FR2938323A1 - Dispositif de regulation thermique a reseau de caloducs capillaires interconnectes - Google Patents
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Abstract
Le dispositif de régulation thermique comprend au moins un réseau (30) de caloducs capillaires (31), dont chaque caloduc (31) comporte un tube renfermant une structure capillaire longitudinale sensiblement annulaire, pour la circulation d'un fluide caloporteur diphasique en phase liquide, et entourant un canal central pour la circulation dudit fluide diphasique en phase vapeur. Les tubes d'au moins deux caloducs (31) du réseau (30) s'entrecroisent et sont interconnectés de telle sorte qu'au niveau de chaque intersection de caloducs (31) formant un noeud (36, 37, 38) du réseau (30), un échange de fluide en phase liquide peut s'effectuer par capillarité entre les structures capillaires desdits au moins deux caloducs (31), et que, simultanément, un échange de fluide en phase vapeur peut s'effectuer par libre circulation entre les canaux centraux desdits au moins deux caloducs (31).
Description
Dispositif de régulation thermique à réseau de caloducs capillaires interconnectés La présente invention concerne un dispositif de régulation thermique du type basé sur des caloducs capillaires de transfert thermique à circulation de fluide, utilisés pour le refroidissement, respectivement le réchauffement, de sources chaudes, respectivement froides, et interconnectés en au moins un réseau.
Alors qu'un tube capillaire est un simple tube creux dont la paroi interne est lisse, un caloduc capillaire de transfert thermique 1 est formé, dans une variante la plus commune et la plus économique de l'état de la technique, et comme représenté schématiquement en coupes longitudinale et transversale sur les figures la et lb respectivement, d'un tube creux 2 présentant des rainures internes 3 longitudinales extrudées dans la masse à partir de sa face interne et entourant un canal central 4.
Dans d'autres variantes, comme représenté schématiquement sur la coupe transversale de la figure 1c, le canal central 4 est entouré d'une structure sensiblement annulaire en un matériau poreux tel que, par exemple, du cuivre poreux, ou toute autre structure poreuse 5, tapissant la paroi interne du tube 2. Ces structures particulières (rainures 3, structure ou matériau poreux 5) sont appelées par la suite structures capillaires , et sont généralement disposées au niveau de la surface interne du tube 2 du caloduc capillaire 1 pour retenir la 1 phase liquide d'un fluide caloporteur à ce niveau, et la séparer de la phase vapeur, qui circule dans le canal central 4. Le caloduc 1 possède ainsi deux dimensions capillaires différentes (par exemple le diamètre du canal central 4 et l'épaisseur ou dimension radiale de la structure capillaire 3, 5), qui permettent un écoulement dissocié (co-courant ou à contre-courant) de la phase liquide et de la phase vapeur du fluide utilisé pour transporter la chaleur.
Un caloduc capillaire 1 suivant l'état la technique comprend en général un tube 2 linéaire, ou comportant au moins un tronçon, fermé à ses deux extrémités, et rempli d'un fluide caloporteur diphasique à une pression adaptée, permettant le transport de la chaleur par vaporisation, écoulement de la vapeur, puis condensation du fluide. Le caloduc capillaire 1 se présente généralement sous la forme d'une barre, éventuellement coudée à certains endroits, dont les dimensions sont adaptées au besoin. La section transversale du tube 2 peut être par exemple de forme circulaire ou quadrangulaire. Le tube 2 peut être soit en contact thermique direct avec au moins une source chaude telle que 6 sur la figure la et au moins une source froide telle que 7 sur la figure la, soit en contact thermique avec au moins une semelle, elle-même en contact thermique avec au moins une source chaude ou au moins une source froide. 2 Le caloduc capillaire 1 relie une ou plusieurs sources chaudes 6 (par exemple des équipements électroniques dissipatifs de chaleur ou des réchauffeurs), au niveau d'une zone évaporation 8, à une ou plusieurs sources froides 7 (par exemple des radiateurs, ou des équipements ou structures à réchauffer), au niveau d'une zone de condensation 9. La phase liquide du fluide circule depuis la zone condensation 9, en relation d'échange thermique avec la ou les sources froides 7, vers la zone d'évaporation 8, en relation d'échange thermique avec la ou les sources chaudes 6, à travers la structure capillaire 3, 5 tapissant la paroi du tube 2. Dans la zone d'évaporation 8, au contact de la ou des sources chaudes 6, le liquide se vaporise, et la vapeur ainsi formée s'évacue à travers le canal central 4 du tube 2 vers la zone de condensation 9, où la vapeur se condense en phase liquide en libérant de la chaleur vers la ou les sources froides 7.
A l'opposé d'un caloduc capillaire 1 tel que décrit précédemment en référence aux figures la à 1c, il existe des caloducs dits oscillants, constitués par de simples tubes capillaires (tubes creux de faible diamètre interne, par exemple 2 à 5 mm) reliés et interconnectés bout à bout afin de constituer une ou plusieurs boucles. Ce conduit capillaire fermé, dont les extrémités opposées de la ou des boucles sont en relation d'échange thermique avec, d'un côté, un évaporateur, et, de l'autre côté, un condenseur, est rempli d'un fluide caloporteur présent sous ses deux phases (liquide et vapeur). L'écoulement des 3 phases est exclusivement co-courant, des segments ou bouchons de liquide étant poussés par des bulles de vapeur formées par absorption de chaleur au niveau de la zone d'évaporation couplée thermiquement à une ou plusieurs sources chaudes. Ainsi, le conduit capillaire fermé, partiellement rempli de liquide mis par la zone d'évaporation au contact thermique de la ou des sources chaudes, favorise l'expansion successivement de bulles de vapeur d'une longueur pouvant aller jusqu'à plusieurs millimètres (typiquement 5 à 10 mm). L'expansion de ces bulles de vapeur pousse des bouchons de liquide situés à leur extrémité ainsi que des bulles de vapeur entre des bouchons de liquide successifs, de sorte que le déplacement de ces bouchons et de ces bulles met du liquide et de la vapeur en contact thermique, par la zone de condensation, avec une ou plusieurs sources froides, ce qui condense de la vapeur en liquide. Ainsi l'écoulement du fluide liquide dans ce circuit fermé favorise le retour de liquide vers la zone d'évaporation, et la génération d'une nouvelle bulle au niveau de ce dernier. Il en résulte que les segments liquides et bulles de gaz se déplacent globalement et alternativement vers la zone d'évaporation et vers la zone de condensation.
Des caloducs oscillants de ce type sont décrits par exemple dans US 4,921,041 et US 5,219,020 auxquels on se reportera pour davantage de précisions à leur sujet. Le fonctionnement d'un caloduc capillaire est donc 30 différent de, et beaucoup plus efficace que, celui d'un 4 simple tube capillaire utilisé dans les caloducs oscillants ou encore dans des caloducs à co-courant selon US6,269,865 et tel que celui décrit ci-après en référence à la figure 2 (qui correspond à la figure 3 de US 6,269,865). En effet, un tube capillaire, dont la paroi interne est lisse, est limité en capacité de pompage à une valeur inversement proportionnelle au diamètre du tube, soit moins de 100 Pa. Un caloduc capillaire, compte tenu de la faible dimension capillaire de la structure poreuse ou des rainures dans la paroi interne, permet d'atteindre des capacités de pompage supérieures à 500 Pa. Contrairement à un tube capillaire, un caloduc capillaire permet, par ailleurs, d'homogénéiser la température le long du tube du caloduc, les phases liquide et vapeur du fluide pouvant s'écouler indépendamment l'une de l'autre dans les deux directions du tube en fonction des différents points chauds et points froids le long du caloduc.
