Brevet FR2952676A1 — publié le 20110520

CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT D'UN MOTEUR A COMBUSTION ET PROCEDE DE REGULATION THERMIQUE ASSOCIE [0001] L'invention porte sur les circuits de refroidissement des moteurs à combustion, et sur les procédés mis en oeuvre dans la gestion thermique de tels circuits. [0002] La réduction de la consommation des moteurs à combustion et de leurs émissions est un enjeu majeur, notamment dans les applications automobiles. Plusieurs dispositifs et procédés de gestion tendent à limiter la consommation des moteurs. On peut notamment citer : • L'optimisation des frictions en interne moteur et sur le périmètre véhicule • L'amélioration de la thermodynamique de la combustion • L'amélioration du démarrage à froid et l'accélération de la montée en température du moteur • L'amélioration de la gestion des flux thermiques [0003] On fait en outre le constat que, dans les applications automobiles des moteurs à combustion, les véhicules particuliers parcourent régulièrement de faibles distances à une vitesse moyenne faible (typiquement moins de 40km/h). Les moteurs sont donc principalement sollicités en condition urbaine, sous une faible charge et en phase de montée en température, c'est-à-dire dans des conditions où leur rendement est faible. [0004] De nombreux concepts de circuits de refroidissement voient progressivement le jour en réponse à ce constat. On réalise ce qu'on appelle un « thermomanagement » du moteur, c'est-à-dire une gestion optimisée de la thermique du moteur, en organisant par exemple une circulation forcée (c'est-à-dire mue par une pompe) d'un liquide caloporteur (liquide de refroidissement parfois désigné par le terme « eau ») séparée entre le haut et le bas moteur et/ou pouvant être arrêtée, ou par l'emploi d'une pompe à eau mécanique débrayable, d'une pompe à eau électrique ou encore d'une vanne coupant la circulation ou de tout autre moyen apte à arrêter la circulation du fluide de refroidissement dans tout ou partie du circuit de refroidissement du moteur. [0005] La circulation forcée du liquide de refroidissement dans le moteur peut donc être désactivée durant une partie de la montée en température du moteur en charge partielle, afin d'atteindre plus rapidement sa température optimale de fonctionnement et d'économiser le travail mécanique pris au vilebrequin pour entraîner la pompe à eau (qu'elle soit mécanique ou électrique). [0006] Cependant, la désactivation de la circulation forcée du liquide de refroidissement est restreinte d'une part à certaines plages de fonctionnement du moteur (régime et couple) mais aussi de manière temporelle : la circulation ne peut pas être coupée sur des points de régime et de charge moyens ou élevés sous peine de dégrader irrémédiablement la fiabilité du moteur ; de même, sur un point de fonctionnement moteur faiblement chargé, la circulation forcée en interne moteur est réactivée au bout d'un temps prédéterminé et relativement court, la consigne de température matière moteur maximale admissible étant alors atteinte. Il en résulte une disponibilité de l'inhibition de la circulation relativement faible à l'usage. Ainsi, les gains en consommation associés à cette désactivation sont sensibles, mais non maximisés. [0007] La présente invention tend à allonger significativement le temps pendant lequel la circulation forcée du liquide de refroidissement en interne moteur est désactivée, afin de maximiser les gains en consommation, en émissions polluantes et de thermique habitacle (par accélération de la montée en température du liquide de refroidissement, utilisé via l'aérotherme pour chauffer l'habitacle du véhicule), et cela tout en assurant la fiabilité et la longévité du moteur et de certains de ces composants. En outre, l'invention permet également le maintien du refroidissement du moteur ou de certains de ses composants et périphériques après l'arrêt du moteur. [0008] Il est connu dans l'art antérieur d'employer un phénomène connu sous le nom d'effet thermosiphon pour assurer la circulation d'un fluide caloporteur dans le circuit de refroidissement d'un véhicule automobile. Par exemple, le brevet GB383513 propose d'accélérer la montée en température du noyau d'eau d'un moteur grâce à une source de chaleur externe, qui étant positionnée en partie basse d'un circuit, favorise la circulation dans le noyau par effet thermosiphon. L'effet thermosiphon repose sur la différence de densité entre les couches de liquide de refroidissement de