Brevet FR2855253A1 — publié le 20041126

La présente invention concerne un dispositif thermoacoustique permettant de réaliser des transferts thermiques à partir d'énergie acoustique. Plus précisément, la présente invention concerne un dispositif de réfrigération pouvant être utilisé dans des domaines tels que la cryogénie, la réfrigération 5 domestique, la climatisation, et l'évacuation de la chaleur entre autre de composants électroniques. Les ondes acoustiques consistent en un déplacement particulaire fonction du point dans l'espace et du temps auquel sont associées notamment des variations de pression et de température. Loin de toute paroi, la propagation d'une onde acoustique 10 peut souvent être considérée comme adiabatique, c'est-à-dire que les transferts d'énergie thermique entre particules de fluide soumises à une oscillation acoustique peuvent être négligés. Dans ces conditions, la température locale évolue en phase avec la pression acoustique. Cette différence locale de température engendre un gradient instantané de 15 température dans le fluide. Le gradient instantané de température est si faible que le flux de chaleur qui en résulte est négligeable en première approximation. Le principe de la thermoacoustique est de faire interagir, en terme d'échanges thermiques, le fluide dans lequel se propage l'onde acoustique avec un matériau solide ou corps poreux. Le matériau solide, présentant une capacité calorifique et une conductivité thermique beaucoup plus élevées que celles du fluide, conserve une température locale constante à l'échelle d'un cycle acoustique, impose cette température aux particules qui sont en contact direct avec lui et, par diffusion, perturbe les oscillations en son voisinage. La présence de la paroi du matériau solide tend donc à imposer en son voisinage immédiat des oscillations isothermes aux particules, le comportement des particules restant adiabatique à distance de la paroi. Il existe alors une zone de transition à proximité de la paroi o les phénomènes sont polytropiques. Il y a déphasage entre la pression et la température du fluide dans cette zone de transition, 30 associé à une consommation ou génération d'énergie acoustique. De façon schématique, les échanges de chaleur et le travail acoustique peuvent se décomposer comme suivant en considérant le mouvement d'une particule au voisinage d'une paroi du matériau. Il y a une première phase dans laquelle la particule se déplace tout en 5 subissant une compression quasi adiabatique ou polytropique puis une élévation de sa température. Il y a une seconde phase dans laquelle la particule ralentit, s'arrête et fait demi-tour, sa température étant supérieure à celle du matériau solide, un transfert de chaleur s'établit de la particule vers la paroi du matériau. Il y a une troisième phase dans laquelle la particule parcourt le chemin inverse et subit un abaissement de la température dû à une dilatation quasi adiabatique ou polytropique. Et enfin il y a une quatrième phase dans laquelle lorsque la particule ralentit, s'arrête et fait demi tour, sa température est inférieure à celle du matériau solide et un 15 flux de chaleur s'établit de la paroi du matériau vers la particule. Ainsi, globalement, la particule a assuré le transport de la chaleur d'un endroit à un autre du matériau. Au cours de ce cycle, la particule a consommé de l'énergie acoustique, ceci venant du fait que globalement elle a cédé de la chaleur avant sa phase de détente ou 20 dilatation et a reçu de la chaleur avant sa phase de compression. Une partie de l'énergie étant utilisée pour assurer le transfert de chaleur, c'est un fonctionnement en réfrigérateur. Bien entendu, ce même dispositif thermoacoustique peut assurer la fonction de pompe à chaleur. Un dispositif thermoacoustique est constitué de plusieurs éléments: une source acoustique, un matériau solide, des échangeurs de chaleur, des résonateurs et un fluide. La source acoustique est classiquement un haut-parleur électrodynamique ou piézoélectrique. Les parois du matériau solide sont agencées de manière à constituer un ensemble poreux. Ce corps poreux est par exemple constitué d'un empilement de plaques parallèles devant présenter une capacité calorifique et une conductivité thermique 5 bien supérieures à celles du fluide afin de pouvoir imposer des oscillations isothermes aux particules du fluide en contact avec ses parois. Il doit aussi présenter une conductivité thermique relativement faible pour limiter le flux de chaleur retour s'opposant au flux de chaleur thermoacoustique par simple conduction thermique. Par exemple, des matières plastiques, des matériaux céramiques sont utilisés. Le fluide utilisé doit avoir de bonnes propriétés, en particulier un bon rapport entre les effets visqueux et les effets thermiques (nombre de Prandtl faible). Il peut être constitué d'air, de mélanges gazeux, hélium-xénon ou autre. Les échangeurs assurent le transport de la chaleur aux extrémités de 15 l'empilement. Ils sont formés d'empilements courts de plaques métalliques parallèles, généralement en cuivre, traversés par des tubes dans lesquels circule par exemple de l'eau. Les réfrigérateurs thermoacoustiques classiques sont constitués dans leur version la plus simple d'une source acoustique couplée à un résonateur comprenant 20 l'empilement de plaques et les échangeurs. Ce système couplé fonctionne à sa première fréquence de résonance, le résonateur présentant alors un comportement proche d'un résonateur demi ou quart d'onde. Le fonctionnement à la résonance permet d'obtenir, au niveau de l'empilement placé entre un ventre de pression et un ventre de vitesse particulaire, 25 des amplitudes de pression acoustique et de vitesse particulaire, ainsi qu'une phase relative entre ces deux grandeurs, favorables au processus thermoacoustique. Cependant, l'utilisation d'un résonateur implique la présence d'un volume perdu, correspondant au volume du résonateur inoccupé par l'empilement. Dans le cadre de la réduction de l'encombrement des systèmes thermoacoustiques avec un maintien de performances égales, ce volume perdu constitue une limite au gain de place recherché. Dans la demande de brevet publiée aux Etats-Unis sous le numéro 5 US 2002/0166325, est décrite l'utilisation de résonateurs mécaniques en remplacement d'une partie d'un résonateur demi ou quart d'onde afin de réduire l'encombrement d'un appareil