent la chaleur entre deux fluides pour réguler la température des procédés industriels. Or, du fait de leur grande ampleur, ces transferts de chaleur sont très énergivores et exercent de lourdes pressions sur les ressources environnementales.
Cette innovation unique est l’aboutissement de plus de 20 ans de recherche sur les écoulements tourbillonnaires. « J’ai grandi dans le sud de la Grèce, au bord de la mer, se souvient le professeur Vatistas, et je me suis familiarisé très tôt avec le concept des tourbillons; les adultes nous mettaient toujours en garde contre les dangers de nager à proximité des remous! » Cette fascination de jeunesse a évolué en véritable passion et a conduit le professeur Vasistas à mener des recherches théoriques très poussées sur la manière dont les tourbillons altèrent la circulation de fluides comme l’air ou l’eau. Il s’est ensuite forgé une solide réputation internationale en validant la théorie sur la stabilité des anneaux tourbillonnaires, vieille de 125 ans, formulée par le prix Nobel Joseph John Thomson.
Mais c’est l’aspect pratique des travaux du professeur Vatistas qui trouve le plus large écho. Lorsque celui-ci a constaté que l’écoulement tourbillonnant pouvait considérablement augmenter les échanges de chaleur, il a vite compris la portée de sa recherche en matière d’application commerciale. Il s’est alors associé à Gestion Valeo pour étudier de nouveaux modèles d’échangeurs de chaleur et a obtenu une prestigieuse subvention « De l’idée à l’innovation » du CRSNG afin de mener à bien son projet.
Avec l’aide du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), la participation locale de Gestion Valeo – société en commandite dont la mission est de valoriser les résultats de la recherche effectuée par ses partenaires universitaires –, ainsi que la collaboration du doctorant et boursier doctoral Mohammed Fayed, le professeur Vatistas a reconçu ce dispositif largement utilisé et mis au point un prototype 40 fois plus efficace que le modèle traditionnel. Cette réinvention permettra de réaliser d’immenses économies d’énergie et de réduire les frais d’exploitation, en plus d’entraîner de vastes répercussions industrielles.
Le volet recherche de ce projet étant terminé, le professeur Vatistas espère que sa création connaîtra un vif développement industriel. « Au final, cet échangeur thermique pourra être utilisé dans une multitude de secteurs. En répondant aux besoins industriels au moyen d’une solution plus durable, nous montrons que l’avenir du génie peut lui aussi être vert. »
** L’échangeur de chaleur à écoulement tourbillonnant du professeur Vatistas a été conçu grâce à une subvention du programme « De l’idée à l’innovation » du CRSNG et avec l’aide de Gestion Valeo s.e.c.
« le professeur Vatistas a reconçu ce dispositif largement utilisé et mis au point un prototype 40 fois plus efficace que le modèle traditionnel. » Ca veut dire quoi exactement ? Merci
c’est le genre d’informations réjouissantes dans leur portée pour des économies d’énergie… même si j’ai pas tout compris non plus !
Un changeur thermique usuel a un rendement usuel de 70 à 95%. (Ce n’est pas une objet technique complexe vous en avez un sur votre chaudière murale.) 40 fois plus efficace ca veut dire que l’on se rapproche de 100% de transfert thermique (sans perte). Mais on aura jamais 120%! pierrot
Bon, prenons un mauvais échangeur (rendement 60% et donc 40% de pertes). Le nouveau dispositif n’aurait donc que 1% de pertes (40 fois moins que les 40% – vous suivez ?) Donc Efficacité de 99%. Vous y croyez ? Pas moi, désolé.
du discourt à la Michel Ch’valé (les inconnus). je vien de chercher sur le net et rien de concret ! quoi qu’il en soit, quiconque à observé la taille d’un échangeur eau/eau dans l’industrie rigolera bien en lisant « les échangeurs thermiques sont d’énormes machines qui transfèrent la chaleur entre deux fluides pour réguler la température des procédés industriels. » !!! un échangeur eau/air à la limite… et encore … une cheminé d’évaporateur type centrale nucléaire oui ! mais il ne s’agit pas là de transferer mais d’évacuer purement et simplement. Ensuite la lutte contre les écoulements laminaire créateurs de couche mince quasi immobiles donc isolantes dans un échangeur est vielle comme comme le monde …industriel! D’ou l’importance de ne pas trop augmenter la taille d’un échangeur à débit de fluide égale! doublé la taille(superficie d’achange) d’un échangeur de vmc double flux par ex sera conduira à brider les échanges par la stailisation laminaire des flux ! Inversement on sait que l’obtention d’un flux turbulent coute en énergie de pompage! tout l’exercice se trouve en la recherche de l’équilibre entre turbulence (épaisseur de couche mince la plus faible ) et puissance de pompage , donc entre surface et profil d’échange / débit ! D’ailleurs toujours dans les vmc df , la matière de l’échangeur métalique ou plastique ne change pas grand chose face à la faibe conductivité des couches minces. Bref! j’ai donc du mal à voir ou serait la nouveauté du schmilblick , d’autant plus que je n’ai trouvé aucun embryon de schéma sur le net ! Et une fois encore , tout le monde colporte en coeur ! Vigilence, car nombreux sont les crédits à la recherche détournés… d’ailleurs à qd une études statistique sur ces détournements! lol
vous écrivez: a conduit le professeur Vasistas à mener des recherches Was ist das? Merci de corriger, si nécessaire…
Le meilleur échange est réalisé par mélange des fluides. Dans ce cas, il y a tout de même des irréversibilités dues à la diffusion, il n’y a donc pas d’échangeur avec un rendement de 100%. L’échangeur par mélange n’est possible que si les fluides sont de même nature et à des pressions et températures pas trop éloignées. Les échangeurs par surface sont donc la solution pour tous les autres cas. Ils ont un meilleur rendement si l’écoulement est turbulent. En effet, si l’écoulement d’un des fluides est laminaire, il se forme une couche limite qui produit une barrière thermique. Certaines chaudières sont munies de tubes rainurés en spirale afin de favoriser la turbulence. Lles tourbillons cassent la couche limite mais produisent également une irréversibilité. L’invention présentée ici, si j’ai bien compris, permet d’optimiser les écoulements par une optimisation des tourbillons en réduisant l’irréversibilté par rapport aux échangeurs classiques. Il reste à chiffrer ce gain en situation industrielle et vérifier que le procédé ne favorise pas la corrosion-érosion ou encore les vibrations…..
Il a RE-inventé l’eau tiède ce brave homme….il devrait aller au concours Lépine. Plus sérieusement il n’y a rien de spectaculaire tous les thermiciens savent déja optimiser au mieux les échangeurs, les modèles informatiques font ça très bien..
Merci pour ces précisions très intéressantes et très bien expliquées !! Pour ma part j’avais eu vent d’un procédé d’amélioration des échanges à l’aide d’ultrasons : les vibrations permettaient une grande amélioration des échanges thermiques… Vu qu’on a des spécialistes, est-ce que quelqu’un en sait plus que moi là dessus ? Est-ce viable ? Est-ce qu’il y a déjà des applications dans l’industrie ?
Pour moi, le 40% plus efficace fait référence à la consommation d’énergie: ce dispositif doit pour une même dissipation consomé moins d’énergie. Je ne crois pas que cela est à voir avec le rendement proprement dit de l’appareil.