températures différentes, qui induit une circulation naturelle (sans pompe) dans un circuit fermé placé verticalement. Cet effet était employé par certains constructeurs automobiles sur leurs productions d'avant les années 40 et 50. Les moteurs utilisant cette technologie se caractérisaient par un très gros radiateur et des tuyaux de très grande section et par l'absence de toute pompe à eau. Dans de tels moteurs, aucun travail n'est consommé pour la circulation du liquide de refroidissement dans le circuit. Mais un circuit de ce type ne saurait répondre aux besoins des moteurs à combustion actuels: les puissances thermiques spécifiques à dissiper sont aujourd'hui bien plus élevées, et les moteurs sont généralement implantés dans un environnement très confiné (sous capot d'une automobile moderne) et répondent à des contraintes réglementaires (choc piéton, sécurité des occupants du véhicule, consommation, dégivrage vitrages, ...) ou stylistiques, ce qui rend impossible l'utilisation de l'effet thermosiphon comme seul moyen de circulation du liquide de refroidissement d'un moteur. [0009] Il est par ailleurs connu, par exemple au travers des brevets FR2560637 et US4107927 de mettre à profit l'effet thermosiphon pour refroidir, à la coupure du moteur après son utilisation, un turbocompresseur. Cependant, un tel dispositif ne permet que la protection d'un turbocompresseur en assurant une circulation dans une branche spécifique du circuit de refroidissement après l'arrêt du moteur, mais ne permet aucun gain énergétique particulier. [0010] Dans l'invention, on propose d'améliorer la gestion thermique du moteur par un circuit de refroidissement optimisé, ainsi qu'un procédé mettant en jeu un tel circuit. [0011] Plus précisément, l'invention porte sur un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion comportant une première branche entre une sortie de conduits internes au moteur et une entrée des conduits internes au moteur, la première branche comportant une pompe pouvant assurer la circulation d'un fluide dans le circuit, et comportant : • une deuxième branche reliée entre la sortie et l'entrée des conduits de refroidissement internes du moteur, comportant une source froide en un point haut de ladite deuxième branche, pouvant assurer la circulation d'un fluide dans le circuit par effet thermosiphon ; • des moyens d'obturation de la deuxième branche. [0012] Une telle architecture permet ainsi d'assurer la circulation dans le circuit par l'action de la pompe (circulation forcée) ou par effet thermosiphon. On rappelle que l'effet thermosiphon est lié à une différence de densité dans les couches de liquide de refroidissement. Ainsi la notion de source froide en un point haut s'entend comme une source de liquide de refroidissement plus froid que le liquide de refroidissement présent en partie basse du circuit, et qui est en outre réchauffé dans les conduits internes du moteur. Les conduits internes du moteur peuvent alors constituer la partie basse d'une colonne montante jusqu'à la source froide du liquide de refroidissement lorsque celui-ci circule par effet thermosiphon. [0013] Les moyens d'obturation permettent d'empêcher la circulation par effet thermosiphon lorsqu'elle n'est pas souhaitée. En outre, selon les configurations, ils peuvent empêcher la pompe de faire circuler du fluide dans la seconde branche, à effet thermosiphon. La circulation de fluide dans le circuit peut d'autre part être totalement arrêtée par arrêt de la pompe et fermeture des moyens d'obturation de la deuxième branche. En outre, une électrovanne dédiée (ou tout autre dispositif remplissant la même fonction) peut être employée pour obturer parfaitement le circuit et y empêcher toute circulation de fluide, forcée ou par effet thermosiphon. Il est ainsi possible d'assurer dans un tel circuit une alternance entre divers modes de circulation du fluide, à savoir une absence de circulation, une circulation par effet thermosiphon, et une circulation forcée sous l'effet de la pompe. Il est par exemple possible de se faire succéder ces trois modes lors d'une phase de montée en température du moteur, en prolongeant la durée pendant laquelle la circulation forcée de liquide dans le circuit de refroidissement est désactivée en mettant en oeuvre une circulation naturelle, par thermosiphon, du liquide dans le circuit de refroidissement pour assurer un refroidissement suffisant du moteur sans avoir à réactiver la circulation forcée de liquide, mue par la pompe à eau. Ce