thermoacoustique. Leur fonction est d'imiter les conditions dynamiques à une position du résonateur et il est même envisagé l'utilisation de deux résonateurs mécaniques afin de pallier les problèmes de 10 vibrations liés à ce type de dispositifs. La publication " Thermoacoustics with idealized heat exchangers and no stack " de Ray Scott Wakeland and Robert M.Keolian parue dans la revue " Journal of the Acoustical Society of America " décrit une modélisation de dispositifs thermoacoustiques ne disposant pas d'empilement. Les dispositifs thermoacoustiques sans empilement fonctionnent similairement aux dispositifs avec empilement. Ces dispositifs, par contre, nécessitent une pression beaucoup plus importante à performance équivalente que celle nécessaire dans les dispositifs thermoacoustiques avec empilement. Dans cette publication, est aussi décrite une configuration non résonante, sans 20 empilements et à un transducteur. Est aussi décrite dans cette publication une configuration équivalente à la configuration précédemment mentionnée à la quelle on associe une configuration miroir pour éviter les vibrations du dispositif thermoacoustique. Ainsi, dans l'état de la technique, l'amplitude relative et la phase relative de 25 la pression acoustique et de la vitesse particulaire sont essentiellement imposées par les caractéristiques des dispositifs thermoacoustiques. Ces caractéristiques ne correspondent pas nécessairement à une configuration optimale. En d'autres mots, la configuration mécanique du système impose des conditions d'utilisations particulières. En effet, la condition d'accord du résonateur 30 est essentielle pour un fonctionnement optimal. Cet accord dépend essentiellement des dimensions de la cavité, des caractéristiques mécaniques de la source acoustique, de la géométrie et de la position de l'empilement dans ladite cavité. Les dimensions de la cavité imposent, pour un bon fonctionnement du dispositif thermoacoustique, une fréquence de fonctionnement particulière. Finalement, les solutions proposées dans l'état de la technique ne permettent pas de réaliser des dispositifs thermoacoustiques d'encombrement réduit à performances égales. Le but de l'invention est de remplacer le résonateur par une cavité dont les dimensions intérieures sont ramenées à celles de l'empilement et dans laquelle les 10 champs de pression et de vitesse particulaire sont créés par un jeu de haut-parleurs placés et alimentés de manière à contrôler le processus thennrmoacoustique. A cette fin, l'invention propose un dispositif thermoacoustique comprenant une cavité contenant entre autre un fluide, au moins une paire de transducteurs générant un champ de pression acoustique dans le fluide et un champ de vitesse 15 particulaire du fluide, les transducteurs d'une paire étant placés en vis-à-vis sur des côtés de la cavité et alimentés par des signaux électriques, caractérisé en ce que le dispositif comporte en outre des moyens d'adaptation des signaux électriques pour contrôler les champs de pression et de vitesse particulaire dans ladite cavité. Ainsi, l'adaptation des signaux électriques va permettre d'obtenir une 20 efficacité plus importante que celle obtenue dans l'état de la technique. Par une simple adaptation des signaux électriques, l'invention fait abstraction des contraintes liées à la configuration de la cavité et va permettre d'obtenir à encombrement identique et selon le besoin une efficacité, un gradient de température, un flux de chaleur supérieur. Plus particulièrement, les moyens d'adaptation des signaux électriques pour contrôler les champs de pression et de vitesse particulaire dans ladite cavité contrôlent les champs de pression et de vitesse indépendamment. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la cavité contient en outre un corps poreux. Grâce à ce corps poreux, l'invention ne nécessite pas un champ de pression aussi important que celui nécessaire aux dispositifs thermoacoustiques sans corps poreux à performance équivalentes. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les moyens 5 d'adaptation sont composés de moyens de déphasage d'un signal électrique alimentant un transducteur par rapport à un autre signal électrique alimentant l'autre transducteur de la même paire. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les moyens d'adaptation des signaux électriques comportent en outre des moyens d'ajustement 10 d'au moins une des amplitudes d'un des signaux électriques. Ainsi, en déphasant un des signaux électriques on joue sur la phase entre les signaux électriques et par suite la vitesse particulaire, plus précisément le champ de vitesse particulaire, est très faible voire s'annule au centre de l'empilement quand les débits des deux sources sont égaux, et la pression acoustique, plus précisément le 15 champ de pression acoustique, est très faible voire s'annule au centre de l'empilement quand les débits des deux sources sont égaux mais de signe opposé. De plus, en adaptant amplitudes et phases les unes par rapport aux autres l'invention permet d'adapter chacun des champs aux conditions optimales de fonctionnement. Par exemple, en augmentant une des amplitudes par rapport à 20 l'autre, le déplacement d'un des transducteurs est augmenté et le champ préalablement annulé est contrôlé. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les moyens d'adaptation des signaux électriques comportent en outre des moyens d'ajustement des fréquences des signaux électriques. Ainsi, une fréquence optimale pourra être déterminée et ceci indépendamment de la cavité. La fréquence peut alors être ajustée de manière à obtenir un transfert de chaleur dont l'efficacité est optimale. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la cavité est un cylindre et le dispositif comporte une paire de transducteurs placés aux extrémités dudit 30 cylindre. Cette configuration est particulièrement économique en ce sens qu'elle ne nécessite qu'une paire de transducteurs. Le coût du dispositif est alors diminué. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le cylindre est de dimensions inférieures au quart de la longueur d'onde de la fréquence de fonctionnement. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le corps poreux est conformé pour occuper la quasi totalité du cylindre. Ainsi, le dispositif thermoacoustique est applicable dans un nombre important de domaines nécessitant un dispositif thermoacoustique de faible encombrement. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le corps poreux est un monolithe de céramique à canaux. Ce type de monolithe est particulièrement avantageux, il dispose d'une géométrie régulière, rigide et conductivité thermique anisotrope adaptée à l'application. Il est aussi de faible coût. Le monolithe occupant la totalité du cylindre, l'écart de température obtenu est beaucoup plus important du fait que le monolithe est beaucoup plus long à longueur de cavité égale que dans l'état de la technique. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les fréquences des signaux électriques sont ajustées en fonction du corps poreux. Contrairement à l'état de la technique o les fréquences sont imposées par la configuration de la cavité, les caractéristiques du corps poreux et la source acoustique, seules les caractéristiques du corps poreux et plus particulièrement les dimensions de ses canaux vont nécessiter l'utilisation d'une fréquence prédéterminée. Ainsi, un changement de type de corps poreux n'impliquera alors 25 qu'une simple modification de la fréquence pour optimiser les champs dans la cavité. Le dispositif peut donc être utilisé dans de multiples applications. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le dispositif comporte en outre au moins un échangeur de chaleur. L'exploitation du champ thermique généré au sein de la cavité est alors assurée par les échangeurs de chaleur afin de refroidir ou de réchauffer un quelconque système. Selon une variante de l'invention, le dispositif comporte deux paires de transducteurs. En utilisant deux paires de transducteurs, l'optimisation des champs, et plus particulièrement l'adaptation des signaux électriques, sera beaucoup plus aisée à réaliser. Ainsi, une paire de transducteurs va générer le champ de pression dans la cavité, tandis que l'autre paire va générer le champ de vitesse dans la cavité. De cette 10 façon, il est alors très simple de faire varier et d'ajuster les champs de manière à ce qu'ils soient optimum et ainsi d'optimiser les propriétés recherchées en fonction de l'application visée sans avoir à réaliser une cavité de grand encombrement. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les moyens d'adaptation comportent en outre des moyens de déphasage des signaux électriques 15 alimentant les transducteurs d'une paire par rapport à au moins un des signaux électriques alimentant l'autre paire de transducteurs. Ainsi, cette possibilité de réglage de la phase va augmenter significativement les performances du dispositif par rapport à l'état de la technique. Le réglage de la phase entre le champ de pression et le champ de vitesse, le 20 réglage indépendant de l'amplitude du champ de pression et du champ de vitesse, grâce à l'invention sont désormais accessibles dans les dispositifs thermoacoustiques. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les moyens de déphasage des signaux électriques alimentant les transducteurs déphasent les signaux électriques pour obtenir une phase prédéterminée entre le champ de pression et le 25 champ de vitesse dans la cavité. Ainsi, les amplitudes et déphasages des signaux électriques de contrôle des transducteurs sont réalisés de façon optimale pour l'application recherchée. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la cavité est une cavité parallélépipédique, les transducteurs de chaque paire étant placés sur des faces 30 opposées de la cavité parallélépipédique. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la cavité est de dimensions inférieures au quart de la longueur d'onde de fonctionnement, le corps poreux est conformé pour occuper la quasi totalité de la cavité. Ainsi, le dispositif thermoacoustique est applicable dans un nombre important de domaines nécessitant un dispositif thermoacoustique de faible encombrement. L'empilement occupant la totalité du cylindre, l'écart de température obtenu est beaucoup plus important du fait que l'empilement est beaucoup plus long à longueur de cavité donné que dans l'état de la technique. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le corps poreux est 10 constitué d'un empilement de feuilles parallèles d'une épaisseur prédéterminée et espacées les unes des autres d'un espacement prédéterminé. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les transducteurs sont des haut-parleurs électrodynamiques, des transducteurs électromagnétiques, électrostatiques, à électret, thermoacoustiques, optoacoustiques ou à plasma. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les transducteurs sont des transducteurs piézoélectriques. Les transducteurs piézoélectriques, notamment en raison de leur faible encombrement, contribuent aussi à la miniaturisation du dispositif. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le dispositif comporte 20 en outre des moyens de mesure du champ de pression dans la cavité, des moyens de génération de commandes des moyens d'adaptation, lesdites commandes étant générées à partir des informations fournies par les moyens de mesure du champ de pression. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le dispositif comporte 25 en outre des moyens de mesure du champ de vitesse particulaire du fluide dans la cavité, des moyens de génération de commandes des moyens d'adaptation, lesdites commandes étant générées à partir des informations fournies par les moyens de mesure du champ de vitesse particulaire. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le dispositif comporte 30 en outre des moyens de mesure du champ thermique du fluide dans la cavité, des moyens de génération de commandes des moyens d'adaptation, lesdites commandes étant générées à partir des informations fournies par les moyens de mesure du champ thermique. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les commandes sont 5 générées à partir des informations fournies par les moyens de mesure du champ de pression, du champ de vitesse particulaire et du champs thermique. Ainsi, la commande des moyens d'adaptation des signaux électriques à partir des informations fournies par les moyens de mesure va permettre de réaliser un système asservi permettant d'adapter les champs à des consignes et aussi de corriger 10 les disparités qui sont susceptibles d'exister lors de la production en grande série du dispositif. