Brevet FR2902189A1 — publié le 20071214

Dispositif de chauffaqe du circuit de refroidissement sur un banc de caractérisation d'orqanes DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne, dans le domaine des bancs d'essai de caractérisation d'organes des moteurs à combustion interne, un dispositif de chauffage assurant une montée en température d'un circuit de refroidissement sur le banc de caractérisation d'organes. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de chauffage assurant une montée en température du circuit de refroidissement sur le banc de caractérisation d'organes disposant d'une capacité élevée de chauffe et permettant une régulation précise de la température autour d'une valeur de consigne prédéterminée. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Le développement et/ou l'optimisation de la structure et/ou du fonctionnement des moteurs à combustion interne nécessitent des essais, par exemple, du circuit de refroidissement, à l'aide, par exemple, d'un banc de caractérisation d'organes. Un tel banc de caractérisation d'organes du circuit de refroidissement ne comprend que les parties du moteur dans lesquelles passe le liquide de refroidissement. Le moteur n'est donc pas en état de fonctionnement, ce qui empêche d'assurer la montée en température du circuit de refroidissement. Or, pour caractériser le circuit de refroidissement modélisé à l'aide du banc de caractérisation d'organes, il est nécessaire de reproduire les conditions de fonctionnement réelles du moteur, en chauffant le circuit de refroidissement et, donc, le liquide de refroidissement. De manière connue, pour réaliser cette montée en température du circuit de refroidissement sur un banc de caractérisation d'organes, on utilise une ou plusieurs sources ponctuelles de chaleur, formées par des corps rigides, introduits dans le liquide de refroidissement du circuit de refroidissement. Une telle source de chaleur peut être réalisée à l'aide, par exemple, d'une lampe infrarouge. La puissance de chauffe limitée des lampes infrarouges complique grandement les essais de caractérisation sur des points de températures élevées. Se posent également des problèmes de régulation de la température autour de la valeur de consigne. La lampe infrarouge étant fragile, son éclatement lors de sa mise en place et/ou lors des essais de caractérisation dans le circuit de refroidissement risque de contaminer le fluide du circuit de refroidissement, par exemple, par des éclats de verre, en rendant ainsi le banc de caractérisation d'organes inopérant, voire de blesser l'opérateur. De même, la lampe infrarouge étant une source ponctuelle de chaleur, le phénomène d'ébullition du liquide de refroidissement au voisinage immédiat de la lampe infrarouge peut se produire lors de la montée en température trop rapide, ce qui augmente les risques d'explosion de la lampe infrarouge et gaspille davantage d'énergie. De même, le phénomène d'ébullition est néfaste pour la stabilité (chimique ou physique) du liquide de refroidissement autre que l'eau distillée (pour l'eau non distillée, l'ébullition accélère l'apparition de calcaire qui peut boucher le circuit de refroidissement). C'est pourquoi, la lampe infrarouge est généralement mise dans un fût la protégeant du liquide de refroidissement. Puis, le fût avec la lampe est mis en contact avec le liquide de refroidissement. Cette solution augmente l'inertie du dispositif de chauffe, réduit la puissance de la lampe infrarouge (à cause des pertes de chaleur dans le fût) et n'améliore aucunement la régulation de la température du dispositif autour de la valeur de consigne. Une autre solution traitant le problème de préchauffage du liquide de refroidissement pour véhicule à moteur thermique est décrite dans le brevet européen EP 0 983 435 B1. Il s'agit d'un bloc de préchauffage monté en un point intermédiaire de la branche du circuit de refroidissement partant du moteur et menant à un aérotherme (colonne 4, ≈13, lignes 2528 et 22). Le bloc de préchauffage porte quatre bougies de chauffage (colonne 5, ≈18, lignes 13-14) qui sont plongées dans le liquide de refroidissement (colonne 3, ≈9, lignes 23-24 ; colonne 5, ≈20, lignes 39-40). Ces bougies peuvent posséder des puissances différentes et peuvent être activées simultanément ou non, de manière à assurer plusieurs paliers de puissance relativement rapprochés en fonction des besoins de chauffage (colonne 5, ≈20, lignes 46-52). Le dispositif selon EP 0 983 435 B1 est destiné à préchauffer le liquide de refroidissement lors de la mise en route du moteur du véhicule (colonne 1, ≈2, lignes 8-12 ; colonne 5, ≈20, lignes 37-39) en vue : d'améliorer le confort de l'usager à la mise en marche du