Brevet FR2871984A1 — publié le 20051223

DISPOSITIF ET PROCEDE DE CHAUFFAGE DE CUVE PAR INDUCTION A MOYENNE FREQUENCE AVEC REFROIDISSEMENT L'invention concerne un dispositif de chauffage de cuve par induction à moyenne fréquence avec refroidissement. L'invention concerne aussi un procédé de chauffage de cuve, le plus souvent par la mise en oeuvre du dispositif selon l'invention. De nombreuses cuves, de capacités très différentes, sont utilisées par l'industrie. Dans le domaine de la chimie, elles sont appelées réacteurs chimiques . Dans le domaine de l'agro-alimentaire, elles sont appelées cuves de cuisson . Ces cuves sont à l'heure actuelle en majorité chauffées par de la vapeur issue de centrales de production de vapeur, ce qui entraîne des rendements énergétiques relativement bas (moins de 40%, mesuré comme le rapport de l'énergie absorbée par le produit à l'intérieur de la cuve sur l'énergie fournie par la centrale de production de vapeur). De plus, ces centrales utilisent souvent du gaz ou du fuel, ce qui peut être source de gaz à effet de serre. Enfin, la législation concernant l'exploitation de ces centrales est aujourd'hui très contraignante, surtout lorsque la vapeur est utilisée à température très élevée, typiquement au dessus de 200 C. Il est donc intéressant de disposer d'un système de chauffage desdites cuves par voie électrique. A ce titre, certaines cuves sont chauffées à l'heure actuelle par induction, avec ou sans système de refroidissement. Dans les cuves industrielles chauffées par induction, un refroidissement de la cuve assez efficace est assuré par un contour spiralé en tube d'acier inox, de section transversale demi-circulaire, brasé sur la partie extérieure de la cuve du réacteur, de type demi coquille . L'axe de cette spirale est sensiblement l'axe de la cuve. Ce type de réacteur avec une cuve en acier inox est prévu pour fonctionner à différentes fréquences dont la fréquence du réseau qui est de 50 Hz ou de 60 Hz selon les pays. Malheureusement, comme nous allons l'expliquer à présent, un tel système de refroidissement ne peut être utilisé en pratique que sur des cuves chauffées par induction à la fréquence du réseau. En effet, un tel système de refroidissement consiste à souder sur les parois de cuves un circuit hydraulique en demi coquilles inox, parcouru par un fluide de refroidissement. La figure 1 représente de façon schématique en coupe un tel dispositif 1 de chauffage par induction et de refroidissement d'une cuve 2 selon l'art antérieur. On peut y voir une cuve 2 sensiblement d'axe X'X, que l'on doit chauffer et refroidir. La cuve 2 est ici de forme sensiblement paraboloïde. La cuve 2 est généralement en inox et entourée d'un système de refroidissement 3 constitué de demi coquilles 30 assemblées en un serpentin 3 enroulé autour de la cuve 2. Le système 3 de demi coquilles 30 est généralement en inox et a été soudé sur les parois de la cuve 2. Un fluide de refroidissement peut alors circuler tout autour de la cuve 2 dans les demi coquilles 30 du serpentin 3. Autour du système de refroidissement 3, se trouve une ou plusieurs bobine(s) d'induction ou inducteur(s) 5. En général, la paroi de la cuve 2 est d'épaisseur d'environ 5 mm, la demi coquille 30 est en coupe un demi cercle de diamètre d'environ 5 à 6 cm, et l'épaisseur de la paroi de la demi coquille 30 est d'environ 2 à 3 mm. Un tel système 1 est par exemple utilisé autour d'une cuve 2 de capacité de 8 m3. En phase de chauffage, le circuit de refroidissement 3 est purgé et l'inducteur 5 chauffe la cuve 2, par l'intermédiaire du serpentin 3 de demi coquilles 30. Ainsi le transfert thermique à la cuve 2 est dégradé, ce qui se traduit par des surchauffes aux sommets 31 des demi coquilles 30, lesdites surchauffes pouvant atteindre des valeurs importantes selon la fréquence utilisée. Par exemple la surchauffe peut atteindre 600 C à 50 Hz, et 1000 C à 1000 Hz. Ainsi, malheureusement, en fréquence de 1000 à 2000 Hz, le système de refroidissement en demi coquilles, qui est proche de l'inducteur, est plus chauffé que la cuve, ce qui dégrade les soudures des demi coquilles du fait des dilatations thermiques différentielles. C'est pourquoi les cuves demi coquillées ne peuvent être chauffées qu'au moyen d'une induction à basse fréquence (typiquement 50 ou 60 Hz). D'autres désavantages majeurs du chauffage par induction à 50 Hz ou à 60 Hz sont le niveau très important des vibrations et bruits dus aux forces électromagnétiques et la nécessité d'assurer l'équilibrage de la puissance électrique appelée par la cuve par rapport au réseau triphasé d'alimentation. Ces problèmes disparaissent en alimentation moyenne fréquence. En plus, l'efficacité énergétique de la cuve augmente et le prix de l'équipement d'alimentation électrique diminue avec l'augmentation de la fréquence. C'est pour toutes les raisons évoquées ci-dessus qu'un autre type de système de chauffage et de refroidissement de cuve devait être trouvé, de préférence de type inductif à moyenne