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi 15 lesquels: la Fig. 1 représente une vue schématique d'un premier dispositif thermoacoustique selon l'invention, la Fig. 2a représente une vue schématique d'un second dispositif thermoacoustique selon l'invention, la Fig. 2b représente une vue schématique de l'empilement contenu dans la cavité du second dispositif, la Fig. 3 représente le schéma bloc d'un système de commande du second dispositif thermoacoustique, et La Fig. 4 représente le schéma bloc d'un système de commande du dispositif 25 thermoacoustique tel que décrit en Fig. 1. L'idée générale de l'invention est de gérer de façon indépendante les champs de pression et de déplacement acoustique. Ils ne sont pas gérés par les propriétés des champs résonants et leur couplage avec une source. l La possibilité de régler les amplitudes de pression et de déplacement ainsi que leur phase relative permet de contrôler celles-ci en fonction du paramètre thermique désiré pour l'application. A la Fig. 1, une vue schématique du premier dispositif 10 est représentée. Nous allons, dans un premier temps, expliquer les fondements théoriques de l'invention qui permettront de comprendre le fonctionnement du premier et du second dispositifs thermoacoustiques de l'invention. La Fig. 1 représente un dispositif thermoacoustique 10 dans lequel deux transducteurs électroacoustiques notés 1 la et l lb sont placés aux extrémités d'un 10 cylindre 15 en regard l'un de l'autre. Le cylindre 15 est de dimensions très petites par rapport à la longueur d'onde associée à la fréquence de fonctionnement. Les quantités pl, p2 et p(z) représentent les pressions acoustiques dans les cavités notées respectivement 14, 13 et dans l'empilement 12. Les quantités U1, U2 et U(z) représentent les débits acoustiques 15 respectivement du transducteur 1 la, 1 lb et dans l'empilement 12. Les transducteurs électroacoustiques 1 la et 1 lb sont préférentiellement et de manière non limitative des haut-parleurs électrodynamiques et entretiennent un champ sinusoïdal quasi-plan voire quasi uniforme de fréquence f=co/2r. Les plaques, constituant l'empilement 22, étant rigides, de capacité 20 calorifique et de conductivité thermique nettement supérieures à celles de l'air présent dans le cylindre faisant office de fluide, perturbent la forme de la vitesse particulaire, de la température et par la suite de la masse volumique de l'onde quasiplane. L'empilement 12, de longueur sensiblement égale à celle du cylindre 15, est 25 le siège de l'effet thermoacoustique proprement dit. Les deux cavités 14 et 13 sont considérées comme petites en regard de la longueur d'onde de l'onde acoustique et la pression dans ces cavités est donc uniforme. Cette pression peut donc être exprimée en fonction des débits entrants et sortants dans les cavités respectives suivant la loi: p t=poco2(Ul-U(-zs))/(iroV0), p2=pocO (U2-U(zs))/(ioVo), o Ui et U2 sont les débits acoustiques entrant dans la cavité fournis par les transducteurs 11ia et 1 lb, U(-zs) et U(z,) les débits acoustiques entrant dans 5 l'empilement 12 respectivement à chacune des ses extrémités, po la masse volumique du fluide, V0 le volume des deux cavités 13 et 14, co la célérité adiabatique et l'origine de la coordonnée z étant prise au centre de l'empilement. Il est à remarquer que, par soucis de simplification, les cavités 14 et 13 sont considérées être de même volume. Bien entendu, les volumes peuvent aussi être 10 différents. Les équations qui régissent la propagation dans l'empilement 12 peuvent être réduites aux deux équations suivantes pour la pression acoustique p et le débit acoustique moyen U= Ssu, en l'absence de gradient de température et dans le cadre de l'acoustique linéaire azp+ZvU=O azU+Yhp=O o Zv et Yh sont respectivement l'impédance et l'admittance linéique équivalente aux effets d'inertie corrigés des effets visqueux et de compressibilité 20 corrigé des effets thermiques, définis comme suit: Zv=ico po/(Ss(1 -fv)) Yh=i"o S( i+(- I)fh)/ poCo2 o Ss=Styo/(yo+es) est la section de fluide utile dans la zone de l'empilement 12, St la section du cylindre, y le rapport des capacités calorifiques, fv la fonction qui représente les effets de couches limites visqueuses et fh la fonction qui représente les effets des couches limites thermiques. yo est la moitié d'un espace entre deux plaques de l'empilement et es la moitié de l'épaisseur des plaques. Ces équations mènent à l'équation de propagation pour la pression acoustique: 2 zp+k2p = O avec k= / Zv.yh la solution de l'équation de propagation prenant ainsi la forme p(z,f)=(Ae-ikz + Beikz)eiet et le débit U = - Zp/Zv= ik(Ae-ikz - Beikz) eiOt / Zv. les constantes d'intégration A et B sont déterminées en écrivant les conditions de continuité de la pression et du débit acoustique en z=-z, et z=+z,. Il vient: A= ((c+ f3)Uleikzs +(c-)U2e-ikzs)/ ((cU+[)2e2ikzs (oc-)2e-2ikzs) B= ((c-3)U1 e'ikzs +(cc+3)U2eikzs)/ ((c+[)2e2ikzs ( En effet, le champ acoustique au centre de l'empilement est approximativement: ( +)e ikzs +(-)eikzs p(O): (U1+U2) (cc+3)2e 2ikz, _(,_p)2e - 2ikzs (ca+3)e ikz -(ca-3)e - ikzs u(0)= - (Ul-U2) S (+[3)2e 2ikz, _(o_3)2e - 2ikzs Ces équations montrent que dans le cadre du dispositif décrit, la vitesse particulaire s'annule au centre de l'empilement quand les débits des deux sources sont égaux et que la pression acoustique s'annule au centre de l'empilement quand les débits des deux sources sont égaux mais de signe opposé. Le débit volumique d'un transducteur 11 tel qu'un haut-parleur 15 électrodynamique ou un transducteur piézoélectrique étant proportionnel à la tension électrique appliquée à ce transducteur, la pression acoustique est essentiellement proportionnelle à la somme des tensions appliquées aux transducteurs 11, tandis que la vitesse particulaire est elle essentiellement proportionnelle à la différence des tensions appliquées aux transducteurs. Ainsi, conformément à l'invention, en jouant sur les amplitudes des signaux appliqués aux deux transducteurs 11, en ajustant la phase relative entre ces deux signaux, il est possible de générer un champ de pression acoustique et un champ de vitesse particulaire élevés et à relation de phase relative adaptée au niveau de l'empilement 12 ou du dispositif poreux équivalent et donc de réaliser un dispositif 25 de réfrigération acoustique 10 sans avoir recours à un champ résonant demi ou quart d'onde. La longueur d'onde peut donc être très supérieure à la longueur du