Introduction générale
?Le troisième chapitre présente le domaine
d'étude et la description de l'outil informatique
utilisé(logiciels FLUENT et GAMBIT).
?Le quatrième chapitre propose une étude
numérique sur le transfert de chaleur conjugué à
l'intérieur d'nu micro-canal dans les processus de refroidissement
inclues dans l'électronique de puissance.
Nous terminons ce mémoire par une conclusion
générale et des recommandations.
Chapitre 01
Revue bibliographique
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REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
1.1. Introduction.
Suite aux progrès technologiques récents en
électronique, les composants deviennent de plus en plus puissants et de
plus en plus petits. En conséquence, la chaleur à évacuer
devient très importante dans le domaine de l'électronique. En
effet, de nos jours, les composants de puissance (microprocesseurs, disques
durs, barrettes mémoires, convertisseur de tension, ...) peuvent
dissiper plusieurs centaines de watts par centimètre carré. La
surchauffe des composants réduit leur durée de vie et peut
provoquer des contraintes de fonctionnement. Une bonne évacuation de la
chaleur est donc primordiale pour assurer le bon fonctionnement et la
fiabilité de ces dispositifs [1, 2].
Le besoin d'améliorer les techniques de refroidissement
des composants électroniques à faible et à forte puissance
a élargi le champ de la recherche concernant le transfert thermique au
niveau de ces derniers, en particulier sur :
· la température maximale de jonction (au
delà de laquelle il y a destruction du composant ou non
fonctionnement),
· la résistance thermique de contact
(exprimée en °C/W) qui quantifie la facilité
d'évacuation du flux thermique du composant vers le boîtier ou le
substrat, la capacité thermique qui chiffre "l'inertie" thermique d'un
composant soumis à un régime transitoire.
Les technologies de la microélectronique
développées depuis plusieurs décennies ont permis de
réduire la taille des composants, et d'augmenter leur densité
dans les circuits intégrés. Si, en 1958, il n'y avait qu'un seul
transistor par circuit intégré, de nos jours, il y'en a des
millions. Au début des années 80 et après avoir
considérablement diminué les dimensions des composants, les
électroniciens ont intégré sur une même plaque en
silicium, les capteurs, les actionneurs, les éléments
mécaniques, engrenages et moteurs.
Cet ensemble appelé MEMS (Micro Electro-Mechanical
System) fait appel pour sa fabrication aux micro-technologies [3], qui
permettent une production à grande échelle. Les années 90
ont été marquées par l'émergence des MEMS sur des
marchés industriels de grands volumes comme l'automobile ou la
péri-informatique. Des usines de semiconducteurs dédiés
à la production de MEMS furent construites par des entreprises telles
que Bosch ou Motorola. Aujourd'hui, l'offre des MEMS concerne des domaines
aussi variés que la défense, le médical,
l'électronique, les communications et l'automobile, ...
Il est à noter, qu'en 20 ans, l'évolution des
MEMS a été extrêmement importante sur deux points
essentiellement :
- Les niveaux d'intégration sont de plus en plus
poussés et les systèmes sont de plus en plus complexes. La
frontière entre micro-électronique et microsystèmes tend
à s'estomper, l'industrie microélectronique s'enrichi par des
fonctions initialement dévolues aux microsystèmes.
- Les MEMS sont partout. 90% des marchés des MEMS sont
dans l'automobile (les capteurs de pression pour l'injection de carburant dans
les cylindres d'un moteur, et également dans les roues pour
détecter les crevaisons), les têtes d'injection d'imprimantes, la
domotique... Mais d'autres secteurs très prometteurs pour les
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MEMS sont en cours d'émergence. Il faut citer la
biologie où les MEMS révolutionneront très probablement
l'analyse biologique en permettant des millions de tests unitaires en moins
d'une seconde. En optique, les micro-gyromètres équipent les
caméras vidéo qui détectent les tremblements du
cinéaste et commandent la correction automatique.
Depuis la naissance de ces dispositifs miniaturisés,
disposer d'une source d'énergie suffisante est un challenge permanent.
L'urgence et l'intérêt ont encore grandi dans les années
90-95 avec le développement des microsystèmes embarqués
[4, 5], des microsystèmes répartis [6, 7], des
systèmes de surveillance...
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