Comme représenté sur la figure 2, US6,269,865 décrit un caloduc en réseau 11 de simples tubes capillaires 12 interconnectés en formant des boucles 13 fermées, sensiblement carrées ou rectangulaires, en communication entre elles et avec deux tubes capillaires respectivement d'entrée 12a et de sortie 12b, qui se referment aux extrémités opposées d'un échangeur de chaleur. Cet échangeur peut fonctionner en évaporateur 18, s'il est mis en contact thermique avec au moins une source chaude 16 et si le réseau 11 fonctionne en unité de dissipation de chaleur, en contact thermique avec au moins une source 5 froide ou puits de chaleur. Cet échangeur peut également fonctionner en condenseur 19, s'il est mis en contact thermique avec au moins une source froide et si le réseau 11 fonctionne en unité de captation de chaleur, en contact thermique avec au moins une source chaude. Dans le réseau 11, on voit clairement apparaître la succession de bouchons de liquide 14 et de bulles de vapeur 15. Ce type de réseau 11 est utilisé pour dissiper de la chaleur produite dans une source chaude telle que 16. Les limitations en performances d'un tel système par rapport aux caloducs capillaires ont été expliquées ci- dessus. De plus, ce réseau 11 ne fonctionne que s'il est relié à une unité d'absorption de chaleur 18, en relation d'échange thermique avec au moins une source chaude 16, cette unité 18 étant dissociée du réseau 11 utilisé pour la dissipation thermique. L'unité d'absorption 18 doit vaporiser le fluide à l'entrée 12a du réseau 11 de tubes capillaires. La vapeur 15 ainsi créée est condensée au niveau du réseau 11 au contact d'au moins une source froide, formant au fur et à mesure des bouchons de liquide 14 poussés par des bulles de vapeur 15. Le fluide à l'état liquide 14 est évacué à la sortie 12b du réseau 11 et renvoyé à l'unité d'absorption 18. Dans ce type de réseau 11, le liquide 14 et la vapeur 15 circulent nécessairement dans le même sens (écoulements co-courants). Le liquide 14 et la vapeur 15 ne peuvent pas se répartir indépendamment l'un de l'autre au sein du réseau 11, en empêchant ainsi l'établissement d'un régime diphasique partout dans le réseau 11. Le liquide 14, de plus en plus présent au fur 6 et à mesure de la condensation du fluide, offre une capacité de résorption de chaleur beaucoup moins importante que celle créée par la condensation de vapeur 15. L'accumulation de liquide 14 à certains endroits du réseau 11, en particulier aux nœuds 20 du réseau 11, c'est-à-dire aux interconnexions d'au moins deux boucles 13 du réseau 11, ralentit la circulation de la vapeur 15. Globalement, le flux de chaleur absorbable par le réseau 11 est limité, et la charge thermique ne peut pas se répartir efficacement au sein du réseau 11. US 5,506,032, US 5,806,803 et US 6,776,220 décrivent des réseaux de caloducs capillaires entrecroisés et non interconnectés (en particulier à leurs intersections), utilisés pour la régulation thermique de murs (parois) porteurs d'équipements. Ce type de réseaux à deux dimensions, tel que représenté schématiquement sur la figure 3 annexée, est formé de caloducs capillaires 21 (représentés ici comme formés chacun d'un tube 22 à structure capillaire à rainures internes 23 autour d'un canal central) entrecroisés, s'étendant dans au moins deux directions différentes et coplanaires, et en général sensiblement perpendiculaires, mais sans aucune interconnexion entre caloducs 21, au sens où le fluide contenu dans les caloducs 21 ne peut pas circuler d'un caloduc quelconque à au moins un autre. A l'endroit où deux caloducs 21 se croisent, les échanges thermiques entre les deux caloducs 21 ne peuvent donc se faire que par échanges conductifs, soit par contact direct entre les tubes 22 des deux caloducs 21, soit éventuellement à 7 l'aide d'au moins une pièce intermédiaire massive, en un matériau bon conducteur de la chaleur, enrobant les deux caloducs 21, au niveau de leur intersection, et parfois dénommée semelle, formant une interface thermique ou un pont thermique entre ces deux caloducs 21. Ainsi, une limitation importante de ce type de dispositif de régulation thermique passif à réseau de caloducs capillaires entrecroisés vient des pertes de transfert thermique inévitables au niveau des croisements, et constitue donc une limitation en termes de puissance transportée, ainsi qu'une limitation liée à la densité de flux thermique maximale qu'un caloduc 21 peut supporter au niveau d'un croisement. Une quantité de chaleur collectée par un des caloducs 21 du réseau s'écoule efficacement le long de ce caloduc 21, mais ne peut pas s'écouler efficacement dans l'autre direction du réseau, le long des caloducs 21 qu'il croise et qui s'étendent dans cette autre direction, par exemple avantageusement vers une source froide localisée dans cette autre direction. Dans le cas où une source chaude est disposée à un croisement entre deux caloducs 21, seuls ces deux caloducs 21 peuvent transporter efficacement la chaleur dans leur direction respective, et des sources froides doivent être disposées dans au moins une de ces directions. Ainsi, pour collecter et évacuer efficacement la chaleur grâce à un tel réseau, il faut soit disposer d'un nombre suffisant de sources froides localisées dans toutes les directions du réseau, ce qui impose des contraintes d'aménagement, soit 8 augmenter la conductivité thermique aux croisements des caloducs 21, ce qui augmente sensiblement la masse du dispositif. De plus, l'enchevêtrement des caloducs 21 augmente l'encombrement du dispositif et ne permet pas de réaliser des réseaux de faible épaisseur. Enfin, la faible modularité de ce type de réseau ne permet pas de réaliser simplement et efficacement l'évacuation de chaleur dans des formes structurales complexes, surfaciques ou volumiques. En particulier, aucune généralisation à trois dimensions de ce type de réseaux n'est connue. Une telle généralisation se heurterait à une complexité encore plus grande, une faible efficacité d'échanges thermiques au sein du réseau, et un besoin de nombreuses sources froides en contact thermique avec les caloducs du réseau.
L'invention a pour but de proposer un dispositif de régulation thermique à réseau de caloducs capillaires qui remédie à toutes les limitations précitées de l'état de la technique et apporte d'autres avantages qui sont présentés dans la description qui suit. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de régulation thermique, comprenant au moins un réseau de caloducs capillaires, dont chaque caloduc comporte un tube renfermant une structure capillaire longitudinale sensiblement annulaire, pour la circulation d'un fluide caloporteur diphasique en phase liquide, et entourant un canal central pour la circulation dudit fluide diphasique en phase vapeur, et qui se caractérise en ce que les tubes d'au moins deux caloducs du réseau s'entrecroisent et sont 9 interconnectés de telle sorte qu'au niveau de chaque intersection de caloducs formant un nœud du réseau, un échange de fluide en phase liquide peut s'effectuer par capillarité entre les structures capillaires desdits au moins deux caloducs, et que simultanément un échange de fluide en phase vapeur peut s'effectuer par libre circulation entre les canaux centraux desdits au moins deux caloducs.
Dans une première variante de réalisation, il peut exister des extrémités de caloducs non raccordées à des nœuds du réseau. Ces extrémités sont alors fermées, par exemple, par soudure, afin de retenir le fluide dans le réseau. Dans une autre variante, chaque extrémité de chaque caloduc est connectée à un nœud du réseau, sauf à une ou plusieurs entrées / sorties du réseau, pouvant notamment assurer la communication du réseau avec au moins un prolongement de ce réseau de caloducs et/ou avec au moins un autre réseau de caloducs dudit dispositif.
Dans ces variantes, un ou plusieurs caloducs du réseau peuvent se prolonger sur des distances éloignées du réseau, jusqu'à de l'ordre de quelques mètres, pour rechercher le contact thermique avec des sources chaudes ou des sources froides éloignées dudit réseau. Avantageusement, un réservoir de fluide est connecté au réseau, par exemple au niveau d'une entrée ou d'une sortie du réseau, afin d'adapter la quantité de fluide présente dans le réseau aux variations de température du réseau, en IO particulier pour s'accommoder de la dilatation du fluide et du niveau de fluide condensé. Si, dans ce qui suit, une partie de caloduc arrivant à un noeud du réseau est dénommée branche, alors, afin de permettre un transfert efficace de chaleur à travers l'ensemble du réseau, le dispositif de l'invention est avantageusement tel qu'à chaque noeud du réseau, les structures capillaires de toutes les branches de caloduc aboutissant audit noeud assurent une continuité capillaire pour le fluide en phase liquide, de sorte que le fluide en phase liquide arrivant audit noeud dans n'importe quelle branche de caloduc aboutissant audit noeud peut s'écouler par capillarité dans toutes les autres branches de caloduc aboutissant audit noeud. Il y a donc continuité capillaire pour le liquide dans toutes les directions entre les différentes branches aboutissant aux noeuds et au travers des nœuds.
Dans le même but de permettre le transfert de chaleur le plus efficace possible au travers de l'ensemble du réseau, le dispositif est avantageusement tel qu'à chaque nœud du réseau, les canaux centraux de toutes les branches de caloduc aboutissant audit noeud assurent, simultanément à la continuité d'écoulement du fluide en phase liquide, une continuité d'écoulement du fluide en phase vapeur, de sorte que le fluide en phase vapeur arrivant audit nœud par n'importe quelle branche de caloduc aboutissant audit noeud, peut s'écouler dans toutes les autres branches de caloduc aboutissant audit noeud. Il y a donc continuité 11 d'un conduit d'écoulement de la vapeur dans toutes les directions entre les différentes branches aboutissants aux nœuds et au travers des nœuds.
La continuité capillaire assurée aux différents nœuds doit permettre au fluide en phase liquide de s'écouler par capillarité, dans une zone où les effets de tension de surface sont prédominants sur les effets de gravité ou d'inertie. Il n'est pas nécessaire d'avoir une continuité parfaite desdites structures capillaires, mais il faut au moins assurer qu'il n'y a pas une discontinuité de l'effet de capillarité à ce niveau. Avantageusement, à cet effet, à chaque nœud du réseau, les structures capillaires des branches de caloduc aboutissant audit nœud ne présentent pas entre elles de discontinuité de taille supérieure à la dimension typique d'un pore ou d'une rainure de la structure capillaire des caloducs, selon que cette structure comporte respectivement un matériau poreux ou des rainures internes au tube correspondant.
De même, la continuité du conduit d'écoulement du fluide en phase vapeur, assurée aux différents nœuds du réseau, doit permettre à la vapeur de s'écouler par inertie. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'avoir une continuité parfaite de la géométrie dudit conduit, mais il faut au moins assurer qu'il n'y a pas de perte de charge significative à ce niveau. Avantageusement, à cet effet, et à chaque nœud du réseau, la continuité d'écoulement du fluide en phase vapeur est assurée, entre les canaux centraux des branches de caloduc aboutissant audit nœud, 12 par un conduit d'écoulement dont au moins une dimension typique ou la section de passage est sensiblement égale à au moins une dimension typique ou la section de passage des canaux centraux desdites branches de caloduc aboutissant audit noeud. Toutefois, afin de supporter des densités de flux plus élevées, ou par exemple de s'intégrer dans des volumes ou géométries spécifiques, pour des raisons d'encombrement du réseau, de présence de coudes sur certains caloducs, ou du fonctionnement contre la gravité, au moins un caloduc du réseau peut comporter au moins une branche qui diffère des branches d'au moins un autre caloduc du réseau, au niveau de la structure capillaire et/ou d'au moins une dimension typique de ladite branche de caloduc. Le dispositif selon l'invention est avantageusement tel que ledit au moins un réseau de caloducs qu'il comporte est un réseau à deux dimensions comprenant deux pluralités de caloducs telles que les caloducs de chaque pluralité sont orientés, sur au moins une partie de leur longueur, sensiblement selon l'une respectivement de deux directions inclinées l'une par rapport à l'autre, et de préférence perpendiculaires entre elles, de sorte que les caloducs des deux pluralités s'entrecroisent et sont interconnectés à leur croisement selon les caractéristiques précédemment décrites. 13 Le dispositif selon l'invention peut se généraliser en ce qu'au moins un réseau qu'il comporte est un réseau de caloducs à trois dimensions comprenant, à au moins un nœud du réseau, au moins trois branches de caloduc orientées dans au moins une partie de leur longueur selon l'une respectivement de trois directions, inclinées, deux à deux, l'une par rapport à l'autre, et de préférence perpendiculaires entre elles, deux à deux, lesdites au moins trois branches de caloduc s'entrecroisant et étant interconnectées selon les caractéristiques précédemment décrites. Dans un premier mode de réalisation du dispositif, à au moins un nœud du réseau, les au moins deux caloducs qui s'entrecroisent et sont interconnectés audit nœud ont leur tube et structure capillaire respectifs découpés suivant des découpes de formes complémentaires telles que les caloducs s'emboitent au niveau des découpes en reconstituant une continuité de paroi des tubes, solidarisés entre eux le long des découpes, une continuité capillaire le long des structures capillaires et une continuité d'écoulement le long des canaux desdits caloducs. Ce mode de réalisation est plus particulièrement approprié pour des caloducs de section quadrangulaire (rectangulaire ou carrée) ou circulaire formant un réseau à deux dimensions. On comprend que, pour éviter des fuites de fluide au niveau d'un nœud ainsi formé, la continuité des parois des tubes des deux caloducs, au niveau de leur croisement, doit être assurée, par exemple par une soudure externe de ces tubes le long des découpes, de même la 14 continuité entre les structures capillaires disposées à l'intérieur des deux tubes est assurée plus aisément si cette structure capillaire est constituée d'une structure poreuse (d'un matériau poreux) plutôt que de rainures.