dispositif. L'emploi de deux sources 1 1 permet de gérer la pression acoustique, le déplacement particulaire et leurs phases respectives. Pour cela, les sources 11 sont alimentées en opposition de phase, ce qui confère un mouvement d'ensemble à la colonne de fluide contenue dans la cavité. L'une d'entre elles est alimentée par une tension d'amplitude supérieure, impliquant ainsi un déplacement plus important de sa membrane et engendrant ainsi un effet de compression. L'influence de cette tension supérieure sur le champ de vitesse particulaire est ici moindre que sur le champ de pression. Ainsi, les champs de pression et de vitesse particulaire dans la cavité sont contrôlés indépendamment. Dans la Fig. 1, deux transducteurs électroacoustiques notés 1 la et 1 lbsont placés aux extrémités d'un cylindre 15 en regard l'un de l'autre. Le cylindre 15 est de dimensions très petites par rapport à la longueur d'onde des signaux générés par les transducteurs 11. L'emploi de deux transducteurs ou sources 1 la et 1 lb permet de gérer la pression acoustique, le déplacement particulaire et leurs phases 15 respectives. Deux transducteurs 1 la et 1 lb en regard l'un de l'autre et en opposition de phase, assurent la génération du champ de vitesse, et le champ de pression est généré par un déplacement additionnel de l'un des transducteurs 11. Le cylindre 15 est par exemple réalisé dans une matière telle que du " Plexiglas ", il a une longueur de 8,5 cm, un diamètre intérieur de 44 mm et une 20 épaisseur de 5 mm. Il est à remarquer que le diamètre ou la forme du cylindre 15 n'est pas nécessairement constante sur toute sa longueur. Celui-ci peut être plus étroit au niveau du corps poreux ou au contraire de section beaucoup plus importante au niveau dudit corps poreux. Deux flasques circulaires (non représentées) d'un même matériau sont placés aux extrémités du cylindre 15 afin de permettre la fixation des transducteurs 11. Les transducteurs électroacoustiques 1 la et 1 lb sont par exemple des hautparleurs électrodynamiques et entretiennent dans le dispositif 10 un champ sinusoïdal quasi-plan de fréquence f=co/27r. Ce sont par exemple des haut-parleurs haute fidélité électrodynamiques classiques fabriqués par la société Davis sous la référence 13KLV5A d'un diamètre de 10 cm et d'une puissance nominale de 50W. Bien entendu, ils peuvent être remplacés par des transducteurs piézoélectriques. Le corps poreux 12, ou empilement, est de longueur sensiblement égale à celle du tube et est le siège de l'effet thermoacoustique proprement dit. L'empilement 12 est à titre préférentiel constitué d'un monolithe de céramique à canaux de section carrée. C'est un monolithe 12 du type de ceux utilisés pour la fabrication de pots catalytiques de véhicules automobiles et usiné de façon à 10 remplir la totalité du cylindre 15. La longueur d'un canal carré est égale à 2yo=0,9 mm et l'épaisseur d'une paroi séparant les deux canaux est de 2e5=0,1 mm. Ce type de monolithe 12 est particulièrement avantageux, disposant d'une géométrie régulière, rigide, de faible conductivité thermique. Il est de plus de faible coût. Ce monolithe 12 a, par exemple et de manière non limitative, les caractéristiques suivantes: masse volumique Ps de 1300kgm-3, conductivité thermique Ks=lWm-'K-1 et capacité calorifique Cs=1500Jkg-'K-1. Le dispositif 10 comporte en outre des échangeurs de chaleur non représentés dans la Fig. 1. Ceux-ci seront préférentiellement placés aux extrémités de du corps 20 poreux 12. A titre d'exemple, avec une tension d'alimentation du haut-parleur 1 la de 5 volts RMS (efficace), une tension d'alimentation du haut-parleur 1 lb de 10 volts RMS, un écart de température de l'ordre de 15 degrés Kelvin a été obtenu entre les extrémités de l'empilement 12. Ces performances sont identiques à celles 25 obtenues, dans des configurations similaires, avec des systèmes résonant d'encombrement (longueur) trois fois supérieur à celui du dispositif 10 selon l'invention. La Fig. 2a représente une coupe du second dispositif thermoacoustique dans lequel quatre transducteurs électroacoustiques sont utilisés. Dans ce type de dispositif thermoacoustique 20 réfrigérateur, un champ de pression noté py (non représenté) est généré par les sources 24b et 24d, alors qu'un champ de débit noté Uz (non représenté) est généré par les sources 24a et 24c. En appliquant ceci aux équations fondamentales précédemment rappelées dans le modèle à deux sources, nous obtenons donc: py= (poco2 /ico)(Up l+Up2)/(Vo+( 1 +(Y- 1)fh)Vs) pz= (poco2 /ioe)(Udl+Ud2) /(VO+( +(y-l)fh)Vs) Uy = (Upl-Up2)/(1-(ko2VoLs)/2Ss(1 -fv) 10 Uz = 2(Udl-Ud2)/(i-(kO 2VoLs)/2Ss(1 -fv) O Ls est la longueur de l'arête de la cavité qui est ici cubique. Les sources de pression étant alimentées en phase (Upl=Up2=Up) et les sources de débit en opposition de phase (Udl=-Ud2=Ud), les équations se résument à: 15 Uy=0 et pz=O p= (poCo02 /ico)2Up/(V+( +(Y- 1)fh)Vs) et par approximation: p= (poco2/ico)2Up/(V+Vs) 20 U=Ud/(l-(ko2VLs)/2Ss(l-fv)) et par approximation: U=Ud Ainsi, la pression p et le débit U sont découplés lorsque deux paires de transducteurs sont mis en oeuvre: la pression p est proportionnelle à la somme des 25 débits des sources de pression Upi et le débit acoustique est lui proportionnel à la différence des débits Udi; les deux effets sont donc considérés comme indépendants. Le débit volumique d'un transducteur 24 tel qu'un haut-parleur étant proportionnel à la tension électrique appliquée à ce transducteur 24, la pression acoustique est proportionnelle à la somme des tensions appliquées aux transducteurs 24b et 24d, tandis que la vitesse particulaire est, elle, proportionnelle à la différence des tensions appliquées aux autres transducteurs 24a et 24c. Ainsi, conformément à l'invention, en utilisant quatre transducteurs 24, en ajustant la phase relative entre les signaux, il est possible de générer un champ de 5 pression acoustique et un champ de vitesse particulaire élevés au niveau de l'empilement 22 ou du dispositif poreux équivalent et de réaliser un dispositif de réfrigération acoustique 20 sans avoir recours à un champ résonant demi ou quart d'onde, la longueur d'onde pouvant être très supérieure aux dimensions du dispositif 20. En terme de performances, la détermination du flux de chaleur thermoacoustique va permettre de déterminer les caractéristiques optimales du dispositif 20 tel que décrit. Le flux