dispositif permet d'augmenter la vitesse de montée en température du moteur tout en limitant les pertes énergétiques lors de cette phase. En outre, par effet thermosiphon, il est possible de conserver une certaine circulation dans le circuit après l'arrêt du moteur, par exemple afin de garantir la fiabilité de certains périphériques du moteur, tel un turbocompresseur. [0014] De préférence, le premier circuit comporte en outre une branche de dérivation autour de la pompe, des moyens d'obturation de la branche de dérivation, et la deuxième branche débouche dans la première branche en amont de la pompe et est reliée à l'entrée des conduits internes du moteur via la branche de dérivation. [0015] Par une telle architecture, on évite tout refoulement de liquide dans la deuxième branche sous l'effet de la pompe, puisqu'elle débouche en amont de cette dernière. Un tel refoulement serait problématique, notamment car il créerait une boucle de circulation évitant les conduits internes du moteur. Afin de ne pas entraver la circulation du liquide de refroidissement lorsque la pompe à eau est désactivée (moteur en ou hors fonctionnement) et que le liquide ne s'écoule que par l'effet thermosiphon, il est primordial de pouvoir annuler la résistivité et la perméabilité de la pompe à eau lorsque non passante. C'est pour cela qu'on dispose une branche de dérivation (ou by-pass) autour de la pompe. Ce by-pass dispose de moyens d'obturation, par exemple une vanne, afin de fermer ce conduit lorsque la pompe à eau est activée. Cette dérivation n'est cependant pas nécessaire lorsque la pompe ne s'oppose pas à un flux la traversant lorsqu'elle est arrêtée : dans ce cas, la dérivation autour de la pompe n'est pas nécessaire. [0016] Dans une variante de l'invention, la source froide comporte une boîte de dégazage du circuit. [0017] En effet il est nécessaire de positionner la boîte de dégazage d'un circuit au point haut de celui-ci. L'effet thermosiphon est par ailleurs d'autant plus efficace que la source froide est positionnée en partie haute du circuit. Il est donc particulièrement judicieux de mutualiser les fonctions de source froide pour assurer l'effet thermosiphon et de boîte de dégazage du circuit. [0018] De préférence, le circuit comporte des moyens de détermination du niveau d'un fluide dans la boîte de dégazage. [0019] Les moyens de détermination du niveau permettent de prévenir un utilisateur d'un niveau de liquide trop bas dans la boîte de dégazage. En effet, pour garantir le bon fonctionnement du circuit à effet thermosiphon, l'arrivée du fluide dans la boîte de dégazage doit toujours se faire sous le niveau de liquide dans la boîte, sous peine de désamorcer la circulation du fluide. D'autre part, un débouché du circuit thermosiphon dans la boîte de dégazage au-dessus du niveau de liquide, compte-tenu de la température possible du liquide entrant, pourrait faire augmenter rapidement la pression dans la boîte de dégazage au-delà de la pression de tarage du bouchon de pression-dépression, provoquant un rejet de liquide de refroidissement hors de la boîte de dégazage. [0020] De préférence, la source froide comporte en outre des moyens d'échanges thermiques. En effet l'effet thermosiphon reposant sur la différence de densité entre les couches du liquide de refroidissement, il sera d'autant plus efficace qu'on assure un refroidissement du liquide au point haut du circuit (en plus d'en assurer un chauffage par le moteur, en un point plus bas). [0021] Dans une variante de l'invention, la source froide comporte un échangeur thermique air/liquide. Différentes solutions techniques peuvent être mises en oeuvre. On peut utiliser un échangeur dédié, propre à cette fonction. On peut également utiliser un échangeur préexistant ou adapter certains éléments préexistants pour leur conférer une fonction d'échangeur. [0022] Par exemple, dans une application automobile l'aérotherme (échangeur permettant le chauffage de l'habitacle d'un véhicule) peut être utilisé en tant qu'échangeur pour assurer l'effet thermosiphon. Il est alors nécessaire de s'assurer que l'aérotherme constitue autant que possible un point haut du circuit, et présente par conception les pertes de charge les plus faibles possibles, et est efficace malgré les faibles débits dans le cadre d'une circulation par effet thermosiphon. Il peut en outre être nécessaire d'adapter le groupe de climatisation afin que l'aérotherme puisse échanger des calories avec un flux d'air venant de l'extérieur du