véhicule par temps froid en accélérant la montée en température de l'ambiance de l'habitacle (colonne 1, ≈2, lignes 14-16), d'accélérer la montée en température du moteur lui-même en réchauffant le liquide de refroidissement, ce qui entraîne une moindre consommation de carburant et une diminution de la pollution lors de la mise en route du véhicule (colonne 1, ≈2, lignes 17-22). II en résulte immédiatement que le problème technique traité dans le brevet européen EP 0 983 435 B1 est très loin du domaine de bancs d'essai de caractérisation d'organes des moteurs à combustion interne. Le bloc de préchauffage selon EP 0 983 435 B1 n'est donc aucunement adapté au banc de caractérisation d'organes du circuit de refroidissement. Certes, les bougies de chauffage sont moins fragiles que les lampes infrarouges évoquées ci-dessus, cependant le bloc de préchauffage selon EP 0 983 435 B1 n'est pas conçu pour assurer une montée en température en continu. Il ne dispose pas des moyens de maintien de la température du circuit de refroidissement autour de la valeur de consigne. De même, il reste intrusif car les bougies sont en contact avec le liquide de refroidissement, ce qui réduit leur durée de vie. Comme les lampes infrarouges, les bougies forment les sources ponctuelles de chaleur. La chaleur provenant des bougies est transmise de manière hétérogène au liquide de refroidissement. Un important gradient de température formé dans le voisinage immédiat des bougies réduit leur durée de vie, par exemple, à cause du dépôt de calcaire suite au phénomène d'ébullition, etc. DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION La présente invention a donc pour objet de supprimer un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de chauffage assurant une montée en température du circuit de refroidissement sur le banc de caractérisation d'organes disposant d'une capacité élevée de chauffe et permettant une régulation précise de la température autour d'une valeur de consigne prédéterminée. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de chauffage assurant une montée en température d'un circuit de refroidissement sur un banc de caractérisation d'organes d'un moteur à combustion interne comprenant au moins un carter moteur équipé au moins des parties dans lesquelles passe un liquide de refroidissement et d'au moins un cylindre sans piston, au moins une culasse avec son joint, au moins un élément chauffant relié à au moins une centrale de contrôle régulant la température de l'élément chauffant, caractérisé en ce que l'élément chauffant comprend au moins un corps flexible disposé dans le cylindre. Selon une autre particularité, l'élément chauffant comprend au moins un support rigide auxiliaire au corps flexible, ce support rigide étant disposé dans le cylindre. Selon une autre particularité, le corps flexible est enroulé autour du support rigide. Selon une autre particularité, le support rigide dispose d'une gorge hélicoïdale dont l'axe privilégié est incliné par rapport à l'axe privilégié du support rigide d'un angle a tel que : 0 Selon une autre particularité, la hauteur du support rigide le long de son axe privilégié rapportée à la hauteur du cylindre le long de l'axe privilégié du cylindre, forme un deuxième ratio prédéterminé. Selon une autre particularité, la largeur maximale du support rigide dans le plan perpendiculaire à son axe privilégié rapportée au diamètre du cylindre dans le plan perpendiculaire à l'axe privilégié du cylindre, forme un troisième ratio prédéterminé. Selon une autre particularité, le corps flexible est formé par une canne chauffante. Selon une autre particularité, le support rigide est formé par un corps cylindrique. L'invention avec ses caractéristiques et avantages ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente de manière schématique une variante du dispositif selon l'invention respectivement en vue de côté (figure la), en vue de dessus (figure 1 b), en vue en coupe longitudinale (figure 1c) suivant A-A de figure 1b, en vue agrandi (figure 1d) d'un fragment extrait de la figure 1c, la figure 2 représente de manière schématique la variante du dispositif selon l'invention en cours d'insertion dans le cylindre du carter moteur faisant partie du banc de caractérisation d'organes, respectivement en vue de dessus (figure 2a), en vue en coupe longitudinale (figure 2b, 2c) suivant B-B de figure 2a, la figure 3 représente de manière schématique un élément du dispositif selon l'invention respectivement en vue de côté (figure 3a), en vue de dessus (figure 3b), en vue en coupe longitudinale (figure 3c) suivant A-A de figure 3b, la figure 4 est un organigramme représentant les différentes étapes d'une variante du procédé selon l'invention. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION L'invention présente un dispositif de chauffage d'un circuit de refroidissement, par exemple, sur un banc de caractérisation d'organes d'un moteur à combustion interne. Tel qu'il est illustré par des exemples non exhaustifs sur les figures 1 à 3, le dispositif selon l'invention porte sur le banc de caractérisation d'organes du moteur à combustion interne, par exemple, à quatre cylindres (10) sans pistons, qui comprend, par exemple : un carter moteur (5) équipé des parties dans lesquelles passe un liquide de refroidissement, une culasse (non représentée sur les figures) avec son joint (non représenté sur les figures), une centrale de contrôle qui joue le rôle de centrale de puissance (non représentée sur les figures), un élément chauffant relié à la centrale de contrôle régulant la température de l'élément chauffant. De manière avantageuse, l'élément chauffant comprend au moins un corps flexible disposé, par exemple, dans au moins un cylindre (10) du carter (5) moteur. Ce corps flexible agit comme une source de chaleur et peut être formé, par exemple, par une canne chauffante (2) ou une tige conductrice de chaleur (figures 1, 2), par exemple axisymétrique. La section de la canne chauffante (2) dans le plan perpendiculaire à l'axe privilégié de la canne chauffante (2) peut être de forme quelconque (par exemple, cercle (figure 1d), rectangle, parallélépipède, ovale, etc.). Dans une variante de l'invention, l'élément chauffant comprend au moins un support rigide auxiliaire au corps flexible (2), ce support rigide étant disposé aussi dans le cylindre (10). Comme le montrent les figures 1-3, le support rigide peut être formé, par exemple, par un corps cylindrique (1) dit fausse chemise. La fausse chemise (1) peut être creuse (figures lb-c, 2, 3b- c) ou pleine avec ou sans cavités. L'intérêt d'avoir la fausse chemise (1) creuse réside dans la possibilité de réduire l'inertie de l'élément chauffant. A titre d'illustration, le rapport de diamètre minimal (f) et maximal (d) pour la fausse chemise de l'exemple sur les figures 1-3 est de type f/d Dans une autre variante de l'invention, la canne chauffante (2) est enroulée autour de la fausse chemise (1), comme illustré sur les figures 1, 2. Pour faciliter, d'une part, l'enroulement de la fausse chemise (1) par la canne chauffante (2) et, d'autre part, la mise de l'élément chauffant ainsi formé par ces deux corps, par exemple, dans le cylindre (10) en lieu et place du piston (figure 2b-c), la fausse chemise (1) dispose d'un logement pour canne chauffante (2) en forme, par exemple, d'une gorge hélicoïdale (3). Comme le montre la figure 3a, l'axe privilégié (EF) de la gorge hélicoïdale (3) peut être incliné par rapport à l'axe privilégié (CD) du cylindre (1) d'un angle a tel que : 0 La gorge hélicoïdale (3) est agencée en forme de spirale d'un pas (n), par exemple comme le filet d'une vis sur la face de la fausse chemise (1) dite face extérieure (70), orientée vers la paroi périphérique (60) du cylindre (10), comme le montrent la figure 2b. Dans une autre variante de l'invention non représentée sur les figures, la gorge hélicoïdale (3) est agencée en forme de spirale avec le pas (n), par exemple comme le filet d'un écrou, sur la face de la fausse chemise (1) creuse dite face intérieure (80), orientée vers son axe de symétrie (CD). La longueur du pas (n) de la spirale formée par la gorge hélicoïdale (3) dans le sens de l'axe privilégié de la fausse chemise (1), par exemple de son axe de symétrie (CD), peut être constante, c'est-à-dire, égale à une valeur prédéfinie (figures 1-3), ou variable (cas non représenté sur les figures). Dans une autre variante de l'invention avec la fausse chemise (1) pleine disposant d'une cavité, par exemple au sein de son corps plein, la canne chauffante (2) peut être logée dans cette cavité au sein de la fausse chemise (1). La gorge hélicoïdale (3) peut être caractérisée par sa section perpendiculaire à son axe privilégié (EF). Cette section peut être calculée à l'aide d'une épaisseur (j) et la hauteur (m) de la gorge hélicoïdale (3), comme illustré sur les figures 1d, 3b-c. Dans une autre variante de l'invention, cette section perpendiculaire à l'axe privilégié (EF) de la gorge hélicoïdale (3) rapportée à la section de la canne chauffante (2) perpendiculaire à l'axe privilégié de la canne chauffante (2), forme un ratio prédéterminé, dit premier ratio prédéterminé, par exemple, proche de l'unité. Cela permet avantageusement d'ajuster le diamètre maximal de l'élément chauffant formé par la fausse chemise (1) embobinée par la canne chauffante (2) par rapport, par exemple, au diamètre minimal (L) du