Abstract FR:

Dans un contexte d'intégration toujours plus poussée et d'augmentation des domaines de fonctionnement des systèmes électroniques à bord des satellites, la conception de systèmes de refroidissement compacts et performants permettant la gestion de puissance de densités de plusieurs W/cm^2 est nécessaire. Ce travail de thèse effectué au laboratoire d'électrotechnique de Grenoble (LEG) et utilisant l'expertise technologique du CEA-LETI se propose d'étudier l'emploi de systèmes à changement de phase en silicium, utilisant l'eau comme fluide, pour le refroidissement de l'électronique embarquée selon un cahier des charges défini par le CNES. S'appuyant sur les techniques de la microélectronique (notamment celles de la gravure profonde), les avantages intrinsèques du silicium pour l'application spatiale (faible masse volumique, bonnes propriétés mécaniques, compatibilité avec l'environnement électronique) et une première expérience de réalisation de systèmes diphasiques, le dimensionnement hydrauliques, mécanique et thermique de répartiteurs de chaleur carrés S cm x Scm de compacité réduite (1 mm) capables de fonctionner en microgravité et la réalisation de démonstrateurs ont été effectués. La caractérisation des performances thermiques et hydrauliques de ces derniers permettent de prévoir à terme la dissipation de densités de puissance au delà de 76 W/cm^2 avec une conductivité équivalente de 800 W/(m. K) selon le domaine de fonctionnement en température considéré. Une réflexion sur la problématique de l'injection du fluide dans la structure et son confinement hermétique dans le dispositif a également été menée et a donné lieu a une proposition de solution originale et brevetée.