véhicule, également en ambiance chaude (et ne pas être by passé dans cette situation de vie). [0023] Il est également possible d'employer en tant qu'échangeur une boîte de dégazage adaptée, présentant des moyens d'échange thermique. Il est alors pertinent que la boîte de dégazage soit pourvue d'ailettes externes, afin d'augmenter son pouvoir de refroidissement au-delà des simples déperditions thermiques qu'y subit le liquide dans un circuit de refroidissement traditionnel au contact de l'air emprisonné au-dessus du niveau d'eau et au contact de l'air ambiant en sous capot. Pour encore augmenter ce pouvoir de refroidissement, le tuyau de retour de la boîte de dégazage à l'entrée du moteur (qui constitue la colonne descendante du circuit à effet thermosiphon) peut également présenter des ailettes de refroidissement. En outre, on peut doter la boîte de dégazage de canaux d'écoulement intérieur, de façon à allonger le plus possible le séjour du liquide dans celle-ci afin d'améliorer son refroidissement. [0024] Dans une variante préférentielle de l'invention, on utilise un échangeur dédié pour le circuit par thermosiphon, d'autant que les pertes de charge du circuit (en particulier du bloc moteur) nécessitent un différentiel de température important pour une bonne circulation par effet thermosiphon. Dans une application automobile, cet échangeur est placé aussi haut que possible dans le sous capot et est dimensionné en fonction de cette application particulière : fonctionnement sous de faibles débits, pertes de charges générées aussi faible que possible, architecture (nombre, forme, diamètre et longueur des tubes, surface de l'échangeur exposé au fluide de refroidissement pour transferts thermiques, efficacité). Idéalement, des tubes de forme cylindrique, en nombre et en diamètre élevés et de longueur réduite permettent de réduite les pertes de charges de l'échangeur. D'autre part, sa capacité d'échange thermique est optimisée, par exemple en maximisant la surface offerte au fluide de refroidissement (faible pas d'ailettes, présence de générateurs de turbulence). [0025] Dans une variante de l'invention, la source froide comporte un échangeur thermique liquide/liquide. Ce type d'échangeur permet un échange thermique plus important, et donc potentiellement un refroidissement plus important du fluide à la source froide en un point haut du circuit de refroidissement. [0026] Dans une variante, l'échangeur thermique liquide/liquide permet des échanges thermiques entre un fluide contenu dans le circuit de refroidissement du moteur et le fluide d'un autre circuit de refroidissement dit basse température. Un circuit dit basse température peut être employé pour le refroidissement de périphériques du moteur ou d'autres organes mécaniques ou électriques. Par exemple, il est possible dans une application automobile d'employer un circuit de refroidissement basse température pour refroidir l'air à l'admission d'un moteur suralimenté, pour alimenter un échangeur pour les gaz d'échappement recyclés à l'admission (fonction EGR), ou encore, par exemple, dans une application automobile hybride électrique, d'employer un circuit basse température pour le refroidissement des organes électriques de puissance. Fonctionnant à une température plus basse que le circuit de refroidissement principal du moteur, le circuit basse température est apte à constituer la source froide nécessaire à la création de l'effet thermosiphon dans l'invention. [0027] De préférence l'échangeur thermique liquide/liquide entre le liquide du circuit de refroidissement du moteur et le liquide d'un autre circuit de refroidissement dit basse température, comporte un moyen de remplissage unique pour les deux circuits. Ceci simplifie les opérations de remplissage et de maintenance des deux circuits, dans le cas ou ceux-ci contiennent un fluide de refroidissement de même nature. [0028] De préférence, l'échangeur thermique liquide/liquide comporte en outre la boîte de dégazage du circuit de refroidissement. Ceci permet d'assurer, par un même ensemble compact, les fonctions de source froide, de remplissage, et de dégazage du circuit. [0029] Dans une autre variante, l'échangeur thermique liquide/liquide permet l'échange entre un fluide du circuit contenu dans le circuit de refroidissement et le réfrigérant d'un circuit de climatisation. Dans une telle architecture, l'évaporation du réfrigérant absorbe, au travers de l'échangeur thermique, la chaleur contenue dans le liquide de la branche à effet