cylindre (10) formé par sa paroi périphérique (60). De même, dans une autre variante de l'invention, la hauteur (h) de la fausse chemise (1) le long de son axe privilégié, par exemple, son axe de symétrie (CD), rapportée à la hauteur (H) du cylindre (10) le long de l'axe privilégié du cylindre (10), forme un autre ratio prédéterminé dit deuxième ratio prédéterminé, par exemple, proche de l'unité. Ainsi, la fausse chemise (1) embobinée par la canne chauffante (2) et insérée dans le cylindre (10) en lieu et place du piston, peut avantageusement occuper tout le volume du cylindre, comme c'est le cas sur la figure 2c (h/H = 1). De même, dans une autre variante de l'invention, la largeur maximale (d) de la fausse chemise (1) dans le plan perpendiculaire à son axe privilégié, par exemple son axe de symétrie (CD), rapportée au diamètre du cylindre (10), par exemple au diamètre minimal (L) du cylindre (10) formé par sa paroi périphérique (60), dans le plan perpendiculaire à l'axe privilégié du cylindre (10), forme encore un autre ratio prédéterminé, dit troisième ratio prédéterminé, par exemple proche de l'unité. Cela permet avantageusement d'ajuster le diamètre maximal (d) de l'élément chauffant formé par la fausse chemise (1) embobinée par la canne chauffante (2) par rapport, par exemple, au diamètre minimal (L) du cylindre (10) formé par sa paroi périphérique (60). A titre d'illustration, la figure 4 décrit un exemple non exhaustif du procédé de la mise en oeuvre de la variante du dispositif de chauffage selon l'invention décrite précédemment et illustrée sur les figures 1 à 3. Telle qu'elle est présentée sur la figure 4, la première étape (El) consiste en l'enroulement, par exemple par l'opérateur, de manière manuelle, des cannes chauffantes (2) autour des fausses chemises (1). La deuxième étape (E2) est celle de l'insertion, par exemple, par l'opérateur, de manière manuelle, des fausses chemises (1) embobinées par les cannes chauffantes (2) dans le cylindre (10) du carter (5) moteur. Comme illustré sur les figures 2b-c, l'insertion des fausses chemises (1) embobinées par les cannes chauffantes (2) dans le cylindre (10) s'opère dans le sens opposé à celui de l'axe de symétrie (CD) de la fausse chemise (1). La flèche en ligne continue entre la première et la deuxième étape (E1-E2) se traduit comme suit : une fois la première étape (El) validée par l'opérateur, la deuxième étape (E2) démarre . II en va de même pour les flèches en ligne continue entre les autres étapes (E2-E3, E3-E4, E4-E5, E5-E6 et E6-E7). La troisième étape (E3) est celle du raccordement, par exemple, par l'opérateur de manière manuelle, des cannes chauffantes (2) avec la centrale de contrôle qui joue le rôle de centrale de puissance. La quatrième étape (E4) est celle de la mise en fonctionnement par l'opérateur de la centrale de contrôle. La cinquième étape (E5) consiste pour l'opérateur à imposer une température de consigne prédéterminée dans le carter (5) moteur à la centrale de contrôle. La sixième étape (E6) est celle de la régulation par la centrale de contrôle de la puissance à fournir aux cannes chauffantes (2) pour atteindre la température de consigne prédéterminée dans le carter (5) moteur. La septième étape (E7) est celle de la fourniture par la centrale de contrôle de la puissance nécessaire aux cannes chauffantes (2) pour maintenir la température de consigne prédéterminée dans le carter (5) moteur pendant une période de temps prédéterminée, par exemple pendant toute la durée des essais de caractérisation des circuits de refroidissement testés. Le dispositif et le procédé selon l'invention décrits précédemment ont plusieurs avantages comparés à l'état de la technique, à savoir : La fausse chemise (1) embobinée par la canne chauffante (2) s'insère dans le cylindre (10) en lieu et place du piston (figures 2b-c). Le dispositif selon l'invention est donc non intrusif, c'est-à-dire, n'est pas en contact avec le liquide de refroidissement et ne nécessite aucun agencement particulier du circuit de refroidissement du carter (5) moteur. La canne chauffante (2) dispose de la meilleure capacité de chauffe comparée aux dispositifs connus de l'état de la technique. En d'autres termes, grâce à l'utilisation avantageuse de la canne chauffante (2) régulée par la centrale de contrôle dans le dispositif selon l'invention, on peut atteindre, par exemple, des températures maximales de chauffe plus élevées. De même, la montée en température correspondante peut être plus rapide et peut être réalisée en continu et/ou par paliers selon les besoins de l'opérateur. Enfin, le dispositif de chauffe selon l'invention permet une régulation plus précise de la température du carter (5) moteur