On comprend qu'il est plus difficile de généraliser ce mode de réalisation à des caloducs à rainures et/ou à des réseaux à trois dimensions, et que ce mode de réalisation est plus approprié à des réseaux à deux dimensions et/ou à des caloducs à matériaux poreux. Du fait de ces limitations, dans un deuxième mode de réalisation, particulièrement avantageux, du dispositif de l'invention, l'interconnexion des caloducs au niveau d'au moins un nœud, et de préférence de tous les nœuds où au moins deux branches de caloduc se raccordent entre elles, se fait de façon modulaire, par l'intermédiaire d'une pièce de jonction creuse, ayant en particulier l'aspect d'un croisillon pour un nœud de réseau bidimensionnel où quatre branches de caloducs sont en interconnexion, et que, par généralisation, l'on nomme croisillon par la suite. Plus précisément, dans ce deuxième mode de réalisation, le dispositif est tel qu'au moins un nœud du réseau comprend une pièce de jonction creuse, dite croisillon, assurant l'interconnexion entre elles de toutes les branches de caloduc aboutissant audit nœud, ladite pièce de jonction comportant des branches de jonction tubulaires, en nombre 15 égal aux branches de caloduc s'interconnectant audit noeud, chacune avec une structure capillaire interne et sensiblement annulaire entourant un canal central, chaque branche de jonction se raccordant aux autres branches de jonction par une extrémité longitudinale, dite extrémité interne, et à une branche de caloduc respective par son extrémité longitudinale opposée, dite extrémité externe, de sorte que la structure capillaire de chaque branche de jonction soit en continuité capillaire, en son extrémité externe, avec la structure capillaire de ladite branche de caloduc correspondante, et soit en continuité capillaire, en son extrémité interne, avec la structure capillaire de chacune des autres branches de jonction, et de sorte que son canal central soit en communication, en son extrémité externe, avec le canal central de la branche de caloduc correspondante, et, en son extrémité interne, avec le canal central de chacune des autres branches de jonction. En outre, dans ce cas et lorsque la structure capillaire des caloducs est constituée de rainures, il est avantageux que cette structure capillaire des caloducs soit disposée en continuité capillaire avec la structure capillaire des branches de jonction des croisillons constituée d'une structure poreuse ou d'un matériau poreux, qui présente une perméabilité élevée, avec un diamètre de pore de la structure ou du matériau poreux qui n'est pas supérieur à deux fois l'ouverture des dites rainures, afin de faciliter l'écoulement du liquide. Cette valeur peut évoluer en fonction des caractéristiques de mouillabilité du fluide sur les différents matériaux utilisés. 16 De la même façon, dans le cas de caloducs dont la structure capillaire est constituée d'une structure poreuse ou d'un matériau poreux, il est avantageux que cette structure capillaire des caloducs soit disposée en continuité capillaire avec la structure capillaire des branches de jonction des croisillons, également constituée d'une structure poreuse ou d'un matériau poreux, qui présente une perméabilité élevée avec un diamètre de pore qui n'est pas supérieur au diamètre de pore de la structure poreuse ou du matériau poreux des caloducs. Cette valeur peut également évoluer en fonction des caractéristiques de mouillabilité du fluide sur les différents matériaux utilisés.
Un avantage appréciable de ce mode de réalisation particulier du dispositif à croisillons est que les caloducs du réseau peuvent être constitués de tubes caloducs standards déjà commercialisés, soit à profil rainuré, soit à structure capillaire poreuse.
Dans un mode de réalisation standard, les tubes des caloducs du réseau sont simplement soudés aux tubes du ou des croisillons.
Un autre avantage est que tout croisillon peut être agencé pour raccorder un nombre quelconque de branches de caloduc, en général de 2 à 8 branches de caloduc, dans un réseau à deux ou trois dimensions. 17 Un des avantages procurés par toute réalisation du dispositif suivant l'invention, lorsqu'une ou plusieurs sources chaudes est ou sont en contact thermique avec le réseau, est qu'un échange de chaleur peut se faire entre chaque source chaude et un ou plusieurs éléments du réseau (branches ou nœuds du réseau). Le réseau permet alors de collecter efficacement l'ensemble de la chaleur produite par la ou les sources chaudes et d'homogénéiser la température de l'ensemble.
Dans des exemples de dispositif selon l'invention, le réseau de caloducs collecte la chaleur générée par au moins une source chaude en contact thermique avec au moins une partie du réseau, et évacue ladite chaleur à travers au moins une source froide en contact thermique avec au moins une autre partie du réseau. Les sources chaudes peuvent être soit ponctuelles , du type élément dissipatif ou chaufferette, ou continue, du type structure réchauffée par au moins une source externe. De même, les sources froides peuvent être ponctuelles, du type doigt froid d'élément réfrigérant, ou continue, du type structure radiative refroidie par au moins une source externe.
Ainsi, le dispositif permet, par échanges thermiques dus aux changements d'états du fluide diphasique de collecter efficacement de la chaleur dégagée par une ou plusieurs sources chaudes par évaporation du fluide, et de la 18 transférer à travers le réseau vers une ou plusieurs sources froides où le fluide se condense pour retourner par capillarité vers la ou les sources chaudes.
Un tel dispositif peut être utilisé indifféremment pour refroidir une ou plusieurs sources chaudes, et/ou pour réchauffer une ou plusieurs sources froides. Le fluide utilisé sera adapté aux températures de fonctionnement du système. Par exemple de l'ammoniac peut être utilisé pour des températures de fonctionnement comprises entre -40°C et +100°C. Avantageusement, ledit au moins un réseau de caloducs du dispositif peut être intégré au moins en partie dans la masse d'une structure, dont la température est à contrôler. Selon une autre réalisation avantageuse du dispositif, une partie dudit au moins un réseau de caloducs est en contact thermique avec au moins une source chaude, respectivement froide, et une autre partie dudit réseau est en contact thermique avec au moins une source froide, respectivement chaude.
Dans une réalisation préférée, le dispositif, dans n'importe quelle forme de réalisation présentée ci-dessus, comprend de plus au moins une boucle fluide, de préférence diphasique à pompage capillaire, pour transporter de la 19 chaleur dudit au moins un réseau de caloducs vers au moins une source froide déportée, la zone d'évaporation de la boucle fluide étant en contact thermique avec au moins une partie du réseau de caloducs. Dans ce cas, au moins une zone de condensation de la dite boucle fluide est en contact thermique avec ladite au moins une source froide. Dans une forme inversée de réalisation, le dispositif comprend au moins une boucle fluide, de préférence diphasique à pompage capillaire, pour transporter de la chaleur d'au moins une source chaude déportée vers ledit au moins un réseau de caloducs, la zone de condensation de la boucle fluide étant en contact thermique avec au moins une partie dudit réseau de caloducs. Dans ce cas, au moins une zone d'évaporation de ladite boucle est en contact thermique avec ladite au moins une source chaude. Ces deux réalisations bénéficient de la performance des boucles fluides réputées beaucoup plus efficaces que les caloducs, à masse égale, pour transporter un flux de chaleur important d'un point à un autre. Le dispositif de l'invention peut également être tel que ledit au moins un réseau de caloducs est une partie intégrante d'une structure porteuse sur laquelle est fixée au moins une source chaude et/ou au moins une source froide. 20 Dans ce cas, ladite structure porteuse peut être avantageusement constituée par ledit au moins un réseau de caloducs lui-même, apte à supporter des équipements dissipatifs, ce qui limite la masse de l'ensemble. La fonction du réseau de caloducs est alors double : thermique, avec le transport, l'homogénéisation de la chaleur, et mécanique, avec le support/maintien des équipements dissipatifs.
On peut appliquer le dispositif de l'invention à un système de contrôle thermique permettant de contrôler la température dudit au moins un réseau, ou d'au moins un élément en contact thermique avec ledit réseau. Ceci est réalisé en agençant le dispositif de sorte qu'il comprend de plus au moins un capteur de température disposé sur ledit au moins un réseau de caloducs ou au voisinage d'au moins un élément en contact thermique avec ledit au moins un réseau, et au moins un organe chauffant, respectivement refroidissant, en contact thermique avec ledit au moins un réseau, de sorte que la température dudit au moins un réseau ou dudit au moins un élément est contrôlée en appliquant une consigne de puissance thermique à produire par ledit au moins un organe chauffant, respectivement refroidissant, en fonction d'écarts constatés entre les mesures de température procurées par ledit au moins un capteur de température et une consigne de température. Le ou les éléments en contact thermique avec le réseau peut ou peuvent être une ou plusieurs sources ponctuelles telles que des équipements, ou bien une structure porteuse 21 d'équipements dans laquelle est intégré le réseau, ou bien une pièce mécanique dans laquelle est intégré le réseau. Dans tous ces cas d'application, l'intérêt du réseau de caloducs selon l'invention est d'homogénéiser efficacement la température bien que le ou les organes chauffants ou refroidissants agissent ponctuellement sur le réseau, la diffusion de la chaleur à l'ensemble des éléments, de la structure porteuse ou de la pièce mécanique se faisant très efficacement par l'intermédiaire du réseau.
Pour prévenir les conséquences d'une panne dudit au moins un réseau de caloducs interconnectés, par exemple une fuite dans ce réseau, on peut assurer une redondance de ce réseau en superposant au moins deux réseaux, éventuellement identiques, ou bien en subdivisant ledit réseau en plusieurs sous-réseaux non interconnectés, mais avantageusement en gardant un contact thermique entre les dits sous-réseaux.