fréquence, incorporant un système de refroidissement efficace. L'invention concerne donc un dispositif de chauffage par induction à moyenne fréquence et de refroidissement de cuve, destiné à entourer au moins partiellement un emplacement de cuve et comprenant au moins un système de refroidissement et au moins un système de chauffage par induction, le système de refroidissement s'intercalant au moins en partie entre le système de chauffage par induction et l'emplacement de cuve, ledit dispositif étant caractérisé en ce que le système de refroidissement comprend au moins une enveloppe conductrice de l'électricité destinée à entourer au moins partiellement l'emplacement de cuve, ladite enveloppe étant destinée à permettre une circulation de fluide de refroidissement entre elle-même et ledit emplacement de cuve, et ladite enveloppe étant sensiblement transparente au champ magnétique moyenne fréquence susceptible d'être généré par ledit système de chauffage par induction. Par sensiblement transparente au champ magnétique moyenne fréquence , on entend selon l'invention que, pour une induction de champ magnétique moyenne fréquence par ledit système de chauffage par induction, les pertes de puissance sont extrêmement réduites, c'est-à-dire que le dispositif a réussi à minimiser voire à pratiquement supprimer le rapport de la puissance induite dans l'enveloppe à la puissance utile, induite dans la cuve. Par moyenne fréquence , on entend généralement selon l'invention une fréquence de 200 à 100 000 Hz, de préférence de 1 000 à 2000 Hz. Le système de chauffage par induction est le plus souvent un inducteur. Par inducteur , on entend selon l'invention un circuit inducteur, alimenté en courant alternatif de façon à induire un champ magnétique alternatif, et donc des courants de Foucault dissipateurs de chaleur par effet Joule. Ce sont généralement mais pas toujours des bobinages en cuivre (solénoïdes). Selon une réalisation préférée de l'invention, le dispositif comprend une cuve et l'emplacement de cuve est alors ladite cuve. Bien entendu, ladite enveloppe étant destinée à permettre une circulation de fluide de refroidissement entre elle-même et ledit emplacement de cuve, elle est de façon particulièrement préférée étanche pour permettre une circulation efficace de fluide de refroidissement en son sein. C'est pourquoi on peut aussi parler de double enveloppe, car c'est en quelque sorte comme une deuxième paroi pour la cuve lorsque celle-ci est présente dans l'emplacement de cuve. Le fluide de refroidissement est généralement de l'eau, de la vapeur d'eau, de l'air, ou tout autre fluide de refroidissement connu de l'homme du métier. De préférence selon l'invention, l'enveloppe est destinée à entourer de façon sensiblement équidistante l'emplacement de cuve, c'est-à-dire que l'enveloppe est sensiblement équidistante de l'emplacement de cuve. Cela permet d'optimiser le refroidissement et le chauffage. Bien sûr, selon l'invention, le système de chauffage par induction est le plus proche possible de l'enveloppe, de préférence sensiblement équidistant de ladite enveloppe. Cela permet d'optimiser le chauffage. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux et particulièrement préféré selon l'invention, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que ladite enveloppe est en majeure partie, de préférence pratiquement en totalité, constituée d'un matériau amagnétique et de résistivité supérieure ou égale à 50.10-8 S2.m, et en ce que l'enveloppe est fendue à au moins un, de préférence au moins deux, de façon encore plus préférée au moins trois, endroits sur une majeure partie, de préférence sur pratiquement la totalité, d'une de ses longueurs, selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction principale de circulation des courants induits. Par direction de circulation des courants induits , on entend selon l'invention la direction de circulation naturelle des courants induits, image des courants du système de chauffage par induction en vis-à-vis. Une direction sensiblement perpendiculaire est avantageusement principalement celle qui coupe les courants induits. Par principale , on entend selon l'invention majoritaire voire de la majeure partie. Par exemple, dans le cas d'un cylindre chauffé par un inducteur solénoïde dont l'axe de révolution est sensiblement l'axe du cylindre, ladite longueur peut être une génératrice. Ce qui est important c'est que ladite longueur soit sensiblement perpendiculaire aux courants induits qui seraient générés dans l'enveloppe par le système de chauffage par induction en l'absence desdites fentes. Par amagnétique ou non magnétique , on entend selon l'invention de perméabilité magnétique relative r proche de 1 (à quelques pourcents près). Avantageusement, à efficacité énergétique pratiquement égale (voire légèrement supérieure) à celle d'un dispositif de l'art antérieur fonctionnant à 50 Hz ou à 60 Hz, le dispositif selon l'invention permet de travailler en chauffage et refroidissement à moyenne