de chaleur thermoacoustique est composé de deux classes de facteurs, la première traduisant le flux de chaleur thermoacoustique à gradient de température 15 nulle et la seconde est un facteur limitant le flux de chaleur thermoacoustique indiquant que le flux de chaleur thermoacoustique cesse quand le gradient de température atteint sa valeur critique. Dans les systèmes à ondes stationnaires, pression et vitesse acoustiques sont en quadrature de phase, si bien que le flux de chaleur thermoacoustique est stimulé 20 par l'intensité acoustique réactive. Dans les systèmes à ondes propagatives, pression et vitesse acoustiques sont en phase, si bien que le flux de chaleur thermoacoustique est stimulé par l'intensité acoustique active. Contrairement aux systèmes à ondes stationnaires ou propagatives dans 25 lesquels la pression et la vitesse acoustiques sont déphasées de manière implicite et non modifiable, l'invention, en dissociant les champs de vitesse et de pression, permet avantageusement de régler librement la phase de ces deux champs. L'expression du flux de chaleur acoustique permet de déterminer la phase optimale théorique à maintenir entre le champ de pression et le champ de vitesse, cette phase est dans notre cas et pour de l'air à pression atmosphérique, de l'ordre de degrés. Ainsi, cette possibilité de réglage de la phase permet d'augmenter notablement les performances du dispositif 20 par rapport à l'état de la technique. Le réglage de la phase, grâce à l'invention, est désormais accessible dans les dispositifs thermoacoustiques. Il est alors possible de réaliser un réglage de la phase par asservissement et cela en fonction de l'état instantané du système. Il est à remarquer qu'avec l'emploi d'un fluide plus adapté que l'air aux 10 applications thermoacoustiques, par exemple un mélange Hélium-Xénon connu pour ses effets de minimisation des frottements visqueux, la phase optimale peut être différente de celle indiquée précédemment. Ce paramètre de phase peut aussi varier en fonction des dispersions entre les transducteurs. Un réfrigérateur thermoacoustique 20 à deux paires de transducteurs 24a et 15 24c, 24b et 24d, soit à quatre sources 24 met enjeu quatre hautparleurs 24 placés sur quatre faces 21 d'une cavité parallélépipédique rectangle, faces deux à deux. Les quatre sources 24a, 24b, 24c et 24d sont alimentées par des tensions électriques dont la fréquence est telle que la longueur d'onde reste grande par rapport aux dimensions du système. Un rapport de l'ordre du dixième entre les dimensions 20 du système et la longueur d'onde permet un bon fonctionnement du dispositif 20. Une paire de sources en vis-à-vis génère la pression acoustique, tandis que l'autre paire génère le déplacement particulaire. Les sources 24b et 24d gérant la pression sont alimentées en phase, tandis que les sources 24a et 24c gérant le déplacement sont alimentées en opposition de phase. 25 La phase relative entre sources de pression (24b, 24d) et sources de déplacement (24a, 24c) peut être fixée lors de la fabrication du dispositif 20 ou réglable manuellement ou encore modifiable en temps réel par asservissement, comme cela sera décrit ultérieurement en référence à la Fig. 3. L'empilement 22 est préférentiellement composé de plaques parallèles 22a à 30 22i et présente des ouvertures sur quatre côtés. Le dispositif 20 se compose par exemple d'une cavité de forme cubique d'arête de 3 cm environ. Cette cavité est délimitée par les côtés 21a, 21b, 21c et 21d. Les parois 21 sont réalisées avec un matériau à la fois isolant thermique et électrique. A titre d'exemple, il peut être réalisé en thermoplastique polyethercétone connu sous l'acronyme PEEK. Sur quatre de ses faces 21, sont placées les sources 24 maintenues au dispositif à l'aide de bagues de serrage non représentées. Les sources ont par exemple une fréquence de résonance de l'ordre de 1500Hz, fréquence optimisant les performances de l'empilement 22. Les sources 24 sont par exemple des transducteurs 10 piezoélectriques de référence FT- 50T-1.9A fabriqués par la société Bimorph KEPO. Il est à remarquer que l'utilisation de haut-parleurs autres que piezoélectriques peut aussi être envisagée. Préférentiellement, la face supérieure 21b du dispositif est amovible afin de pouvoir placer l'empilement, voire de permettre l'accès à celui- ci. Selon un mode particulier, au moins un microphone (non représenté) est encastré dans la face supérieure du dispositif de manière à ce que sa membrane soit affleurante à la paroi interne de la cavité. Ce microphone est particulièrement intéressant pour mesurer la pression à des points prédéterminés de la cavité et permettre un asservissement de celle-ci. Des échangeurs thermiques 23a et 23b sont placés respectivement en contact avec les parois 21c et 21a. Comme l'empilement occupe la quasi- totalité du volume, il est donc possible d'envisager de placer ces échangeurs thermiques contre les parois tout en gardant un rendement optimal. Bien sûr, en alternative, les échangeurs thermiques 23a et 23b peuvent être 25 intégrés à l'empilement 22. Selon un mode particulier, au moins un moyen de mesure de température non représenté est inclus dans l'empilement. Ce moyen de mesure de température, ici un thermocouple, est particulièrement intéressant pour mesurer la température à des points prédéterminés de l'empilement 22 et permettre un asservissement de celle-ci. Un dispositif de l'invention a été réalisé. Ses dimensions sont de l'ordre de 3*3*3 cm. Dans celui-ci, l'empilement occupe la quasi-totalité du volume interne du prototype. La Fig. 2b représente l'empilement 22. Dans le mode préféré, il est sous la forme d'un cube d'arête correspondant au volume interne du dispositif 20. Il est constitué par exemple d'un ensemble de feuilles en PVC d'une épaisseur inférieure à 100Htm et espacées de 200,tm les unes des autres. L'espacement est obtenu à l'aide de plots placés aux quatre coins des feuilles. Selon une variante particulièrement intéressante, l'empilement est réalisé en 10 utilisant les technologies MEMS (Micro Electro Mechanical System). Ces technologies permettent d'obtenir des empilements ayant des épaisseurs, des espacements bien inférieurs à ceux précédemment cités (de l'ordre d'une dizaine de micro mètres). Les technologies MEMS permettent aussi la réalisation d'empilements ayant des géométries adaptées aux besoins de la thermoacoustique. Il est aussi à remarquer que l'épaisseur, l'espacement, la géométrie sont déterminés en fonction de la fréquence du signal acoustique, de la composition du matériau ainsi que du fluide utilisé. La Fig. 3 représente le schéma bloc d'un système de commande du second dispositif thermoacoustique. Le dispositif 20 de la Fig. 2 comporte un capteur de pression noté 34, et deux capteurs de température 35a et 35b placés ici à proximité des échangeurs thermiques 23 représentés en Fig. 2. Un nombre plus important de capteurs 34 et 35 peut être utilisé afin de permettre une commande plus précise du dispositif thermoacoustique 20. 