Le dispositif de l'invention peut faire l'objet de nombreuses applications avantageuses, dont une première concerne le refroidissement d'une antenne active comprenant des tuiles radio-fréquence (RF), dont les caractéristiques dimensionnelles sont semblables et les caractéristiques de puissance dissipée éventuellement différentes, et qui sont disposées, de préférence régulièrement, sur une structure porteuse en forme de quadrillage, caractérisée en ce qu'au moins un réseau de caloducs dudit dispositif est intégré dans ladite structure porteuse de l'antenne active, et la chaleur 22 collectée par ledit réseau est évacuée vers au moins un radiateur par au moins un prolongement dudit réseau de caloducs et/ou au moins un autre réseau de caloducs et/ou au moins une boucle fluide dudit dispositif.
Une seconde application avantageuse concerne le refroidissement d'un mur porteur d'équipements électroniques, et se caractérise en ce qu'au moins un réseau de caloducs dudit dispositif est fixé sur au moins une peau thermiquement conductrice du mur, et, de préférence, entre deux peaux thermiquement conductrices dudit mur, et la chaleur collectée par ledit au moins un réseau de caloducs est évacuée vers au moins une source froide, tel qu'un radiateur, par au moins un prolongement dudit réseau de caloducs et/ou au moins un autre réseau de caloducs et/ou au moins une boucle fluide dudit dispositif. Une troisième application particulièrement avantageuse concerne le contrôle thermique d'une pièce mécanique et se caractérise en ce qu'au moins un réseau de caloducs dudit dispositif est en relation d'échange thermique avec ladite pièce mécanique ou intégré à ladite pièce, dont on veut contrôler la température, au moins un élément chauffant et au moins un drain thermique relié à au moins un élément refroidissant étant placés en contact thermique avec ledit réseau de caloducs pour apporter ou retirer de la chaleur audit réseau, et au moins un capteur de température mesure une grandeur physique variable, représentative de la température de ladite pièce, et dont la mesure est 23 comparée à au moins une valeur de référence pour commander une variation de la quantité de chaleur à apporter à, ou retirer de, ladite pièce, de sorte à réduire la différence résultant de ladite comparaison.
Suivant la forme et les dimensions de la pièce mécanique, il sera avantageux d'utiliser un réseau de caloducs à deux dimensions ou à trois dimensions. Le réseau à deux dimension peut être entièrement plan, ou bien présenter l0 des courbures à certains endroits afin d'épouser au mieux la forme de la pièce. Cette dernière application peut être utilisée avantageusement pour assurer le contrôle thermique d'un 15 grand plan focal d'instrument optique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif, d'exemples de réalisation décrits en 20 références aux dessins annexés, sur lesquels : La figure la est une vue en coupe longitudinale ou diamétrale d'un caloduc capillaire à rainures de l'état de la technique. La figure lb est une coupe transversale du caloduc 25 capillaire de la figure la, La figure 1c est une coupe transversale, analogue à la figure lb, d'un caloduc capillaire à structure poreuse ou matériau poreux de l'état de la technique, 24 La figure 2 est une vue schématique en coupe par un plan médian, d'un caloduc à co-courant en réseau de simples tubes capillaires interconnectés et en boucles fermées, selon l'état de la technique connu par US 6, 269, 865, La figure 3 est une vue partielle en perspective d'un réseau à deux dimensions de caloducs capillaires à rainures entrecroisées de l'état de la technique, ces figures la à 3 étant déjà décrites ci-dessus, La figure 4a est une vue schématique d'un réseau bidimensionnel de caloducs capillaires entrecroisés et interconnectés selon l'invention, en coupe par un plan axial des caloducs, La figure 4b est une vue, à plus grande échelle et également en coupe par un plan axial des caloducs, d'un noeud du réseau de la figure 4a auquel se raccordent quatre branches de caloducs, La figure 5 est une vue partielle en perspective éclatée de deux tronçons de caloducs capillaires à 20 découpes complémentaires s'imbriquant l'un dans l'autre pour constituer une première variante de noeud d'un réseau bidimensionnel analogue à celui de la figure 4a, La figure 6a est une vue schématique, en coupe par un plan axial des caloducs, d'une deuxième variante de noeud 25 d'un réseau bidimensionnel tel que celui de la figure 4a, avec une pièce de jonction en croisillon à quatre branches pour raccorder quatre branches de caloducs entre elles, La figure 6b est une vue en perspective du croisillon à quatre branches du noeud de la figure 6a, 25 La figure 6c est une vue en perspective d'un croisillon à 6 branches constituant la pièce de jonction au niveau d'un nœud d'un réseau tridimensionnel, pour raccorder 6 branches de caloducs de ce réseau, La figure 7 est une vue schématique en perspective d'une application d'un dispositif selon l'invention, dont un réseau de caloducs capillaires interconnectés coopère avec une boucle fluide diphasique à pompage capillaire pour transférer de la chaleur de sources chaudes à un radiateur, et La figure 8 est une vue schématique partielle en coupe transversale d'une autre application d'un dispositif selon l'invention, dont un réseau de caloducs est mis en œuvre dans une structure porteuse d'une antenne active, 15 comportant des tuiles radiofréquence (RF) à refroidir. Le réseau 30, bidimensionnel et globalement plat, de la figure 4a comprend deux groupes de caloducs capillaires rectilignes, parallèles, régulièrement espacés les uns des 20 autres, et orientés, pour chaque groupe, selon l'une respectivement de deux directions qui sont perpendiculaires l'une à l'autre. Plus précisément dans cet exemple, le premier groupe comprend quatre caloducs 31a, 31b, 31c et 31d, dits horizontaux sur la figure 25 4a, croisés avec les cinq caloducs 31e, 31f, 31g, 31h et 31i dits verticaux du second groupe, de sorte que les caloducs de chaque groupe sont interconnectés avec les caloducs de l'autre groupe à tous les points de leurs intersections ou de raccordements, à l'intérieur et sur 30 les bords d'un rectangle délimité par les caloducs 26 horizontaux supérieur 31a et inférieur 31d du premier groupe, et les caloducs verticaux et latéraux 31e et 31i du deuxième groupe.
Ces points de raccordements constituent autant de noeuds du réseau 30. Le nombre de branches de caloducs se raccordant à un noeud du réseau peut varier. Par exemple, le réseau 30 considéré ici comporte des nœuds à quatre branches de caloduc tel que le noeud 36 représenté en vue agrandie sur la figure 4b, où se raccordent deux branches successive 31b1 et 31b2 d'un caloduc horizontal tel que 31b et les deux branches successives 31f1 et 31f2 d'un caloduc vertical tel que 31f.
Le réseau 30 comporte également des nœuds à 3 branches tel que le noeud 37, où se raccordent une branche d'extrémité (la première ou la dernière) tel que 31b1 d'un caloduc horizontal tel que 31b ou vertical, à l'intérieur du rectangle du réseau 30, et deux branches successives telles que 31e1 et 31e2 d'un caloduc vertical ou horizontal d'un bord du réseau, tel que 31e'. Le réseau 30 comporte encore des noeuds à deux branches tel que le noeud 38 situé à un coin du réseau 30 rectangulaire où se raccordent une branche d'extrémité telle que 31al d'un caloduc d'un bord horizontal tel que 31a, avec une branche d'extrémité telle que 31e1 d'un bord vertical tel que 31e du réseau. 27 Les caloducs et/ou branches de caloducs capillaires sont d'un type connu de l'état de la technique et tel que décrit ci-dessus en référence aux figures la à 1c, c'est-à-dire comprennent un tube 32 enveloppant une structure capillaire pour la circulation du fluide caloporteur diphasique en phase liquide, qui entoure un canal central 34 pour la circulation de ce fluide en phase vapeur, la structure capillaire étant constituée de rainures longitudinales ménagées dans la face interne de la paroi du tube 32 ou d'une structure annulaire poreuse 35, éventuellement en un matériau poreux, comme représenté sur la figure 4a, et, à plus grande échelle, sur le noeud à quatre branches 36 de la figure 4b.
A chacun des noeuds 36, 37 et 38 du réseau 30, toutes les branches qui sont interconnectées à ce noeud se raccordent les unes aux autres de manière à assurer une continuité d'écoulement du canal central 34 de l'une quelconque de ces branches au canal 34 de chacune des autres branches de ce nœud, d'une manière telle que du fluide en phase vapeur s'écoulant vers le noeud par le canal 34 de n'importe quelle branche de caloduc aboutissant à ce noeud peut s'écouler dans les canaux centraux 34 de toutes les autres branches de caloducs raccordées à ce noeud, comme schématisé par les six doubles flèches F sur la figure 4b. Pour qu'un transfert de chaleur s'effectue favorablement par libre circulation du fluide caloporteur diphasique en phase vapeur entre les canaux centraux 34 de toutes les branches de caloducs se raccordant à un même noeud, ces 28 canaux centraux 34, ont une section de passage, ou au moins une dimension typique du canal 34 par exemple son diamètre, qui reste sensiblement constante et égale d'un canal 34 à l'autre, et, le cas échéant, dans tout conduit d'écoulement raccordant les canaux 34 de toutes les branches de caloducs au niveau d'un même noeud. Ainsi, la continuité d'écoulement de la vapeur dans toutes les directions entre les différentes branches de caloducs aboutissant à un même noeud et au travers de ce noeud permet à cette vapeur de s'écouler par inertie, sans qu'il soit nécessaire d'avoir une continuité parfaite entre les canaux centraux 34, mais en s'assurant seulement de l'absence de perte de charge significative au niveau de chaque nœud.
