radiateur

Un radiateur est un échangeur de chaleur qui retire l'énergie thermique du liquide de refroidissement du moteur et la dissipe dans l'air ambiant. Le cœur est constitué de tubes ou de passages transportant le liquide de refroidissement chaud, entourés de fines ailettes métalliques (généralement en aluminium ou en cuivre) qui augmentent la surface. Lorsque l'air passe à travers ou est forcé à travers le radiateur par un ventilateur, la chaleur est transférée du liquide de refroidissement aux ailettes, puis à l'air. Cette boucle de refroidissement est essentielle: sans elle, les moteurs à combustion interne surchauffent et se bloquent en quelques minutes.

Les radiateurs sont situés à l'avant de la plupart des véhicules, exposés à l'air entrant lorsque le moteur tourne ou que le véhicule est en mouvement. Le liquide de refroidissement quitte le bloc moteur à des températures comprises entre 80 et 100 degrés Celsius, traverse le cœur du radiateur et revient à environ 70 à 80 degrés Celsius. Le bouchon de pression supérieur maintient la pression du système, généralement de 1,3 à 1,8 bar, ce qui élève le point d'ébullition du liquide de refroidissement au-dessus de 100 degrés Celsius. Un thermostat en amont régule le débit du liquide de refroidissement pour maintenir une température de fonctionnement optimale; lorsqu'il est froid, il bloque complètement le radiateur.

Types de cœurs et construction

Les radiateurs à tubes et ailettes dominent l'utilisation automobile. Des tubes plats courent verticalement (ou horizontalement dans les véhicules compacts), avec des ailettes en aluminium brasées ou mécaniquement liées à ceux-ci. Les camions lourds et les équipements industriels utilisent souvent des conceptions à barres et plaques ou à barres et tubes, où des tubes ronds ou rectangulaires sont soudés à des plaques plates, offrant une simplicité robuste et un nettoyage plus facile. Les radiateurs entièrement en aluminium sont plus légers et plus résistants à la corrosion que les anciennes unités en laiton et cuivre, mais plus sujets à la dégradation électrolytique si la chimie du système de refroidissement dérive.

Les modes de défaillance courants incluent la corrosion des ailettes, les fuites des tubes dues à l'érosion par cavitation ou à un liquide de refroidissement acide, et le blocage des ailettes par des débris routiers ou l'accumulation de dépôts internes. L'électrolyse entre métaux différents accélère la défaillance si les inhibiteurs de liquide de refroidissement sont épuisés. Les intervalles de rinçage du radiateur dépendent du type de liquide de refroidissement: le liquide de refroidissement conventionnel à base de glycol dure généralement 2 à 3 ans, tandis que les liquides de refroidissement à longue durée de vie peuvent atteindre 5 à 10 ans. Les systèmes de refroidissement négligés accumulent de la rouille, du tartre et des boues qui restreignent le débit et réduisent l'efficacité du transfert de chaleur.

Le terme «radiateur» est quelque peu historique; ces dispositifs conduisent et convectent la chaleur bien plus qu'ils ne la rayonnent. Le véritable transfert de chaleur par rayonnement est négligeable aux températures de fonctionnement normales. Le nom persiste depuis les premiers systèmes de chauffage à vapeur où les radiateurs chauffaient les bâtiments principalement par rayonnement. Dans les moteurs, le choix dépend de la puissance de sortie, des conditions ambiantes et des contraintes d'encombrement. Un moteur de 100 kilowatts peut nécessiter un radiateur avec 1 à 2 mètres carrés de surface de cœur; les moteurs plus gros ou les climats rigoureux exigent des unités surdimensionnées ou des radiateurs doubles.