fréquence. Cela est d'autant plus surprenant que les épaisseurs d'effet de peau d'acier inoxydable sont d'environ 75 à 85 mm à 50 Hz, de 16 à 20 mm à 1000 Hz et de 10 à 14 mm à 2000 Hz (selon la nature de l'acier inoxydable mis en jeu). La présence de cette ou ces fentes selon l'invention permet avantageusement de disposer de la meilleure transparence possible au champ magnétique car les courants induits circulent en un mouvement de vaet-vient, tantôt dans le sens naturel tel que le considère l'homme du métier, tantôt dans le sens contraire et donc défavorable, leur mouvement étant arrêté par la ou les fentes. Il en résulte alors que la valeur de l'intensité des courants induits est fortement réduite. Un tel mode de réalisation selon l'invention permet en particulier de disposer avantageusement d'un dispositif de coût d'investissement moindre par rapport à ceux de l'art antérieur. De préférence, ledit matériau est choisi parmi des matériaux céramiques conducteurs de l'électricité (par exemple, mais non limitatif, du carbure de silicium), des matériaux composites carbone - carbone et de l'acier inoxydable, de préférence ledit matériau est de l'acier inoxydable. Un tel acier inoxydable est généralement non magnétique. On appelle de façon courante " matériau composite" un matériau qui est constitué d'au moins deux matériaux de nature différente, qui sont le renfort et la matrice. On entend selon l'invention, par matériau composite carbone - carbone , un matériau dont le support et la matrice comprennent des fibres de carbone. Selon ledit mode de réalisation, de préférence, ladite ou lesdites fentes délimitent au moins deux, de préférence au moins trois, secteurs distincts de l'enveloppe. Le nombre optimal de secteurs est établi de façon aisée par l'homme du métier au cas par cas. Ledit nombre dépend en particulier de la taille de l'emplacement de cuve, et plus précisément de sa circonférence. Dans un mode de réalisation préféré, ladite fente est remplie par une matière non conductrice et apte à supporter un fort gradient thermique. Une telle matière est de préférence étanche, mais il est aussi possible selon l'invention de l'associer à au moins un moyen d'étanchéité, de façon à ce que ladite fente soit étanche. Ladite matière est par exemple un mat de verre. Le mat de verre est généralement constitué par des fibres de roving coupées généralement à 50 cm de longueur, disposées de façon quelconque et liées entre elles à l'aide d'un liant compatible avec les résines polyester. On désigne généralement sous le nom de "tissus roving" ou "roving", le tissu à fils continus assemblés parallèlement et non retordus. Les poids courants des mats sont de 300 gr, 450 gr, 600 gr/m2. Selon un mode de réalisation du dispositif de l'invention, dépendant du mode de réalisation précédent de présence de fentes, ladite enveloppe comprend en outre au moins une, de préférence au moins deux, de façon encore plus préférée une pluralité de, petites fentes à au moins en une de ses extrémités, elles aussi selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction principale de circulation des courants induits. Par une pluralité de , on entend selon l'invention au moins trois. Par petite on entend de dimension restreinte (de 10 à 60% par exemple) par rapport à la longueur maximale qu'aurait une fente sur la totalité de ladite direction sensiblement perpendiculaire. Cela est particulièrement utile et suffisant dans le cas où l'enveloppe de refroidissement sort au moins partiellement de la zone d'influence du système de chauffage par induction. Ces petites fentes sont généralement présentes sur une partie seulement de la zone d'influence du système de chauffage par induction et sont prolongées sur une partie de la zone hors d'influence du système de chauffage par induction, de préférence sur la quasi totalité de la zone hors d'influence. Par zone d'influence , on entend selon l'invention une zone où l'influence dudit système se ressent, ainsi que le connaît l'homme du métier. Une telle zone comprend majoritairement les zones en regard ou en vis-à-vis dudit système. La présence de ces petites fentes selon l'invention permet avantageusement de diminuer les pertes, en particulier en regard des zones limites du système de chauffage par induction où le champ magnétique peut être bidirectionnel. En effet, en l'absence de ces petites fentes aux extrémités, les courants induits se rebouclent localement, passant de la zone d'influence du système de chauffage par induction à la zone hors d'influence dudit système. Ces petites fentes contrarient la circulation naturelle des courants induits à cet endroit, allongent le chemin parcouru par lesdits courants et forcent lesdits courants à revenir dans la zone d'influence du système de chauffage par induction où ils circulent alors dans le sens contraire au sens naturel tel que le considère l'homme du métier, et, par conséquent, en atténuent fortement l'intensité. Dans un mode de réalisation préféré, lesdites petites fentes