autour de la valeur de consigne prédéterminée imposée par l'opérateur à la centrale de contrôle. Grâce à l'utilisation avantageuse de la fausse chemise (1) munie de la gorge hélicoïdale (3) en forme de spirale de pas (n) dont la longueur est constante dans le sens de l'axe privilégié de la fausse chemise (1), la canne chauffante (2) est enroulée autour de la fausse chemise (1) de manière régulière dans le sens de l'axe privilégié de la fausse chemise (1), par exemple, son axe de symétrie (CD). Par conséquent la distribution de la chaleur s'opère de manière homogène sur toute la longueur de la fausse chemise (1). La fausse chemise (1) étant insérée dans le cylindre (10) en lieu et place du piston (figure 2c), la distribution de la chaleur de la fausse chemise (1) au cylindre (10) s'opère donc également de manière homogène, par exemple, sur toute la longueur du cylindre (10) (le long de son axe privilégié, par exemple, son axe de symétrie). En d'autres termes, le dispositif selon l'invention assure une distribution homogène de la chaleur dans tout le volume et diffère de ce fait grandement d'autres sources de chaleur ponctuelles connues de l'état de la technique. Les cannes chauffantes (2) étant flexibles, elles sont donc enroulables autour des fausses chemises (1) de forme géométrique quelconque. En d'autres termes, le dispositif selon l'invention est adaptable non seulement à tout cylindre de n'importe quel moteur à combustion interne mais, plus généralement, à toutes les applications nécessitant un chauffage non intrusif d'un corps solide, liquide ou gazeux avec une capacité élevée de chauffe et une régulation précise de la température autour d'une valeur de consigne prédéterminée. Enfin, les cannes chauffantes (2) et les fausses chemises sont réutilisables. Les essais de caractérisation réalisés à l'aide du dispositif selon l'invention ne produisent donc aucun déchet, par exemple, toxique pour l'environnement, et ne pose donc aucun problème de recyclage de tels déchets. De même, le dispositif selon l'invention ne contient aucun élément fragile et ne peut donc pas être cassé lors des manipulations et/ou du transport, contrairement aux dispositifs connus de l'état de la technique (lampe infrarouge). Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage assurant une montée en température d'un circuit de refroidissement sur un banc de caractérisation d'organes d'un moteur à combustion interne comprenant au moins un carter (5) moteur équipé au moins des parties dans lesquelles passe un liquide de refroidissement et d'au moins un cylindre (10) sans piston, au moins une culasse avec son joint, au moins un élément chauffant relié à au moins une centrale de contrôle régulant la température de l'élément chauffant, caractérisé en ce que l'élément chauffant comprend au moins un corps flexible (2) disposé dans le cylindre (10). 2. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément chauffant comprend au moins un support rigide (1) auxiliaire au corps flexible (2), ce support rigide (1) étant disposé dans le cylindre (10). 3. Dispositif de chauffage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps flexible (2) est enroulé autour du support rigide (1). 4. Dispositif de chauffage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le support rigide (1) dispose d'une gorge hélicoïdale (3) dont l'axe privilégié (EF) est incliné par rapport à l'axe privilégié (CD) du support rigide (1)d'un angle atelque:0 5. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la gorge hélicoïdale (3) est agencée sur la face (70) du support rigide (1) orientée vers la paroi périphérique (60) du cylindre (10). 6. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la section de la gorge hélicoïdale (3) perpendiculaire à son axe privilégié (EF) rapportée à la section du corps flexible (2) perpendiculaire à l'axe privilégié du corps flexible (2), forme un premier ratio prédéterminé. 7. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la hauteur (h) du support rigide (1) le long de son axe privilégié (CD) rapportée à la hauteur (H) du cylindre (10) le long de l'axe privilégié du cylindre (10), forme un deuxième ratio prédéterminé. 8. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la largeur maximale (d) du support rigide (1) dans le plan perpendiculaire à son axe privilégié (CD) rapportée au diamètre (L) du cylindre (10) dans le plan perpendiculaire à l'axe privilégié du cylindre (10), forme un troisième ratio prédéterminé. 9. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le corps flexible (2) est formé par une canne chauffante (2). 10. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le support rigide (1) est formé par un corps cylindrique.