Simultanément, une continuité capillaire pour le fluide en phase liquide est assurée entre les structures capillaires telles que 35 de toutes les branches de caloducs raccordées à un même noeud 36 ou 37 ou 38, pour qu'un échange de fluide en phase liquide puisse s'effectuer par capillarité entre ces structures capillaires 35, d'une manière telle que du fluide en phase liquide s'écoulant vers un noeud dans la structure capillaire 35 de l'une quelconque des branches de caloducs raccordées à ce noeud peut s'écouler par capillarité dans les structures capillaires 35 de toutes les autres branches de caloducs raccordées à ce noeud. A cet effet, la structure capillaire 35 de chaque branche de caloduc aboutissant à un noeud est, autant que possible, mise en butée, par son extrémité interne (tournée vers le centre du noeud) contre les 29 extrémités internes des structures capillaires 35 des branches de caloducs adjacentes raccordées au même noeud. Si ces structures capillaires sont des structures poreuses ou en matériau poreux telles que 35 sur la figure 4b, une continuité capillaire satisfaisante est assurée s'il n'y a pas, entre les structures poreuses 35, de discontinuité qui dépasse la dimension typique d'un pore de cette structure 35 ou du matériau poreux qui la constitue. Dans le cas où la structure capillaire des branches de caloducs est constituée de rainures, comme présenté ci-dessus, il convient que la discontinuité entre les structures capillaires des branches de caloducs aboutissant à un même noeud ne dépasse pas la dimension typique d'une rainure de ces structures, au niveau du centre du noeud, où les extrémités internes de ces structures sont autant que possible en contact les unes avec les autres, et de sorte que des rainures d'une structure capillaire soient en communication au moins partielle avec des rainures des structures capillaires des branches de caloducs adjacentes au niveau de ce noeud. Ainsi, quelle que soit la nature (rainures ou structure poreuse ou matériau poreux) de la structure capillaire des branches de caloducs, le fluide en phase liquide peut s'écouler par capillarité dans la zone située au centre du noeud, dont la géométrie est telle que les effets de tension de surface sont prédominants sur les effets de gravité ou d'inertie. La continuité capillaire pour le fluide en phase liquide est ainsi assurée dans toutes les directions entre les différentes branches de caloducs 30 aboutissant aux nœuds et au travers des nœuds 36, 37 et 38. Afin de s'accommoder des dilations-contractions du fluide, en adaptant la quantité de fluide en phase liquide présente dans le réseau 30 aux variations de température de ce réseau 30, un réservoir 39 de fluide est connecté au réseau 30. Sur la figure 4a, le réservoir 39 est connecté au réseau 30 par une branche 31g4 du caloduc 31g, qui prolonge ce dernier vers l'extérieur du réseau 30. Ce réservoir 39 a sa face interne garnie d'un revêtement capillaire 40, qui est en continuité capillaire avec la structure capillaire de la branche 31g4 de liaison du réservoir 39 au réseau 30. Cette continuité capillaire entre la garniture capillaire interne 40 du réservoir 39 et la structure capillaire de la branche 31g4 est assurée de la même manière que décrite ci-dessus au niveau des nœuds du réseau, et donc également entre la structure capillaire de la branche de liaison 31g4 et les branches des caloducs 31d et 31g auxquelles la branche de liaison 31g4 se raccorde à un nœud du réseau 30, comme montré sur la figure 4a. Ainsi, du fluide en phase liquide peut circuler, dans les deux sens, entre le réservoir 39 et le réseau 30, en s'écoulant par capillarité dans la garniture capillaire 40 du réservoir 39 et les structures capillaires 35 de la branche 31g4 et des autres branches de caloducs du réseau 30, et, simultanément, de fluide en phase vapeur peut également circuler, dans les deux sens, entre le volume central du réservoir 39 et les canaux centraux 34 de la branche 31g4 et des autres branches de 31 caloducs du réseau 30. Dans cet exemple, le diamètre ou la section de passage du canal central 34 de la branche de liaison 31g4 est inférieur au diamètre ou à la section de passage des canaux centraux 34 des autres branches de caloducs du réseau 30, et/ou l'épaisseur radiale de la structure capillaire 35 de la branche de liaison 31g4 est inférieure à l'épaisseur de la structure capillaire 35 des autres branches de caloducs du réseau 30.
De préférence, la nature rainurée (dans la direction de l'axe longitudinal de la branche 31g4) ou poreuse de la garniture interne capillaire 40 du réservoir 39 est la même que celle de la structure capillaire de la branche de liaison 31g4, elle-même de même nature que celle des structures capillaires des autres branches de caloducs du réseau 30, mais ce n'est pas une nécessité absolue. Avantageusement, cette garniture capillaire 40 est réalisée sous la forme d'une structure poreuse ou d'un matériau poreux.
En cas de besoin, pour supporter des densités de flux plus ou moins élevées, ou pour intégrer le réseau 30, ou des parties ou prolongements de ce dernier dans des volumes spécifiques et/ou ayant des géométries spécifiques, notamment d'encombrement, ou dans le cas où au moins une partie du réseau doit fonctionner dans des conditions spécifiques, par exemple contre la gravité, un ou plusieurs des caloducs 31 du réseau 30 peuvent comporter chacun une ou plusieurs branches qui se différencie(nt) des autres branches des caloducs 31 du réseau 30 au plan 32 dimensionnel au niveau du canal central 34 et/ou de la structure capillaire 35, et/ou au plan de la nature de la structure capillaire 35, par exemple une structure poreuse constituée de matériaux poreux différents dans différentes branches de caloducs du réseau. La figure 5 représente un mode de réalisation d'un nœud à 4 branches, réalisé en interconnectant deux caloducs capillaires de section transversale rectangulaire d'un réseau (non représenté par ailleurs) à leur entrecroisement. Les deux caloducs 41 sont identiques l'un à l'autre et chacun constitué d'un tube 42, métallique ou en matière plastique, dont la paroi interne est garnie d'une structure capillaire tubulaire 43, dans cet exemple une structure poreuse ou un matériau poreux d'épaisseur sensiblement constante, entourant un canal central 44, le tube 42, la structure capillaire 43 et le canal 44 ayant une section transversale rectangulaire.
Pour former un nœud d'interconnexion des deux caloducs 41, une découpe 45 est pratiquée dans chacun d'eux, de sorte à former une zone évidée 46 d'intersection et d'interconnexion. Cette découpe 45 s'étend à travers le tube 42 et la structure capillaire 43, sur une longueur axiale (selon l'axe du caloduc 41) égale à la largeur des grandes faces des caloducs 41, et entre deux sections droites du caloduc 41 (perpendiculaire à l'axe du caloduc 41) dans chacune desquelles la découpe 45 s'étend sur un demi-périmètre du caloduc 41, au travers d'une grande face (par exemple la grande face horizontale et supérieure) du 33 caloduc 41, et sur la demi-hauteur des deux côtés verticaux du caloduc 41. Puis un caloduc 41a, appartenant à un premier groupe de caloducs (non représentés) parallèles et espacés entre eux, est retourné, de sorte que sa zone d'intersection 46 est tournée vers le bas, et emboîté par cette zone 46 dans la zone d'intersection évidée 46 de l'autre caloduc 41b, dont l'axe longitudinal est orienté perpendiculairement à celui du caloduc 41a, et qui appartient à un deuxième groupe de caloducs (également non représenté) parallèles et espacés entre eux. Ainsi, les canaux centraux 44 des deux caloducs 41a et 41b sont reconstitués en étant mis en interconnexion, ainsi que les structures capillaires 43, mises en contact le long des découpes 45 de sorte à reconstituer une continuité capillaire. Les deux tubes 42 emboîtés l'un dans l'autre au niveau des découpes 45 de formes complémentaires sont ensuite soudés l'un à l'autre le long des découpes 45, afin de rétablir l'étanchéité des tubes 42 et de les solidariser le long des découpes 45. Ainsi sont simultanément assurées une continuité d'écoulement du fluide en phase vapeur le long des canaux centraux 44 et une continuité d'écoulement capillaire du fluide en phase liquide le long des structures capillaires 43 des caloducs 41. 34 Le même type d'intersection et d'interconnexion peut être réalisé avec des caloducs à tube, structure capillaire et canal central cylindriques de section circulaire, ou encore de section carrée, pour réaliser un réseau à deux dimensions. La liaison externe des tubes de deux caloducs au niveau de leur intersection et interconnexion doit être assurée de sorte que le fluide ne puisse pas s'échapper à cet endroit, raison pour laquelle les deux tubes doivent être solidarisés l'un à l'autre de manière étanche de long des découpes, ce qui peut être obtenu non seulement par soudure, comme déjà décrit ci-dessus, mais également par collage par exemple. On comprend également que la continuité capillaire qui doit être assurée entre les structures capillaires de deux caloducs interconnectés peut être plus aisément obtenue si cette structure capillaire est une structure poreuse, par exemple formée d'un matériau poreux, plutôt que constituée de rainures. Il est clair que le mode de réalisation d'un noeud de réseau selon la figure 5 se prête plus difficilement à l'utilisation de caloduc à structure capillaire à rainures et/ou agencé en réseau à trois dimensions. Un second mode de réalisation d'un noeud à quatre branches de caloducs est à présent décrit en référence à la figure 6a, pour une application à la réalisation d'un réseau à deux dimensions analogue à celui de la figure 4a. 35 Ce second mode de réalisation est bien plus avantageux que celui décrit ci-dessus en référence à la figure 5, car il permet de s'affranchir des limitations précitées de ce dernier, et donc, notamment, de réaliser aisément des réseaux non seulement à deux dimensions mais également à trois dimensions, et/ou d'utiliser des caloducs de l'état de la technique, dont la structure capillaire peut aussi bien être à rainures que poreuse. En outre, les caloducs utilisés peuvent présenter des sections transversales dont les formes ne sont pas nécessairement limitées aux formes circulaires, rectangulaires ou carrées. Selon ce second mode de réalisation, l'interconnexion de toutes les différentes branches de caloducs 51 aboutissant à un même nœud du réseau est réalisée de façon modulaire, par l'intermédiaire d'une pièce de jonction 55 ou raccord, dénommé également croisillon dans l'exemple de la figure 6a d'un nœud où se raccordent quatre branches de caloducs 51 dont deux, horizontales sur la figure 6a, appartiennent à un premier groupe de caloducs, et dont les deux autres, verticales sur la figure 6a, et perpendiculaires aux deux premières, appartiennent à un second groupe de caloducs entrecroisés et interconnectés avec les caloducs du premier groupe dans un réseau analogue à celui de la figure 4a, et non davantage décrit ni représenté. La pièce de jonction 55 est creuse et comporte autant de branches de jonction 56 tubulaires que le nombre de branches de caloducs 51 interconnectées entre elles par cette pièce 55 au niveau du noeud correspondant du réseau. 36 Chaque branche de jonction 56 a la même structure générale que les branches de caloducs 51, dont chacune comporte, comme connu, un tube externe rigide 52 enveloppant une structure capillaire annulaire 53 (pour la circulation par capillarité du fluide en phase liquide) constituée de préférence de rainures longitudinales ménagées dans la face interne du tube 52 dans l'exemple de la figure 6a, mais pouvant aussi être une structure poreuse ou un matériau poreux recouvrant la paroi interne du tube 52, cette structure capillaire 53 entourant elle-même un canal central 54 (pour la circulation par inertie du fluide en phase vapeur essentiellement). Plus précisément, chaque branche de jonction 56 comprend un tube externe rigide 57, par lequel cette branche 56 est solidarisée aux autres branches 56 et d'une seule pièce avec elles en formant la pièce de jonction 55, ce tube 57 ayant sa paroi interne recouverte d'une structure capillaire annulaire 58 (pour la circulation par capillarité du fluide en phase liquide) avantageusement réalisée par une structure poreuse ou un matériau poreux, et entourant elle-même un canal central 59 (pour la circulation du fluide en phase vapeur essentiellement).