sont remplies par une matière non conductrice et apte à supporter un fort gradient thermique. Une telle matière est de préférence étanche, mais il est aussi possible selon l'invention de l'associer à au moins un moyen d'étanchéité, de façon à ce que ladite fente soit étanche. Ladite matière est par exemple un mat de verre. La solution choisie pour remplir les petites fentes est, de façon préférée, identique à celle choisie pour remplir les fentes principales. Selon un mode de réalisation du dispositif de l'invention, dépendant du mode de réalisation précédent de présence de fentes, et indépendant ou non du mode de réalisation précédent de présence de petites fentes, ladite enveloppe comprend en outre au moins une, de préférence deux, spires de Frager à au moins une de ses extrémités, sensiblement transversale(s) par rapport à ladite longueur c'est-à-dire sensiblement parallèle à la direction principale de circulation des courants induits, généralement image des courants du système de chauffage par induction en vis-à-vis. De préférence, ladite spire est principalement en matériau conducteur tel que du cuivre. De préférence, ladite spire est brasée sur au moins une partie de la face externe de l'enveloppe. La présence d'une telle spire de Frager, ou bague de déphasage, joue avantageusement le rôle d'anneau de garde, et permet avantageusement de diminuer les pertes, en particulier en regard des zones limites du système de chauffage par induction. En effet, le champ magnétique est ramené vers la zone en regard de l'inducteur. De plus, elle réduit considérablement la circulation des courants induits dans les brides lorsque des brides sont présentes (telle que les brides 8, 16 et 17 de la figure 2 qui sera explicitée ci-après), évitant ainsi à devoir les fendre. La présence conjuguée de petites fentes et de spire de Frager est aussi particulièrement avantageuse selon l'invention, car elle permet une perte d'énergie minimisée par rapport à la seule présence de fentes selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Cela est particulièrement utile dans le cas où l'enveloppe de refroidissement est de très grande dimension par rapport à la dimension du système de chauffage par induction, en particulier si l'utilisation d'une cuve requiert une efficacité particulière du refroidissement; tel que par exemple un refroidissement à réaliser dans un temps très court. Dans cette configuration, les petites fentes peuvent être avantageusement prolongées hors de la zone d'influence de l'inducteur jusqu'à la spire de Frager. L'invention concerne aussi un procédé de chauffage par induction à moyenne fréquence et de refroidissement de cuve comprenant la mise en oeuvre d'un dispositif selon l'invention par chauffage d'une cuve par induction à l'aide du système de chauffage par induction et/ou refroidissement de ladite cuve à l'aide du système de refroidissement. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre non limitatif, par référence aux figures 1 à 8. La figure 1 représente de façon schématique en coupe un dispositif 1 de chauffage par induction et de refroidissement d'une cuve 2 selon l'art antérieur. La figure 2 représente schématiquement une vue en coupe selon II - II d'un dispositif 10 de chauffage par induction et de refroidissement d'une cuve 20 selon l'invention. La figure 3 représente schématiquement une vue en perspective du système 13 de refroidissement du dispositif 10 selon l'invention de la figure 2. Les figures 4 à 6 représentent une vue en perspective, sous forme partielle de figure éclatée, d'un système de refroidissement 130 et d'une cuve 200 selon l'invention, en modélisation. Les figures 7 et 8 représentent une vue en perspective, sous forme partielle de figure éclatée, en modélisation, de la géométrie et du maillage du champ électromagnétique d'un système de refroidissement 130 et d'une cuve 200 selon l'invention des figures 4 à 6. La figure 1 représente de façon schématique en coupe un dispositif 1 de chauffage par induction et de refroidissement d'une cuve 2 selon l'art antérieur. Elle a été explicitée précédemment, en préambule. La figure 2 représente schématiquement une vue en coupe, selon II - II, d'un dispositif 10 de chauffage par induction et de refroidissement d'une cuve 20 selon l'invention. La cuve 20 représente ici l'emplacement de cuve 20 selon l'invention. C'est-à-dire que dans ce cas pratique l'emplacement de cuve 20 a été rempli par la cuve 20. La cuve 20 est de forme sensiblement cylindrique d'axe YY'. La cuve 20 est équipée en son fond d'une ouverture (non représentée) permettant sa vidange. Le dispositif 10 est aussi de forme sensiblement cylindrique d'axe YY'. Le dispositif 10 est constitué essentiellement d'une enveloppe 13 pour liquide de refroidissement, d'une bobine ou inducteur (51,50), qui représente le système de chauffage (50, 14b,51) par induction selon l'invention, en 15 deux parties: une bobine supérieure 50, sensiblement cylindrique, et une bobine inférieure 51, incluant une