thermosiphon. Cette architecture présente l'avantage de maximiser l'effet thermosiphon dans le circuit grâce à une source froide qui l'est particulièrement, et qui est disponible même lorsque l'air ambiant est chaud. [0030] Dans une variante de l'invention, le circuit comporte en outre une troisième branche comportant des périphériques du moteur, et des moyens de répartition entre les trois branches d'un fluide circulant dans le circuit. Ainsi, il est notamment possible d'assurer la régulation thermique des périphériques de cette troisième branche, et notamment d'assurer, par la mise en oeuvre de l'effet thermosiphon dans le circuit, leur refroidissement y compris après une phase d'arrêt du moteur. La répartition des fluides dans les différentes branches du circuit est avantageusement réalisée en sortie des conduits internes au moteur, par un dispositif appelé boîtier de sortie d'eau. [0031] Dans une variante, les périphériques du moteur comportent au moins un turbocompresseur ou un aérotherme. Ainsi, il est possible de refroidir le palier d'un turbocompresseur pendant son arrêt en rotation, alors que le moteur est arrêté (et la pompe à eau du circuit de refroidissement n'est plus entrainée). De même, il est possible de continuer à assurer un certain chauffage de l'habitacle alors que le moteur est arrêté. [0032] L'invention porte également sur un procédé de régulation thermique d'un moteur à combustion mettant en jeu un circuit de refroidissement tel que décrit dans l'invention, dans lequel on alterne pendant certaines phases de fonctionnement du moteur entre trois modes de circulation d'un fluide dans le circuit selon les besoins en refroidissement du moteur ou de périphériques du moteur, à savoir : a) l'absence de circulation, b) la circulation forcée sous l'effet de la pompe, et c) la circulation par effet thermosiphon. Il est ainsi possible de refroidir de manière optimale le moteur et ses périphériques, ou au contraire de favoriser la montée en température par absence de refroidissement, tout en assurant une consommation énergétique minimale pour assurer ce refroidissement. Typiquement, l'utilisation de la circulation par effet thermosiphon permet, par rapport à un circuit de refroidissement tel que connu dans l'art antérieur et dans lequel on ne peut appliquer qu'une absence de circulation ou une circulation forcée, d'économiser le travail de la pompe dans toutes les phases de fonctionnement du moteur où le refroidissement par effet thermosiphon est suffisant et d'allonger significativement la durée de désactivation de la circulation forcée par la pompe à eau, à des fins de gain en consommation, en émissions polluantes et en chauffage de l'habitacle. [0033] De préférence, pendant une phase de montée en température du moteur à combustion, on assure la succession des phases suivantes : • Absence de circulation dans le circuit, pendant une première durée déterminée ou jusqu'à l'atteinte d'une première température dans le moteur ou dans le fluide en un point prédéfini du circuit ; • Circulation du fluide dans le circuit par effet thermosiphon pendant une deuxième durée déterminée jusqu'à l'atteinte d'une première température dans le moteur ou dans le fluide en un point prédéfini du circuit ; • Circulation forcée du fluide dans le circuit sous l'effet de la pompe. C'est en effet dans les phases de démarrage à froid que l'emploi d'un procédé selon l'invention permet les gains énergétiques les plus importants. Il permet notamment d'allonger les phases de montée en température du moteur en l'absence de circulation forcée dans le moteur. De préférence, suite à une phase d'arrêt du moteur, une circulation de fluide dans le circuit est maintenue par effet thermosiphon. Cela permet la protection contre une surchauffe de certains périphériques tels qu'un turbocompresseur, dont la température peut continuer à augmenter après l'arrêt du moteur, ou afin d'en éviter la dégradation de la fiabilité. [0034] L'invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures représentant schématiquement des architectures conformes à l'invention selon divers modes de réalisation. [0035] La figure 1 présente schématiquement un premier mode de réalisation d'un circuit de refroidissement selon l'invention, avec un échangeur air/liquide. [0036] La figure 2 présente schématiquement un second mode de réalisation d'un circuit de refroidissement selon l'invention, avec une boîte de dégazage adaptée. [0037] La figure 3 présente schématiquement un troisième mode de