Comme représenté sur la figure 6a, chacune des branches de caloducs 51 interconnectées entre elles au nœud correspondant est maintenue, par son extrémité tournée vers la pièce de jonction ou croisillon 55, contre l'extrémité dite externe, car tournée du côté opposé au centre du croisillon 55, d'une branche de jonction 56 37 correspondante, de sorte que les deux branches 51 et 56 soient maintenues alignées et bout à bout, alors que le canal central 59 de chaque branche de jonction 56 est en communication, à l'extrémité dite interne de cette branche de jonction 56, c'est-à-dire son extrémité tournée vers le centre du croisillon 55, avec les canaux centraux 59 de toutes les autres branches de jonction 56 du croisillon 55. De plus, comme à l'extrémité externe de chaque branche de jonction 56 du croisillon 55, le canal central 59 de cette branche de jonction 56 est en communication avec le canal central 54 de la branche de caloduc 51 correspondante, la continuité d'écoulement du fluide en phase essentiellement vapeur est assurée dans toute les directions des branches de caloducs 51 et au travers du nœud par la mise en communication permanente des canaux centraux 59 des branches de jonction 56 entre eux et avec les canaux centraux 54 des branches de caloducs 51. Simultanément, le croisillon 55 procure une continuité capillaire entre la structure capillaire 58 de chaque branche de jonction 56, au niveau de l'extrémité externe de cette dernière, avec la structure capillaire 53 de la branche de caloducs 51 correspondante, alors qu'à l'extrémité interne de ladite branche de jonction 56, sa structure capillaire 58 est en continuité capillaire avec la structure capillaire 58 analogue de chacune des autres branches de jonction 56 du croisillon 55. Les branches 56 du croisillon 55 sont dimensionnellement et géométriquement adaptées aux branches de caloducs 51 auxquelles elles sont connectées, en particulier les 38 branches 51 et 56 présentent sensiblement les mêmes forme et aire de section transversale, et notamment sensiblement les mêmes diamètre externe, épaisseur des structures capillaires 53 et 58, et diamètre des canaux centraux 54 et 59. En pratique, les tubes 57 du croisillon 55 peuvent être constitués du même matériau que les tubes 52 des branches de caloducs 51, ces dernières pouvant être soudées aux branches 56 du croisillon 55, après, éventuellement, emboitement des extrémités des branches de caloducs 51 dans des manchons formés par des prolongements vers l'extérieur des tube 57 des branches 56 du croisillon 55.
Dans l'exemple de la figure 6a, comme la structure capillaire 53 des branches de caloducs 51 est constituée par des rainures, alors que la structure capillaire 58 des branches de jonction 56 du croisillon 55 est une structure poreuse ou en matériau poreux, pour que cette structure capillaire 58 présente une perméabilité élevée, la structure poreuse ou le matériau poreux qui la constitue présente de préférence un diamètre de pore inférieur ou égal à environ deux fois l'ouverture des rainures de la structure capillaire 53, afin de faciliter l'écoulement du fluide en phase liquide. Toutefois, cette valeur peut évoluer en fonction des caractéristiques de mouillabilité du fluide caloporteur utilisé sur les différents matériaux utilisés. 39 Par contre, dans le cas de branches de caloducs 51 dont la structure capillaire est constituée d'une structure poreuse ou d'un matériau poreux, il est alors avantageux que la structure capillaire 58 des branches 56 du croisillon 55 présente une perméabilité élevée en ayant un diamètre de pore inférieur ou égal sensiblement au diamètre de pore de la structure poreuse ou du matériau poreux constituant la structure capillaire des branches de caloducs 51, cette valeur pouvant également évoluer en fonction des caractéristiques de mouillabilité du fluide sur les différents matériaux utilisés. La réalisation de la structure capillaire 58 des branches 56 du croisillon 55 à l'aide d'une structure poreuse ou d'un matériau poreux, est avantageuse compte-tenu de la forme complexe du croisillon 55, alors que, par simplicité de réalisation, la structure capillaire 53 des branches de caloducs 51 est souvent réalisée par des rainures internes extrudées dans la masse des tubes 52. Pour réaliser ce type de croisillons 55, plusieurs procédés peuvent être mis en œuvre, parmi lesquels on peut citer les procédés basés sur le frittage simple, le frittage laser ou la stéréo-lithographie.
La réalisation de caloducs 51 compatibles avec des pièces de jonction telles que des croisillons 55, ou des raccords en forme de T ou de L, dont les deux ou trois branches de liaison respectivement ont la même structure et coopèrent de la même façon entre elles et avec des branches de caloducs 51 que les branches 56 du croisillon 55, lorsque 40 respectivement trois ou deux branches de caloducs 51 se raccordent à un même nœud, ne pose pas de problème particulier puisque les caloducs 51 du réseau peuvent être constitués de caloducs standards déjà commercialisés, dont la structure capillaire est soit à profil rainuré soit poreuse. La figure 6b représente en perspective le croisillon 55 de la figure 6a dans une réalisation dans laquelle les branches de jonction 56 et leur tube 57, structure capillaire 58 et canal central 59 sont cylindriques à section transversale circulaire. La figure 6c représente, en perspective éclatée, un nœud à six branches d'un réseau tridimensionnel, réalisé sur le même principe d'entrecroisement et d'interconnexion des caloducs de trois groupes de caloducs rectilignes, parallèles et espacés entre eux, orientés pour chaque groupe selon l'une respectivement de trois directions perpendiculaires deux à deux, l'interconnexion étant assurée, au niveau de chaque nœud, par une pièce de jonction creuse à branches de jonction tubulaires qui, sur la figure 6c, est un croisillon 65 à six branches de jonction 66. Par rapport aux croisillons 55 de la figure 6a, le croisillon 65 de la figure 6c présente la particularité de comporter deux branches de jonction 66 supplémentaires, symétriques l'une de l'autre par rapport au centre du croisillon 65, et coaxiales autour d'un axe perpendiculaire au plan des deux axes perpendiculaires 41 entre eux et autour de chacun desquels deux des quatre autres branches de jonction 66 sont coaxiales. Comme dans l'exemple des figures 6a et 6b, chaque branche de jonction 66 est tubulaire cylindrique de section circulaire et constituée d'un tube externe 67 dont la paroi interne est recouverte d'une structure capillaire 58 poreuse entourant elle-même un canal central 69, et les extrémités en regard des six branches de caloducs 61 qui se raccordent aux croisillons 65 sont, également, comme dans l'exemple des figures 6a et 6b, constituées d'un tube externe rigide 62, dont la paroi interne est axialement rainurée pour constituée sa structure capillaire 63 autour d'un canal central 64.
Un autre avantage de ce type de dispositif est qu'un croisillon peut être adapté pour raccorder un nombre quelconque de branches de caloducs, typiquement de deux à huit, dans des réseaux à deux ou trois dimensions.
Comme représenté sur la seule partie de gauche de la figure 7, dans un dispositif de régulation de thermique selon l'invention, un réseau, bi ou tridimensionnel, tel que décrit ci-dessus, par exemple, le réseau bidimensionnel 70 de caloducs 71 interconnectés de la figure 7, analogue au réseau 30 de la figure 4a, peut être mis directement en relation d'échange thermique avec une ou plusieurs sources chaudes tel que 72a, 72b et 72c, de sorte qu'un échange de chaleur s'établit entre chaque 42 source chaude 72a, 72b, 72c, et un ou plusieurs éléments du réseau 70, telles que des branches de caloducs 71, des nœuds voire même des mailles du réseau 70, chaque maille étant constituée de quatre branche de caloducs 71 reliées deux à deux par quatre nœuds de façon à former une boucle fermée dans le réseau 70 (sur la figure 7, chaque source chaude 72a à 72c est schématiquement représentée comme recouvrant une maille respectivement du réseau 70, et se trouve donc en contact thermique avec les quatre branches de caloducs 71 et les quatre nœuds de cette maille). Le réseau 70 peut ainsi collecter efficacement la chaleur produite par une, plusieurs, ou toutes les sources chaudes 72a à 72c et homogénéiser la température de l'ensemble.
Une ou plusieurs des sources chaudes 72a à 72c peut ou peuvent être de nature dite ponctuelle , notamment des éléments dissipatifs de chaleur comme des équipements, composants ou circuits électroniques fixés directement sur le réseau de caloducs ou éventuellement sur un mur porteur, les sources chaudes étant chacune en contact thermique avec une partie du réseau 70, en différents points de ce réseau, soit directement soit par l'intermédiaire d'une pièce intermédiaire assurant la conduction thermique entre le réseau et les sources chaudes. En variante, une ou plusieurs des sources chaudes 72a à 72c peut ou peuvent être de nature dite continue , et constituée(s) par exemple de structure(s) elle(s)-même(s) 43 réchauffée(s) par des sources externes, et en contact thermique avec une partie du réseau 70. Selon une autre variante, dans les deux cas précédents et en supposant que seules les sources 72a et 72b sont des sources chaudes, une autre partie du réseau 70 est en relation d'échange thermique direct avec une source froide, telle que 72c, pouvant elle-même être de nature ponctuelle , tel qu'un doigt froid d'un élément réfrigérant par exemple, ou de nature continue , tel qu'un radiateur refroidi par une source externe, à laquelle le radiateur transmet de la chaleur qu'il reçoit du réseau 70.