section conique vers le fond de la cuve 20. Des barreaux de culasses magnétiques ou culasse, de référence 14, sont disposés à l'extérieur des inducteurs selon les génératrices des bobines 50 et 51, sensiblement uniformément répartis sur la circonférence des enroulements desdites bobines 50 et 51. La culasse 14 est représentée de façon partielle ici de façon à faciliter à visibilité de la figure 2 en ne la surchargeant pas. Lesdits barreaux de culasses magnétiques ou culasse 14 comportent un corps des barreaux 14d et trois têtes de culasse qui sont 14a, 14b et 14c. Selon l'invention, les deux bobines 51 et 50 sont généralement séparées soit par une zone vide, soit par une excroissance des culasses appelées alors "tête de culasse" 14b, soit sont contiguës. Ici les deux bobines 50 et 51 sont séparées par une tête de culasse 14b. Bien entendu, la présence des deux inducteurs 50 et 51 et des culasses 14 n'est pas obligatoire selon l'invention, mais correspond à un simple mode de réalisation du chauffage qui dans ce cas particulier réclame deux zones de chauffe, d'où les deux inducteurs 50 et 51, ainsi qu'une protection vis-à-vis des champs magnétiques à l'extérieur d'où les culasses 14. La cuve 20 est chargée de chauffer le liquide ou le solide ou le semi solide qui sera traité à l'intérieur de la cuve 20 pendant la période d'alimentation électrique de l'inducteur (50,51). L'enveloppe 13 comporte elle-même un espace intérieur 11 pour liquide de refroidissement. L'enveloppe 13 est par exemple et de préférence en acier inoxydable. L'espace 11 est sensiblement annulaire. L'enveloppe 13 est fendue en trois fentes 15, 21 et 22, sur toute sa hauteur. Elle comporte donc trois secteurs. Lesdites fentes 15, 21 et 22 ont été remplies par un composé 12 étanche et isolant électrique, par exemple du mat de verre. Cette enveloppe 13 et surtout ces fentes 15, 21 et 22 sont mieux explicitées sur la figure 3. En sa partie supérieure, l'enveloppe 13 comporte une bride circulaire 17, un couvercle ou partie supérieure 16 circulaire, ainsi qu'une spire de Frager 26. En sa partie inférieure, l'enveloppe 13 comporte une bride circulaire 8 et un espace creux 19 coïncidant avec un trou de vidange de la cuve 20. Les pièces 8, 16 et 17 ne sont pas fendues par les fentes 15, 21 et 22. Avantageusement, cela permet de ne pas fragiliser le dispositif 10. La présence de la spire de Frager 26 réduit l'effet éventuellement néfaste, au sens électromagnétique, des brides 8, 16 et 17 non fendues. Les pièces 8, 16 et 17 pourraient être fendues par les fentes 15, 21 et 22 dans le cadre de l'invention, ce qui serait avantageux au sens électromagnétique. Des joints toriques 7 et 8 entre la cuve 20 et le dispositif 10 sont indiqués sur la figure 2. Ils sont effectués lors de la réalisation du dispositif 10, qui est généralement ainsi dédié à la cuve 20. La fabrication de l'enveloppe 13 fendue selon l'invention est facile à concevoir et à réaliser pour l'homme du métier, mais nous allons brièvement donner ici quelques caractéristiques d'un mode de réalisation. L'enveloppe 13 est fabriquée d'une seule pièce selon les techniques habituelles, de roulage (qui sont les mêmes utilisées pour la réalisation de la cuve 20). Une fois réalisé un recuit, on pratique les fentes au moyen par exemple d'une meuleuse (disque). Les différentes pièces du dispositif 10 s'enfilent les unes dans les autres. La figure 3 représente schématiquement une vue en perspective du système 13 de refroidissement du dispositif 10 selon l'invention de la figure 2. La figure 3 permet de mieux expliciter l'enveloppe 13 et surtout les fentes 15, 21 et 22, ainsi que des petites fentes 23, 24 et 25, 27, 28 et 29, et 32, 33 et 34, et la spire de Frager 26. Les figures 4 à 6, et 7 et 8, sont explicitées dans l'exemple de modélisation et de validation ci-après. EXEMPLE L'exemple qui suit illustre l'invention sans pour autant en limiter la portée. Il a été réalisé par simulation numérique. Puis une réalisation en test réel partiel est venue valider cette simulation. MODELE PHYSIQUE DE LA CUVE CHAUFFEE PAR INDUCTION, MUNIE D'UNE ENVELOPPE METALLIQUE DE REFROIDISSEMENT Les figures 4 à 6 représentent une vue en perspective, sous forme partielle de figure éclatée, d'un système de refroidissement 130 et d'une cuve 200 selon l'invention, en modélisation. On y aperçoit les régions du domaine de calcul, sièges des courants induits, ainsi qu'il est explicité ci-après. Ainsi qu'il est montré sur les figures 4, 5 et 6, la cuve 200 est modélisée, ainsi qu'une enveloppe 130 qui comporte les pièces BR_SUP, S1, SP_SUP, FENTE SUP, S2, S3, S4, FENTE_INF, BR_INF et SP_INF. Les correspondances avec la figure 2 sont les suivantes: Les pièces S1, S2, S3, S4 correspondent à un demi-secteur de l'enveloppe 13 (enveloppe 130 ici). Le découpage en quatre est réalisé pour des besoins purement numériques mais il correspond à une seule et même entité physique. Les pièces TS1, TS2 correspondent à la cuve 20 de la figure 2 (cuve 200 ici). Là encore, le découpage en deux est réalisé pour des besoins purement numériques. La pièce BR-SUP correspond à la bride supérieure 17. La pièce BR-INF correspond à la bride inférieure 8. La pièce SP-SUP correspond à la spire de Frager 26 supérieure. La pièce SP-INF correspond à une spire de Frager inférieure.