Echangeurs de chaleur

L’échange de chaleur entre deux fluides à températures différentes et séparées par une

paroi solide intervient dans de très nombreuses réalisations industrielles. Le dispositif

utilisé pour effectuer cet échange s’appelle "Echangeur de Chaleur". On le rencontre très

fréquemment dans les procédés chimiques, mais il intervient aussi dans les systèmes de

conditionnement d’air, dans les engins spatiaux, dans les unités de production d’énergie,

etc. Le développement et le perfectionnement des échangeurs de chaleur sont très

étroitement liés aux problèmes de l’utilisation rationnelle de l’énergie.

Les considérations économiques jouent un rôle primordial dans la conception et le choix de ces

appareils. Dans chaque cas, on devra optimiser le système pour obtenir le meilleur accord ou

compromis possible entre l’objectif d’efficacité et les impératifs d’encombrement, de poids, de

prix de revient, etc. Il s’agit d’ailleurs souvent de cas d’espèce et certains de ces impératifs

peuvent imposer le choix d’une solution qui n’est pas forcément la plus économique. C’est ainsi que

dans les applications spatiales ou aéronautiques le poids ou la taille sont des paramètres de la

plus haute importance qui peuvent faire passer au second plan les considérations financières/

L’étude détaillée de tous ces facteurs sortirait des limites de cet exposé, cependant nous

insistons sur leur importance qu’un ingénieur n’a pas le droit d’ignorer.

Dans ce qui suit, on se bornera à exposer les méthodes qui permettent de calculer la taille et le

type d’échangeur nécessaire pour atteindre un objectif donné en se limitant aux systèmes dans

lesquels le transfert de chaleur se fait essentiellement par conduction et par convection. Ceci ne

veut pas dire que le rayonnement ne joue aucun rôle dans les échangeurs de chaleur: dans de

nombreuses applications spatiales c’est au contraire lui qui constitue le mode de transfert de loin

le plus important.