Membranes et systèmes pour le contrôle des échanges de fluides dans un boîtier électronique : essais et modélisation
Institution:
Montpellier 2Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
In this thesis we studied the impact of the application of breathing membranes on protecting boxes of calculators embarked in a car. For that, a comprehensive experimental and theoretical study was developed in order to understand the whole phenomena of mass and heat of transfer controlling the exchanges of fluids in response to changes of external and internal environmental conditions (temperature, pressure, relative humidity and vapour partial pressure). A complete characterization of the membranes by static and dynamic techniques made it possible to specify the structure of the membranes and thus to obtain full structural and morphological parameters necessary to modelling. Thereafter, a model was developed based on an in series resistances approach by considering the influence of the boundary layers on the global transfer and by coupling mass and heat transfers in the whole system. The model was validated by matching the simulation curves with experimental results carried out with an actual and a reference box under various operating conditions. Conclusions on the choice of these systems and their dimensioning were then defined and the limitations of their uses were identified. One of the problems encountered during the use of a breathing membrane was the increase of relative humidity within the case. The developed and validated model can thus be used as predictive tool and as a sizing tool of the system
Abstract FR:
Dans cette thèse l'impact de l'utilisation des membranes de respiration dans les boîtiers protégeant les calculateurs électroniques embarqués dans une automobile a été étudié. Pour cela, une investigation expérimentale et théorique a été développée afin de comprendre l'ensemble des phénomènes de transfert de matière et de chaleur qui contrôlent les différents échanges de fluides en réponse aux changements des conditions environnementales externes et internes aux calculateurs (température, pression, humidité relative et pression partielle de vapeur). Une caractérisation complète des membranes par des techniques statiques et dynamiques a permis de préciser la structure des membranes et ainsi d'obtenir l'ensemble des paramètres structurels et morphologiques nécessaires à la modélisation. Par la suite, un modèle a été développé basé sur une approche de résistances en série en considérant l'influence des couches limites sur le transfert de masse et en couplant les transferts de masse et de chaleur dans l'ensemble. Le modèle a été validé en confrontant les courbes de simulations aux résultats expérimentaux effectués sur un boîtier réel et un boîtier de référence sous différentes conditions opératoires. Des conclusions sur le choix de ces systèmes et de leur dimensionnement ont été définies et les limitations de leurs utilisations ont été identifiées. Un des problèmes rencontrés lors de l'utilisation d'une membrane de respiration a été l'augmentation de l'humidité relative au sein du boîtier. Le modèle développé et validé peut ainsi servir comme outil prédictif et de dimensionnement du système en sa globalité