(non montrée sur figure 2) Les pièces FENTE-SUP correspondent aux petites fentes supérieures 23, 24 et 25, 27, 28 et 29, et 32, 33 et 34. Les pièces FENTE-INF correspondent à des petites fentes inférieures.(non montrées sur figure 2). L'enveloppe 130 contient trois secteurs 130a, 130b et 130c à 120 (seul le secteur 130a est représenté à moitié sur les figures 4 et 6), placés autour de la cuve 200, tel qu'il est montré sur les figures 4 et 6 en particulier. Lesdits secteurs 130a, 130b et 130c sont séparés par trois fentes longitudinales (non représentées) entre les brides annulaires BR_SUP et BRINF. Ainsi, les courants induits dans l'enveloppe de refroidissement 130 ne passent pas d'un secteur à l'autre. Dans le cas des figures 4 à 6, la surface de la cuve 200 couverte en direction tangentielle par chacun des trois secteurs de l'enveloppe correspond à l'angle au centre du dispositif de 360 /3 = 120 . Chaque secteur 130a, 130b et 130c a un plan vertical de symétrie, ainsi que les régions cuve 200 et enveloppe 130 dans le domaine de calcul du champ électromagnétique. Les figures 4 à 6 représentent un secteur de 1800/3 = 60 de la géométrie complète du dispositif, c'est-à-dire le demi secteur 130a. D'autre part, l'enveloppe 130 est aussi telle qu'elle comporte sept fentes par secteur (trois étant visibles sur le demi secteur 130a des figures 4 et 6, la quatrième étant placée à la limite de la géométrie modélisée). Les deux tubes en cuivre en court-circuit SP SUP et SP INF sont brasés sur l'enveloppe 130 au niveau des extrémités de l'inducteur. Leur présence assure la réduction de la puissance induite dans les régions S1 et S4 de l'enveloppe 130, et le refroidissement de l'enveloppe 130 pendant le chauffage du dispositif. Les fentes verticales FENTE SUP et FENTE INF dans les secteurs 130a, 130bt 130c, placées au voisinage des extrémités de l'inducteur (50,14b,51), sont destinées à réduire la puissance induite dans l'enveloppe 130 de refroidissement. L'inducteur (50,14b,51) du dispositif 10 est tel que représenté sur la figure 2, et comporte essentiellement deux bobines 50 et 51. La bobine supérieure 50 est cylindrique et la bobine inférieure 51 inclut une section conique vers le fond du dispositif 10. MODELES MATHEMATIQUES POUR LE CALCUL DES COURANTS INDUITS Différents modèles connus des numériciens tels que le modèle A-V (potentiel vecteur magnétique et potentiel scalaire électrique), le modèle A* (potentiel vecteur modifié) ou le modèle T-c créd (potentiel vecteur électrique, potentiel scalaire magnétique et potentiel scalaire magnétique réduit par rapport au champ magnétique Biot et Savart) sont susceptibles d'être employés, cette liste n'étant pas limitative. Ici c'est le modèle T0 Oréd qui a été employé. Étant donnée la faible épaisseur de la cuve 200 et de l'enveloppe 130, une technique numérique de saut de potentiel a été utilisée pour ces deux régions. Cette technique permet de s'affranchir du maillage en volume dans l'épaisseur de la cuve 200 et de l'enveloppe 130. La répartition des courants induits dans l'épaisseur est déterminée par la résolution analytique à une dimension des équations de Maxwell qui régissent le phénomène de chauffage par induction. DOMAINE DE CALCUL ET CONDITIONS AUX LIMITES Les figures 7 et 8 représentent une vue en perspective, sous forme partielle de figure éclatée en modélisation, de la géométrie et du maillage du champ électromagnétique d'un système de refroidissement 130 et d'une cuve 200 selon l'invention des figures 4 à 6. On y aperçoit la géométrie et le maillage du domaine de calcul 3D du champ électromagnétique, ainsi qu'il est explicité ci-après. Le domaine de calcul du champ électromagnétique 3D dans les figures 7 et 8 correspond à une enveloppe 130 avec trois secteurs 130a, 130b et 130c. Il est délimité par deux plans verticaux de symétrie et représente 1/6 de la géométrie complète du dispositif 10. Un plan P2 contient la fente longitudinale qui sépare deux secteurs successifs de l'enveloppe 130 et Pl est un plan de symétrie du secteur contenu dans le domaine de calcul. Le domaine de calcul contient les régions indiquées dans la figure 5 - la cuve 200, TS1 et TS2 et dans la Figure 6 - l'enveloppe 130 et la région AIR qui inclut les deux bobines 50 et 51 de l'inducteur (50,51). Par l'intermédiaire de la région non-conductrice et non magnétique BOITE INFINIE le modèle numérique prend en considération l'extension jusqu'à l'infini de la région du champ magnétique en utilisant une méthode numérique basée sur l'invariance des équations aux dérivées partielles par une transformation conforme du domaine ouvert. La composante normale du champ magnétique est nulle aux limites P1 et P2 du domaine de