D'une manière générale, cette autre variante consiste à mettre l'ensemble du réseau 70 de caloducs 71 en contact thermique avec une ou des sources chaudes, respectivement froides, sauf au moins une branche de caloducs 71 et/ou au moins un noeud du réseau, qui est ou sont en contact thermique avec au moins une source froide, respectivement chaude. Ainsi, le dispositif permet, par les changements de phases liquide/vapeur et vapeur/liquide du fluide caloporteur diphasique, circulant dans le réseau 70, de collecter efficacement de la chaleur diffusée par une ou des source(s) chaude(s) telle(s) que 72a et 72b, par évaporation du fluide, et de la transférer à travers le réseau 70 vers une ou des source(s) froide(s), telle(s) 44 que 72c, où le fluide se condense pour retourner par capillarité vers la ou les source(s) chaude(s). Un tel dispositif de régulation thermique peut donc être utilisé, passivement et indifféremment, pour refroidir une ou plusieurs source(s) chaude(s) (telle(s) que 72a e 72b) et/ou pour réchauffer une ou plusieurs source(s) froide(s) (telle(s) que 72c), le fluide caloporteur utilisé étant adapté aux températures de fonctionnement du dispositif, par exemple de l'ammoniac pour des températures de fonctionnement comprises entre - 40°c et + 100°c. Cependant, dans une réalisation préférée, le dispositif comprend de plus au moins une boucle fluide, par exemple, une boucle à pompage capillaire d'un fluide caloporteur diphasique, qui est avantageusement le même que celui du réseau 70 de caloducs 71, pour transporter de la chaleur du réseau 71 vers au moins une source froide, ou, inversement d'au moins une source chaude vers le réseau 70, car de telles boucles fluides sont connues comme étant beaucoup plus efficaces que les caloducs (à masse égale), pour transporter un flux de chaleur important d'un point à une autre.
Comme représenté par l'ensemble de la figure 7, dans le cas du refroidissement de l'une au moins de sources chaudes 72a, 72b et 72c, placées en contact avec le réseau 72 de caloducs 71, la zone d'évaporation 74 d'une boucle fluide 73 est placée en contact thermique avec le réseau 45 , dans cet exemple au niveau d'un nœud où s'interconnectent trois branches de caloducs 71 sur un bord du réseau 70, et la zone de condensation 74 de la boucle fluide 73 est placée en contact thermique avec au moins une source froide 76, dans cet exemple, un radiateur externe, les sources chaudes pouvant être des équipements dissipatifs de chaleur, éventuellement fixés sur un mur porteur, la source froide 76 (le radiateur) étant éventuellement déportée et éloignée du réseau 70 et des sources chaudes 72a à 72c. Ainsi, la chaleur transmise par les sources chaudes 72a à 72c au réseau 70 est transférée à la zone d'évaporation 74 au fluide de la boucle fluide 73, qui est vaporisé à cet endroit et s'écoule en phase vapeur jusqu'à la zone de condensation 75, où cette chaleur est transférée par condensation du fluide de la boucle 73 au radiateur 76 qui la dissipe dans le puits de chaleur constitué par l'espace environnant. On peut utiliser un tel dispositif dans un mode inversé pour le chauffage d'au moins une source froide 72a à 72c en contact thermique avec le réseau 70. Dans ce cas, la zone d'évaporation 75 de la boucle fluide 73 est mise en contact thermique avec une source chaude 76, externe au réseau 70, et la zone de condensation 74 de la boucle fluide 73 est mise en contact thermique avec le réseau 70. Dans l'application du dispositif de régulation thermique de la figure 7, sans ou avec au moins une boucle fluide 73, au refroidissement des équipements électroniques d'un mur porteur d'équipement, comme déjà évoqué ci-dessus, le 46 réseau 70 de caloducs 71 du dispositif peut être fixé sur une peau thermiquement conductrice (non représentée), par exemple métallique ou en matériau composite, et de préférence entre deux peaux de ce type. La chaleur collectée par le réseau 70 est évacuée soit par un prolongement du réseau 70, soit via au moins une boucle fluide telle que 73, vers une ou plusieurs source(s) froide(s) tel(s) qu'un ou des radiateur(s) 76.
Dans d'autres applications du dispositif de régulation thermique selon l'invention, au moins une partie d'un réseau bi ou tridimensionnel de caloducs, selon l'application peut être avantageusement intégré dans la masse d'une structure, dont la température doit éventuellement être contrôlée activement. Cette structure peut être une structure porteuse sur laquelle au moins une source chaude et/ou au moins une source froide est ou sont fixée(s).
Une telle application, pour le refroidissement d'une antenne active à tuiles radiofréquence est décrite en référence à la figure 8. Sur cette figure 8, le réseau 80 de caloducs 81 n'est représenté que par deux caloducs 81 parallèles et orientés dans l'une des deux directions de ce réseau 80 bidimensionnel. Chaque caloduc 81 comporte une semelle plane, en un matériau bon conducteur de la chaleur, d'une seule pièce avec une partie centrale hémicylindrique traversée par le tube 82 du caloduc 81, dont la paroi interne présente les rainures de sa structure capillaire 83 autour du canal central 84 47 correspondant. Par les côtés de cette semelle, chaque caloduc 81 est suspendu dans une gouttière 86 ménagée dans une nervure 87, orientée dans la même direction que les caloducs 81, d'une structure porteuse 88 en forme de quadrillage, qui présente des nervures analogues aux nervures 87 mais perpendiculaires à ces dernières, et également munies de gouttières telles que 86, pour le logement des caloducs du réseau 80 qui sont perpendiculaires aux caloducs 81. La structure porteuse 88 supporte des tuiles radiofréquence (RF) 85 à bords amincis pour reposer sur les nervures telles que 87, en étant disposées les unes à côté des autres pour définir une surface de l'antenne active. Ces tuiles RF 85 ont des caractéristiques dimensionnelles semblables et sont disposées selon une matrice, mais les puissances thermiques qu'elles dissipent sont éventuellement différentes les unes des autres. Les tuiles 85 ainsi disposées régulièrement sur la structure porteuse 88 transmettent de la chaleur aux semelles des caloducs 81 sur lesquelles les tuiles 85 reposent, et cette chaleur est ensuite transmise des caloducs 81 du réseau 80 à un évaporateur 89, intégré dans la base d'au moins une nervure 87, et donc dans la structure porteuse 88, et appartenant à une boucle fluide dont le condenseur est en contact thermique avec au moins une source froide tel qu'un radiateur externe déporté de l'antenne active. En variante, la chaleur collectée par le réseau 80 de caloducs 81 intégré dans la structure porteuse 88 est 48 évacuée efficacement vers un ou plusieurs radiateur(s) par un prolongement de ce réseau 80. Dans certaines applications, la structure porteuse d'au moins une source chaude et/ou d'au moins une source froide peut être avantageusement constituée par un réseau de caloducs lui-même du dispositif. On limite ainsi la masse de l'ensemble du dispositif, dans lequel la fonction dudit réseau de caloducs est double et comporte une fonction thermique de transport/homogénéisation de la chaleur, et une fonction mécanique de support/maintien des équipements dissipatifs constituant la ou les source(s) chaude(s) ou froide(s).
Le dispositif de régulation thermique de l'invention peut encore être appliqué à la réalisation d'un dispositif de contrôle de la température d'au moins un réseau de caloducs du dispositif et/ou d'au moins une source chaude et/ou d'au moins une source froide et/ou d'au moins une pièce et/ou d'au moins un ensemble avec respectivement laquelle et/ou lequel au moins un réseau de caloducs du dispositif est en relation d'échange thermique, voire même dans laquelle et/ou lequel ledit au moins un réseau de caloducs du dispositif est intégré au moins partiellement.
Dans ce cas, au moins un capteur de température et/ou au moins un élément refroidisseur et/ou au moins un élément chauffant sont mis en relation d'échange thermique avec ledit réseau, en différents endroits de ce dernier, et au moins une consigne de puissance thermique à transférer par ledit au moins un élément refroidisseur et/ou ledit au 49 moins un élément chauffant est appliquée à ce ou ces élément(s) refroidisseurs(s) ou chauffant(s) en fonction d'au moins un écart de température constaté entre au moins une consigne de température et au moins une mesure de température procurée par au ledit moins un capteur de température. Dans ce cadre d'application, on mentionne, à titre d'exemple, le contrôle thermique d'une pièce mécanique, dont on veut contrôler la température, et avec laquelle un réseau de caloducs bi ou tridimensionnel d'un dispositif selon l'invention est en contact thermique intime, ou dont ledit réseau de caloducs fait partie. De ce fait, les propriétés thermiques du réseau de caloducs permettent à ce dernier d'uniformiser rapidement la température au sein de la pièce mécanique. De plus, au moins un élément chauffant et/ou au moins un drain thermique relié à au moins un élément refroidisseur, et placé(s) au contact thermique dudit réseau peut ou peuvent respectivement apporter ou retirer de la chaleur audit réseau, en augmentant ou abaissant respectivement ainsi la température de la pièce mécanique. En outre, au moins un capteur de température est implanté dans le dispositif de sorte à mesurer une variable représentative de la température de la pièce, et peut donc être utilisée pour contrôler activement la température de cette pièce mécanique, en comparant la mesure dudit au moins un capteur de température à au moins une valeur de référence, et en faisant varier la quantité de chaleur apportée à la pièce ou retirée de cette dernière, en fonction de la différence résultant de la comparaison entre ladite mesure et ladite valeur de référence afin de réduire ladite différence.
50 A titre d'exemple d'application, ce type de dispositif de régulation thermique et contrôle de température d'une pièce mécanique peut être utilisé avantageusement pour assurer le contrôle thermique d'un grand plan focal d'instrument optique. Dans les différentes réalisations et applications du dispositif de l'invention, les conséquences dommageables d'une panne d'un réseau de caloducs interconnectés, par exemple une fuite de fluide caloporteur hors du dit réseau, peuvent être limitées, voire totalement compensées, si le dispositif est aménagé pour être redondant, par exemple en comportant au moins deux réseaux non interconnectés, de préférence identiques mais pas forcément, ou bien en subdivisant le réseau en plusieurs sous-réseaux non interconnectés, mais en maintenant avantageusement lesdits au moins deux réseaux ou lesdits sous-réseaux en relation d'échange thermique les uns avec les autres. 51
Claims (4)
- REVENDICATIONS1. Dispositif de régulation thermique, comprenant au moins un réseau (30) de caloducs capillaires (31), dont chaque caloduc (31) comporte un tube (32) renfermant une structure capillaire (35) longitudinale sensiblement annulaire, pour la circulation d'un fluide caloporteur diphasique en phase liquide, et entourant un canal central (34) pour la circulation dudit fluide diphasique en phase vapeur, caractérisé en ce que les tubes (32) d'au moins deux caloducs (31) du réseau (30) s'entrecroisent et sont interconnectés de telle sorte qu'au niveau de chaque intersection de caloducs (31) formant un nœud (36, 37, 38) du réseau (30), un échange de fluide en phase liquide peut s'effectuer par capillarité entre les structures capillaires (35) desdits au moins deux caloducs (31), et que, simultanément, un échange de fluide en phase vapeur peut s'effectuer par libre circulation entre les canaux centraux (34) desdits au moins deux caloducs (31).