25 Les capteurs 34 et 35 sont reliés par exemple à un processeur 36. Le système comporte une source de tension 31 qui fournit un signal électrique sinusoïdal. Cette source de tension est une source de tension à fréquence variable qui peut par exemple être commandée par le processeur 36. Ce signal sinusoïdal est amplifié par des amplificateurs 33a, 33b, 33c et 33d. 30 Ces amplificateurs 33 sont par exemple des amplificateurs à gain programmable. Le gain de chacun des amplificateurs 33a, 33b, 33c et 33d peut être modifié afin de pouvoir corriger les dispersions existant au niveau des composants utilisés. Ce même signal sinusoïdal est aussi déphasé par des circuits déphaseurs 32a et 32b. Le circuit déphaseur 32a déphase le signal sinusoïdal de 180 degrés. Ce 5 déphasage peut être modifiable afin de pouvoir corriger les dispersions existant au niveau des composants utilisés. Ce déphasage permet d'optimiser, de contrôler la vitesse particulaire dans la cavité. Le circuit déphaseur 32b déphase le signal sinusoïdal de 110 degrés par exemple. Ce déphasage peut être modifiable afin de pouvoir corriger les dispersions 10 existant au niveau des composants utilisés ou plus particulièrement en fonction de la nature du fluide contenu dans la cavité. Ce déphasage permet d'optimiser la phase entre le champ de pression et le champ de vitesse. Un troisième circuit déphaseur 32c déphase le signal de sortie du déphaseur 32b. Ce déphasage peut être modifiable afin de pouvoir corriger les dispersions 15 existant au niveau des comn posants 33b, 33d, 24b et 24d utilisés. Le processeur 36 commande, à partir des informations fournies par les moyens de mesure 34 et 35, les moyens d'adaptation que sont les amplificateurs 33 et déphaseurs 32. Ainsi, le processeur 36 ajuste, en temps réel, soit à partir de tables de 20 correspondance stockées dans sa mémoire interne, soit par des incréments de commandes des amplificateurs 33 et des déphaseurs 32, les signaux électriques délivrés aux transducteurs 24a, 24b, 24c et 24d de manière à avoir des champs accordés de façon optimale. Les transducteurs 24a, 24b, 24c et 24d sont des transducteurs 25 piézoélectriques, mais il est possible d'utiliser des haut-parleurs électrodynamiques, des transducteurs électromagnétiques, électrostatiques, à électret, optoacoustiques, thermoacoustiques ou à plasma. Bien entendu, une réalisation d' un tel système de commande peut être réalisé entièrement avec des circuits analogiques. La Fig. 4 représente le schéma bloc d'un système de commande du dispositif thermoacoustique 10 tel que décrit en Fig. 1. Le dispositif 10 de la Fig. 1 comporte un capteur de pression noté 34, et deux capteurs de température 35a et 35b placés ici à proximité des échangeurs thermiques non représentés ici. Un nombre plus important de capteurs 34, 35 peut être utilisé afin de permettre une commande plus précise du dispositif thermoacoustique. Les capteurs 34 et 35 sont reliés par exemple à un processeur 36. Le système comporte une source de tension 31 qui fournit un signal électrique 10 sinusoïdal. Cette source de tension est une source de tension à fréquence ajustable qui peut par exemple être commandée par le processeur 36. Ce signal sinusoïdal est amplifié par des amplificateurs 33a et 33c. Ces amplificateurs 33 sont par exemple des amplificateurs à gain programmable. Le gain de chacun de ces amplificateurs 33a, 33c peut être modifié afin de pouvoir corriger 15 les dispersions existant au niveau des composants utilisés. Ce même signal sinusoïdal est aussi déphasé par un circuit déphaseur 32a. Le circuit déphaseur 32a déphase le signal sinusoïdal de 180 degrés. Ce déphasage peut être modifié afin de pouvoir corriger les dispersions existant au niveau des composants utilisés. Ce déphasage permet d'optimiser, de contrôler la 20 vitesse particulaire dans la cavité. Le processeur 36 commande, à partir des informations fournies par les moyens de mesure 34 et 35, les moyens d'adaptation que sont les amplificateurs 33 et déphaseurs 32. Ainsi, le processeur ajuste, en temps réel, soit à partir de tables de 25 correspondance stockées dans sa mémoire interne, soit par des incréments de commandes des amplificateurs 33 et des déphaseurs 32, les signaux électriques délivrés aux transducteurs la et 1 1b de manière à avoir des champs accordés de façon optimale. Ainsi, conformément à l'invention, en jouant sur les amplitudes des signaux 30 appliqués aux deux transducteurs 1 la et 1 lb, en ajustant la phase relative entre ces deux signaux, il est possible de générer un champ de pression acoustique et un champ de vitesse particulaire élevés et à relation de phase relative adaptée au niveau de l'empilement ou du dispositif poreux équivalent. L'emploi de deux amplificateurs 33a et 33c permet de gérer la pression acoustique, le déplacement particulaire et leurs phases respectives. Pour cela, les transducteurs 1 la et 1 lb sont alimentées en opposition de phase grâce au déphaseur 32a, ce qui confère un mouvement d'ensemble à la colonne de fluide contenue dans la cavité. Un des transducteurs 11, par exemple le transducteur l a, est alimenté par 10 une tension d'amplitude supérieure à celle du transducteur 1 lb, impliquant ainsi un déplacement plus important de sa membrane et engendrant ainsi un effet de compression. L'amplitude supérieure est obtenue en augmentant le gain de l'amplificateur 33a par rapport à celui de l'amplificateur 33c. Les transducteurs 1 la et 1 lb sont par exemple des transducteurs 15 piézoélectriques, mais il est possible d'utiliser des haut-parleurs électrodynamiques, des transducteurs électromagnétiques, électrostatiques, à électret, optoacoustiques, thermoacoustiques ou à plasma. Bien entendu, une réalisation d' un tel système de commande peut être réalisé entièrement avec des circuits analogiques. Il est à remarquer que l'invention est aussi applicable pour des dispositifs thermoacoustiques permettant de convertir l'énergie thermique en énergie acoustique. Il est à remarquer aussi que l'invention est aussi applicable dans un système comprenant un premier dispositif convertissant l'énergie thermique en énergie 25 acoustique et un second dispositif de réfrigération tel que décrit dans la présente demande et distant du premier dispositif. A titre d'exemple, le premier dispositif peut être placé dans ou à proximité du pot d'échappement d'un véhicule motorisé, le second dispositif est quant à lui placé dans la boite à gants dudit véhicule motorisé. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits ici, mais englobe, bien au contraire, toute variante à la portée de l'homme du métier. REVENDICATIONS 1) Dispositif thermoacoustique comprenant une cavité contenant entre autre un fluide, au moins une paire de transducteurs générant un champ de pression acoustique dans le fluide et un champ de vitesse particulaire du fluide, les transducteurs d'une paire étant placés en vis-à-vis sur des côtés de la cavité et 5 alimentés par des signaux électriques, caractérisé en ce que le dispositif comporte en outre des moyens d'adaptation des signaux électriques pour contrôler les champs de pression et de vitesse particulaire dans ladite cavité. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens 10 d'adaptation des signaux électriques pour contrôler les champs de pression et de vitesse particulaire dans ladite cavité contrôlent les champs de pression et de vitesse indépendamment. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la cavité 15 contient en outre un corps poreux. 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'adaptation sont composés de moyens de déphasage d'un signal électrique alimentant un transducteur par rapport à un autre signal électrique alimentant l'autre 20 transducteur de la même paire. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'adaptation des signaux électriques comportent en outre des moyens d'ajustement d'au moins une des amplitudes d'un des signaux électriques. 25 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'adaptation des signaux électriques comportent en outre des moyens d'ajustement des fréquences des signaux électriques. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la cavité est un cylindre et le dispositif comporte une paire de transducteurs placés aux extrémités dudit cylindre. 8) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le cylindre est de dimensions inférieures au quart de la longueur d'onde de la fréquence de fonctionnement. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le corps poreux est conformé pour occuper la quasi totalité du cylindre. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le corps poreux est un monolithe de céramique à canaux 15 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que les fréquences des signaux électriques sont ajustées en fonction du corps poreux. 12) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le dispositif comporte en outre au moins un échangeur de chaleur. 13) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif comporte deux paires de transducteurs. 25 14) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens d'adaptation comportent en outre des moyens de déphasage des signaux électriques alimentant les transducteurs d'une paire par rapport à au moins un des signaux électriques alimentant l'autre paire de transducteurs. 15) Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens de déphasage des signaux électriques alimentant les transducteurs déphasent les signaux électriques pour obtenir une phase prédéterminée entre le champ de pression et le champ de vitesse dans la cavité. 16) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la cavité est une cavité parallélépipédique, les transducteurs de chaque paire étant placés sur des faces opposées de la cavité parallélépipédique. 17) Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que la cavité est de dimensions inférieures au quart de la longueur d'onde de fonctionnement. 18) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le corps poreux est conformé pour occuper la quasi totalité de la cavité. 15 19) Dispositif selon la revendication 13 caractérisé en ce que le corps poreux est constitué d'un empilement de feuilles parallèles d'une épaisseur prédéterminée et espacées les unes des autres d'un espacement prédéterminé. 20) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que les transducteurs sont des haut-parleurs électrodynamiques. 21) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que les transducteurs sont des transducteurs piézoélectriques. 25 22) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que les transducteurs sont du groupes des transducteurs électromagnétiques, électrostatiques, à électret, optoacoustiques, thermoacoustiques ou à plasma. 23) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que le dispositif comporte en outre des moyens de mesure du champ de pression dans la cavité et en ce qu'il comporte en outre des moyens de génération de commandes des moyens d'adaptation, lesdites commandes étant générées à partir des informations fournies par les moyens de mesure du champ de pression. 24) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 23, caractérisé en ce que le dispositif comporte en outre des moyens de mesure du champ de vitesse particulaire du fluide dans la cavité et en ce qu'il comporte en outre des moyens de 10 génération de commandes des moyens d'adaptation, lesdites commandes étant générées à partir des informations fournies par les moyens de mesure du champ de vitesse particulaire. 25) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 23, caractérisé 15 en ce que le dispositif comporte en outre des moyens de mesure du champ thermique du fluide dans la cavité et en ce qu'il comporte en outre des moyens de génération de commandes des moyens d'adaptation, lesdites commandes étant générées à partir des informations fournies par les moyens de mesure du champ thermique. 26) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 23 à 25, caractérisé en ce que les commandes sont générées à partir des informations fournies par les moyens de mesure du champ de pression, du champ de vitesse particulaire et du champs de température.