calcul et la condition de champ nul à l'infini est prise en considération par le modèle. La condition particulière consistant à annuler la composante normale de la densité des courants induits s'applique sur les frontières de l'enveloppe 130 qu'on interdit aux courants induits de traverser. Il s'agit de la fente dans l'enveloppe placée dans le plan P2 et des lignes FENTE_SUP et FENTE INF. Les données communes des applications numériques analysées ici sont les suivantes: É diamètre extérieur de la cuve, 600 mm; É épaisseur de la cuve, 3 mm; É diamètre extérieur de l'enveloppe, 640 mm; É épaisseur des régions S1, S2, S3 et S4 de l'enveloppe, 1 mm; É épaisseur des brides BR SUP et BR INF de l'enveloppe, 8 mm; É résistivité des régions S1, S2, S3, S4, BR_SUP et BRINF de l'enveloppe et TS1 et TS2 de la cuve (acier inox), 1 Ftnm; É perméabilité relative des régions S1, S2, S3, S4, BRSUP et BRINF de l'enveloppe et TS1 et TS2 de la cuve (acier inox), 1; É diamètre intérieur de l'inducteur {50,51), 676 mm; É diamètre extérieur de l'inducteur (50,51), 700 mm; É hauteur de la cuve 200, 924 mm; É position du tube supérieur BR_SUP en court-circuit, 94 mm de l'extrémité supérieure de la cuve 200; É section transversale des tubes SPSUP et SP_INF en cuivre en court- circuit, 12 mm x 12 mm, épaisseur 1 mm et résistivité 0,02 ûm; É diamètre moyen du tube inférieur SPINF en court-circuit, 184 mm; É position de la bobine supérieure 50 de l'inducteur de la cuve et 51 de la bobine la bobine É hauteur des petites fentes supérieures 50 mm dans la région S1 et 150 mm dans la région S2; et É hauteur des petites fentes inférieures 186 mm dans la région S3 et 15 mm dans la région S4. Une application numérique en absence de l'enveloppe 130 donne la valeur suivante de la puissance induite dans la cuve 200: 708,3 kW. Les valeurs de la puissance induite dans les différentes zones conductrices du dispositif pour f = 2000 Hz, trois secteurs, et trois fentes supérieures FENTE SUP et inférieures FENTEINF sur chaque secteur 130a, 130b, ou 130c, de l'enveloppe 130, sont les suivantes: S1 de l'enveloppe 130; S2 de l'enveloppe 130; S3 de l'enveloppe 130; S4 de l'enveloppe 130; (50,51), 106 mm de l'extrémité supérieure 200; É hauteur de la bobine supérieure 50, 420 mm; É distance entre les deux bobines 50 15 l'inducteur (50,51), 40 mm; É nombre de spires quarante-sept dans supérieure 50 et quarante-deux dans inférieure 51; É courant dans l'inducteur (50,51), 400 Aeff;. 0698,64 kW puissance utile dans la cuve 200; ^ 0,271 kW dans la région BR_SUP de l'enveloppe 130; 02,267 kW dans la région 03,680 kW dans la région É 4,807 kW dans la région 00,489 kW dans la région É 0,088 kW dans la région BR_INF de l'enveloppe 130; É 1,066 kW dans la spire de Frager supérieure, SPSUP; É 0,246 kW dans la spire de Frager inférieure, SP_INF. La valeur 12,91 kW de la puissance totale induite dans l'enveloppe 130 de la cuve 200 caractérise une enveloppe 130 de refroidissement assez transparente au champ magnétique inducteur, parce que ces pertes représentent seulement 1,81 % de la puissance induite totale. Les pertes obtenues sont donc très réduites. CONCLUSION DE LA SIMULATION NUMERIQUE Les résultats de l'analyse en éléments finis concernant la distribution des courants induits dans une cuve 200 chauffé par induction et dans son enveloppe 130 de refroidissement montrent la transparence au champ magnétique des circuits de refroidissement très efficaces dans les réacteurs chimiques performants, alimentés en moyenne fréquence (ici 1000 à 2000 Hz). VALIDATION L'analyse a été validée par test réel sur un réacteur de 250 litres. L'enveloppe du réacteur comprend trois secteurs sans petites fentes. La séparation verticale entre les trois secteurs s'étendait seulement entre deux anneaux en cuivre, alors que dans le modèle numérique la séparation est plus longue, entre les deux aires extrêmes BR SUP et BR INF. La forme et les dimensions de la cuve étaient imposées par ce matériel disponible. Il serait certainement possible, selon l'invention, d'optimiser une forme et une dimension de cuve. Un test d'alimentation en courant à basse puissance (20 à 40 kW), pour trois fréquences différentes 1040, 1720 et 3140 Hz, a été réalisé. Il porte uniquement sur le chauffage, et n'a pas considéré le refroidissement et l'étanchéité de l'enveloppe. La cuve était entièrement remplie d'eau qui a été portée à 60 C. Les résultats trouvés ont été les suivants. En l'absence d'enveloppe de refroidissement un rendement énergétique autour de 95% a été déterminé. En conséquence, les pertes de puissance dans l'inducteur représentent 5% de la puissance totale. Quand la fréquence augmente, la valeur relative des pertes de puissance dans l'enveloppe augmente. Les pertes de puissance totale, dans l'inducteur et dans l'enveloppe, représentent environ 17% de la puissance totale fournie, pour 1720 Hz, et 27% pour 3140 Hz ce qui représente une augmentation de 59%. Pour la fréquence de 1720 Hz, un rendement énergétique de 83% a été