- 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au niveau de chaque noeud (36, 37, 38) du réseau (30), les structures capillaires (35) de toutes les branches de caloduc (31) aboutissant audit noeud (36, 37, 38) assurent une continuité capillaire pour le fluide en phase liquide, de sorte que le fluide en phase liquide arrivant audit noeud 52(36, 37, 38) dans n'importe quelle branche de caloduc (31) aboutissant audit noeud peut s'écouler par capillarité dans toutes les autres branches de caloduc (31) aboutissant au dit noeud (36, 37, 38).
- 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'à chaque nœud (36, 37, 38) du réseau (30), les structures capillaires (35) des branches de caloduc (31) aboutissant au dit noeud (36, 37, 38) ne présentent pas entre elles de discontinuité de taille supérieure à la dimension typique d'un pore ou d'une rainure de la structure capillaire (35) des caloducs (31), selon que cette structure (35) comporte un matériau poreux ou des rainures internes au tube (32) correspondant respectivement.
- 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au niveau de chaque noeud (36, 37, 38) du réseau (30), les canaux centraux (34) de toutes les branches de caloduc (31) aboutissant audit noeud (36, 37, 38) assurent, simultanément à la continuité d'écoulement du fluide en phase liquide, une continuité d'écoulement du fluide en phase vapeur, de sorte que le fluide en phase vapeur arrivant audit noeud (36, 37, 38) par n'importe quelle branche de caloduc (31) aboutissant audit noeud (36, 37, 38), peut s'écouler dans toutes les autres branches de caloduc (31) aboutissant audit nœud (36, 37, 38). 53. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'à chaque noeud (36, 37, 38) du réseau (3 0) , la continuité d'écoulement du fluide en phase vapeur est assurée, entre les canaux centraux (34) des branches de caloduc (31) aboutissant audit noeud (36, 37, 38), par un conduit d'écoulement dont au moins une dimension typique ou la section de passage est sensiblement égale à au moins une dimension typique ou la section de passage des canaux centraux (34) desdites branches de caloduc (31) aboutissant audit noeud (36, 37, 38). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins un caloduc (31g) du réseau (30) comporte au moins une branche (31g4) qui diffère des branches d'au moins un autre caloduc (31) du réseau (30), au niveau de la structure capillaire (35) et/ou d'au moins une dimension typique de ladite branche (31g4) de caloduc (31g). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit au moins un réseau (30) de caloducs (31) est un réseau à deux dimensions, comprenant deux pluralités de caloducs (31a - 31d ; 31e - 31i) telles que les caloducs de chaque pluralité sont orientés, sur au moins une partie de leur longueur, sensiblement selon l'une respectivement de deux directions, inclinées l'une par rapport à l'autre, et de préférence perpendiculaires entre elles, de sorte que les 54caloducs (31a - 31d ; 31e - 31i) des deux pluralités s'entrecroisent et sont interconnectés à leur croisement. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit au moins un réseau de caloducs (61) est un réseau à trois dimensions, comprenant, à au moins un nœud (65) du réseau, au moins trois branches de caloduc (61) orientées dans au moins une partie de leur longueur selon l'une respectivement de trois directions, inclinées, deux à deux, l'une par rapport à l'autre, et de préférence perpendiculaires entre elles, deux à deux, lesdites au moins trois branches de caloduc (61) s'entrecroisant et étant interconnectées. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'à au moins un nœud du réseau, les au moins deux caloducs (41) qui s'entrecroisent et sont interconnectés audit nœud ont leur tube (42) et structure capillaire (43) respectifs découpés suivant des découpes (45) de formes complémentaires telles que les caloducs (41) s'emboitent au niveau des découpes (45) en reconstituant une continuité de paroi des tubes (42), solidarisés entre eux le long des découpes (45), une continuité capillaire le long des structures capillaires (43) et une continuité d'écoulement le long des canaux (44) desdits caloducs (41). 55. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins un nœud du réseau comprend une pièce de jonction (55, 65) creuse, dite croisillon, assurant l'interconnexion entre elles de toutes les branches de caloduc (51, 61) aboutissant audit nœud, ladite pièce de jonction (55, 65) comportant des branches de jonction (56, 66) tubulaires, en nombre égal aux branches de caloduc (51, 61) s'interconnectant audit nœud, chacune avec une structure capillaire (58, 68) interne et sensiblement annulaire entourant un canal central (59, 69), chaque branche de jonction (56, 66) se raccordant aux autres branches de jonction (56, 66) par une extrémité longitudinale, dite extrémité interne, et à une branche de caloduc (51, 61) respective par son extrémité longitudinale opposée, dite extrémité externe, de sorte que la structure capillaire (58, 68) de chaque branche de jonction (56, 66) soit en continuité capillaire, en son extrémité externe, avec la structure capillaire (53, 63) de ladite branche de caloduc (51, 61) correspondante, et soit en continuité capillaire (58, 68) en son extrémité interne, avec la structure capillaire de chacune des autres branches de jonction(56, 66) , et de sorte que son canal central (59, 69) soit en communication, en son extrémité externe, avec le canal central (54, 64) de ladite branche de caloduc (51, 61) correspondante, et en son 56extrémité interne avec le canal central (59, 69) de chacune des autres branches de jonction (56, 66). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la structure capillaire (53, 63) des caloducs (51, 61) constituée de rainures est en continuité capillaire avec la structure capillaire (58, 68) des branches de jonction (56, 66) des croisillons (55, 65), constituée d'une structure poreuse ou d'un matériau poreux, qui présente une perméabilité élevée, avec un diamètre de pore de la structure ou du matériau poreux qui n'est pas supérieur à deux fois l'ouverture desdites rainures. 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la structure capillaire des caloducs constituée d'une structure poreuse ou d'un matériau poreux est en continuité capillaire avec la structure capillaire (58, 68) des branches de jonction (56, 66) des croisillons (55, 65), également constituée d'une structure poreuse ou d'un matériau poreux, qui présente une perméabilité élevée avec un diamètre de pore qui n'est pas supérieur au diamètre de pore de la structure poreuse ou du matériau poreux des caloducs. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'un croisillon (55, 65) est agencé pour raccorder de deux à huit branches de 57caloduc (51, 61), dans un réseau à deux ou trois dimensions. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ledit au moins un réseau (80) de caloducs (81) est intégré au moins en partie dans la masse d'une structure (88), dont la température est à contrôler. 15.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu' une partie dudit au moins un réseau (70) de caloducs (71) est en contact thermique avec au moins une source chaude (72a, 72b), respectivement froide (72c), et une autre partie dudit réseau (70), est en contact thermique avec au moins une source froide (72c), respectivement chaude (72a, 72b). 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend de plus au moins une boucle fluide (73) , de préférence diphasique à pompage capillaire, pour transporter de la chaleur dudit au moins un réseau (70) de caloducs (71) vers au moins une source froide déportée (76), la zone d'évaporation (74) de la boucle fluide (73) étant en contact thermique avec au moins une partie du réseau (70) de caloducs (71). 58. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend de plus au moins une boucle fluide (73), de préférence diphasique à pompage capillaire, pour transporter de la chaleur d'au moins une source chaude déportée vers ledit au moins un réseau (70) de caloducs (71), la zone de condensation (75) de la boucle fluide (73) étant en contact thermique avec au moins une partie dudit réseau (70) de caloducs (71). 18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que ledit au moins un réseau (80) de caloducs (81) est une partie intégrante d'une structure porteuse (88) sur laquelle est fixée au moins une source chaude (85) et/ou au moins une source froide. 19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que ladite structure porteuse est constituée par ledit au moins un réseau de caloducs lui-même, apte à supporter des équipements dissipatifs. 20. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend de plus au moins un capteur de température disposé sur ledit au moins un réseau de caloducs ou au voisinage d'au moins un élément en contact thermique avec ledit au moins un réseau, et au moins un organe chauffant, respectivement refroidissant, en contact thermique 59avec ledit au moins un réseau, de sorte que la température dudit au moins un réseau ou dudit au moins un élément est contrôlée en appliquant une consigne de puissance thermique à produire par ledit au moins un organe chauffant, respectivement refroidissant, en fonction d'écarts constatés entre les mesures de température procurées par ledit au moins un capteur de température et une consigne de température. 21. Application d'un dispositif de régulation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 au refroidissement d'une antenne active comprenant des tuiles (85) radio-fréquence (RF), dont les caractéristiques dimensionnelles sont semblables et les caractéristiques de puissance dissipée éventuellement différentes, et qui sont disposées, de préférence régulièrement, sur une structure porteuse (88) en forme de quadrillage, caractérisée en ce qu'au moins un réseau (80) de caloducs (81) dudit dispositif est intégré dans ladite structure porteuse (88) de l'antenne active, et la chaleur collectée par ledit réseau (80) est évacuée vers au moins un radiateur par au moins un prolongement dudit réseau (80) de caloducs (81) et/ou au moins un autre réseau de caloducs et/ou au moins une boucle fluide (89) dudit dispositif. 22. Application d'un dispositif de régulation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 au 60refroidissement d'un mur porteur d'équipements électroniques (72a, 72b, 72c) , caractérisée en ce qu'au moins un réseau (70) de caloducs (71) dudit dispositif est fixé sur au moins une peau thermiquement conductrice du mur, et, de préférence, entre deux peaux thermiquement conductrices dudit mur, et la chaleur collectée par ledit au moins un réseau (70) de caloducs (71) est évacuée vers au moins une source froide (76), tel qu'un radiateur, par au moins un prolongement dudit réseau de caloducs et/ou au moins un autre réseau (70) de caloducs (71) et/ou au moins une boucle fluide (73) dudit dispositif. 61
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