Etude et réalisation d'un système de refroidissement pour l'électronique de puissance basé sur la mise en mouvement d'un fluide conducteur électrique

Study and realization of a power electronics cooling system with a magnetic and electrically conductive fluid

• Auteur / Autrice : Mansour Tawk
• Direction : Christian Schaeffer, Yvan Avenas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance le 09/03/2011
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie électrique (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Stephane Lefebvre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christian Schaeffer, Yvan Avenas, Afef Lebouc, Christophe Espanet, Jacques Salat
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Zoubir Khatir, Noureddine Takorabet, Christian Degache

Mots clés

Mots clés libres

Refroidissement des composants électroniques

Pompe électromagnétique

Métal liquide

Refroidisseur minicanaux

Diffuseur de chaleur

Cooling electronics devices

Power electronics

Thermal management

MHD pump

Minichannels cooler

Thermal spreader

Résumé

Les travaux de cette thèse portent sur le refroidissement descomposants électroniques de puissance par métal liquide. Les efforts se sontconcentrés plus particulièrement autour de deux fonctions : la pompeélectromagnétique servant à mettre le fluide en mouvement et le refroidisseur àminicanaux situé sous la source de dissipation.Le mémoire de thèse se structure en quatre chapitres équivalents. Dans lepremier, l’apport des métaux liquides pour le refroidissement des composantsactifs de puissance est démontré. Dans un deuxième temps, l’étude théorique etexpérimentale d’une pompe électromagnétique à conduction est effectuée. Lesystème de refroidissement est plus particulièrement abordé dans le troisièmechapitre. Enfin, des réflexions sur la mise en oeuvre des refroidisseurs à métauxliquides en électronique de puissance sont discutées dans la dernière partie.Grâce à elles, nous voyons que le champ d’application de ces travaux favorisel'émergence de solutions innovantes pour la gestion thermique des composantsélectronique de puissance.

The work presented in this Phd manuscript deals with cooling powerelectronics devices using an electrical conductive fluid. Two important functionshave been considered: the study and the realization of the electromagnetic pumpwhich circulated the fluid in the cooling loop. The second function was study andrealization of the cooler which evacuated the heat from the electronics device.This document has four chapters: introduction to power electronics coolingsystem with liquid metal, electromagnetic pump study, cooler study, and at lastreflections on realizing liquid metal cooler for power electronics devices. Theresults of this work concern a wide range of applications, especially towards newthermal management solutions of power electronics devices.