calculé. Il en résulte que les pertes de puissance dans l'enveloppe représentent 17 - 5 = 12% de la puissance totale. Une optimisation de l'enveloppe de refroidissement par rapport à sa transparence au champ magnétique inducteur serait possible, en ajustant le nombre des secteurs de l'enveloppe autour de la cuve et le nombre et les dimensions des petites fentes qui assurent la réduction des pertes de puissance. On pourrait ainsi, selon des premières estimations, obtenir un rendement de l'ordre de 90%. Avec une alimentation en moyenne fréquence et une enveloppe de refroidissement de la cuve assez transparente, il serait possible de construire des réacteurs avec un rendement énergétique autour de 90 %, supérieure aux réacteurs en fonction, un refroidissement très efficace de la cuve, impact réduit sur l'environnement et prix réduit. Bien sûr, sans sortir du cadre de l'invention, l'homme du métier est à même de concevoir aisément des éléments de réalisation du dispositif selon l'invention les plus appropriés, tels que des vissage et/ou frettages de pièces par des vis en mat de verre par exemple en particulier pour assurer l'étanchéité de l'enveloppe. REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) de chauffage par induction à moyenne fréquence et de refroidissement de cuve (20,200), destiné à entourer au moins partiellement un emplacement de cuve (20,200) et comprenant au moins un système (13,130) de refroidissement et au moins un système (50,14b,51) de chauffage par induction, le système (13,130) de refroidissement s'intercalant au moins en partie entre le système (50,14b,51) de chauffage par induction et l'emplacement de cuve (20,200), ledit dispositif étant caractérisé en ce que le système (13,130) de refroidissement comprend au moins une enveloppe conductrice de l'électricité (13,130) destinée à entourer au moins partiellement l'emplacement de cuve (20,200), ladite enveloppe (13,130) étant destinée à permettre une circulation de fluide de refroidissement entre elle-même et ledit emplacement de cuve (20,200), et ladite enveloppe (13,130) étant sensiblement transparente au champ magnétique moyenne fréquence susceptible d'être généré par ledit système (50,14b,51) de chauffage par induction. 2. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite enveloppe (13,130) est en majeure partie, de préférence pratiquement en totalité, constituée d'un matériau amagnétique et de résistivité supérieure ou égale à 50.10-8 Q.m, et en ce que l'enveloppe (13,130) est fendue (15,21,22) à au moins un, de préférence au moins deux, de façon encore plus préférée au moins trois, endroits sur une majeure partie, de préférence sur pratiquement la totalité, d'une de ses longueurs, selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction principale de circulation des courants induits. 3. Dispositif selon la revendication précédente tel que ledit matériau est choisi parmi des céramiques conductrices de l'électricité, des matériaux composites carbone - carbone et de l'acier inoxydable, de préférence ledit matériau est de l'acier inoxydable. 4. Dispositif selon la revendication 2 tel que ladite fente (15,21,22) est remplie par une matière (12) non conductrice et apte à supporter un fort gradient thermique. 5. Dispositif selon la revendication précédente tel que ladite matière (12) est un mat de verre. 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5 tel que ladite ou lesdites fentes (15,21,22) délimitent au moins deux, de préférence au moins trois, secteurs (130a) distincts de l'enveloppe (13,130). 7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6 tel que ladite enveloppe (13,130) comprend en outre au moins une, de préférence au moins deux, de façon encore plus préférée une pluralité de, petites fentes (23,24,25; FENTESUP, FENTE INF) à au moins en une de ses extrémités, selon une direction sensiblement perpendiculaires à la direction principale de circulation des courants induits. 8. Dispositif selon la revendication précédente tel que ladite petite fente (23,24,25; 27,28,29; 32,33,34; FENTE SUP, FENTE INF) est remplie par une matière non conductrice et apte à supporter un fort gradient thermique. 9. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 8 tel que ladite enveloppe (13,130) comprend en outre au moins une, de préférence deux, spires de Frager (26; SP SUP, SP INF) à au moins une de ses extrémités, sensiblement parallèle à la direction principale de circulation des courants induits. 10. Dispositif selon la revendication précédente tel que ladite spire (26; SP SUP, SP INF) est principalement en matériau conducteur tel que du cuivre. 11. Procédé de chauffage par induction à moyenne fréquence et de refroidissement de cuve (20,200) comprenant la mise en oeuvre d'un dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes par chauffage d'une cuve (20,200) par induction à l'aide du système (50,14b,51) de chauffage par induction et/ou refroidissement de ladite cuve (20,200) à l'aide du système (13,130) de refroidissement.