Qu’est-ce qu’un fluide caloporteur ?

Qu’est-ce qu’un fluide caloporteur

Un fluide caloporteur, ou caloriporteur, est un agent de transfert de calories. Il est chargé de transporter la chaleur entre deux ou plusieurs sources de températures.

Ces fluides interviennent dans les échangeurs de chaleur, comme les dispositifs de refroidissement des moteurs thermiques comme les moteurs de voiture, les réfrigérateurs, les climatiseurs, les capteurs solaires thermiques, les radiateurs des circuits électroniques, les centrales électriques thermiques au charbon, au fuel, au gaz ou nucléaires.

Les fluides caloporteurs peuvent être utilisés dans plusieurs domaines. On les retrouve bien sûr dans l’habitat des particuliers pour chauffer les pièces à vivre. Le radiateur électrique à inertie par exemple confère un bon confort thermique. L’huile circulant en circuit fermé est chauffée par une résistance électrique dite « thermoplongeur » située sur toute la surface de l’appareil, ce qui permet de diffuser une chaleur douce. Le radiateur à fluide caloporteur ne requiert que peu d’entretien et fonctionne en toute autonomie, contrairement au radiateur chauffage central.

Ils servent aussi, dans l’industrie, à maintenir en température des bacs de stockage, à chauffer des équipements comme des locaux mais aussi, des bains thermiques, autoclaves, fours, des installations de produits d’enrobées comme le bitume, des échangeurs thermiques dans l’industrie agroalimentaire ou le secteur de la nutrition animale, ou enfin des dispositifs de régulation de température des outils pour la lubrification de pièces plastiques ou aluminium.

Les différents types de fluides caloporteurs

Un liquide caloporteur est choisi en fonction de ses propriétés physiques, à savoir sa viscosité, sa capacité thermique volumique, ses propriétés oxydantes, sa chaleur latente de vaporisation ou de liquéfaction, sa conductivité électrique, etc. Les fluides se présentent sous plusieurs formes : des gaz mais aussi des fluides organiques comme les huiles minérales. Les usages à plus haute température imposent des fluides caloporteurs de type sels fondus voire métaux liquides.

Ces fluides peuvent être classés selon leurs caractéristiques thermodynamiques. Cette comparaison permet de dégager deux groupes de propriétés calo-vectrices, l’une pour la puissance extraite, l’autre pour la puissance de pompage du fluide utilisé. Les gaz caloporteurs sont l’hydrogène, l’hélium, le néon, l’argon, l’oxygène ou l’azote, et enfin le krypton et le xénon. Pour les gaz par exemple, l’hélium est classé premier pour sa puissance extraite, mais présente en revanche une puissance de soufflage plus importante, d’où la nécessité de l’utiliser sous pression.

Dans les centrales nucléaires, le choix du fluide fait aussi intervenir son comportement face aux rayonnements des neutrons. Les conditions climatiques interviennent également dans le choix des fluides des machines thermiques exposées aux intempéries, par exemple le liquide de refroidissement d’une voiture ne doit pas geler. Pour conserver de manière optimale l’énergie emmagasinée dans les tuyauteries, les industriels ont recours au procédé de calorifuge frigorifique, qui s’adresse aux réseaux d’eau froide ou de calorifugeage, qui consiste à isoler les canalisations d’eau chaude ou installations de chauffage, afin d’éviter les déperditions de chaleur et réduire sa facture d’énergie.