réalisation d'un circuit de refroidissement selon l'invention, avec une boîte de dégazage standard. [0038] La figure 4 présente schématiquement un quatrième mode de réalisation d'un circuit de refroidissement selon l'invention, avec un échangeur liquide/liquide. [0039] La figure 1 présente un mode de réalisation d'un circuit de refroidissement conforme à l'invention. Dans le mode de réalisation ici représenté, un moteur 1 est doté d'un circuit de refroidissement comportant des conduits de refroidissement internes au moteur, entre une entrée 2 dans les conduits, et une sortie 3. Dans la variante ici représentée, la sortie 3 comporte un boîtier de sortie d'eau qui assure la distribution du liquide de refroidissement dans les différentes branches du circuit. [0040] Le circuit comporte une première branche 4 entre l'entrée 2 dans les conduits internes au moteur et leur sortie 3. La branche 4 est dotée d'une pompe 5, apte à provoquer la circulation forcée d'un fluide à l'intérieur de la première branche 4, et dans l'ensemble du circuit [0041] Dans l'invention, le circuit comporte une deuxième branche 6 entre l'entrée 2 dans les conduits internes au moteur et leur sortie 3. Cette branche comporte une source froide 7 en un point haut, ici sous la forme d'un échangeur air/liquide 71. Une vanne 8 du type on/off constitue un moyen d'obturation de la deuxième branche 6. [0042] Dans la variante ici représentée, le circuit comporte en outre une troisième branche 9 portant un périphérique du moteur, à savoir ici un aérotherme 10 pour le chauffage de l'habitacle d'un véhicule. [0043] Une quatrième branche 11, pouvant être shuntée ou mise en série avec la première branche 4, porte un radiateur 12, c'est-à-dire un échangeur thermique permettant le refroidissement du fluide circulant dans le circuit. Une boîte de dégazage 13 est reliée au radiateur en un point haut du circuit, et présente un retour dans la première branche 4 en amont de la pompe 5. [0044] Un tel circuit permet soit : • d'annuler toute circulation de fluide, par arrêt de la pompe, fermeture de la vanne 8 et, éventuellement, par fermeture d'un dispositif d'obturation général pouvant être formé par le boîtier de sortie d'eau ou par une vanne dédiée • de faire circuler un fluide uniquement par effet thermosiphon dans le moteur 1, la deuxième branche 6 (la vanne 8 étant alors ouverte), la source froide 7 et retour à l'entrée 2 dans les conduits internes au moteur. • de forcer la circulation dans le circuit par emploi de la pompe, la vanne 8 obturant alors la deuxième branche 6 pour éviter toute circulation de fluide dans cette branche [0045] Les paramètres à optimiser pour assurer le bon fonctionnement du circuit et en particulier de la circulation par effet thermosiphon sont nombreux. Un circuit de refroidissement par thermosiphon est particulièrement sensible aux pertes de charges hydrodynamiques des canalisations et des organes à refroidir. En conséquence, la source froide 7 d'un tel circuit doit être le plus haut possible, les tuyaux formant les branches du circuit doivent être les plus courts possibles, et présenter des diamètre optimisés selon compromis entre la diminution des pertes de charge par l'emploi de section de tuyaux assez grande, et l'augmentation de la vitesse de circulation par adoption de section suffisamment petites. Le circuit doit présenter un nombre minimum de coudes (qui induisent des pertes de charge), ne pas présenter d'autre point haut que celui où est installé la source froide, et présenter une implantation favorisant la montée du liquide de refroidissement chaud par différences de densités vers la source froide. [0046] Ces préconisation portent évidemment sur la définition de la deuxième branche 6, mais sont également valables pour tous les autres composants du circuit emprunté en mode thermosiphon par le liquide de refroidissement : la traversée des conduits internes au moteur (noyau d'eau moteur) doit entrainer des pertes de charges les plus faibles possibles, les organes refroidis doivent être positionnés aussi bas que possible ( et en tout état de cause plus bas que la source froide 7) et présenter une arrivée d'eau froide en point bas et un départ d'eau chaude en point haut. Typiquement, l'entrée 2 dans le moteur se fait en partie basse du bloc moteur, et la sortie 3 est positionnée en haut de la culasse. [0047] En outre, dans une application automobile, l'échangeur air/liquide 71 formant la source froide est positionné aussi haut que possible dans le sous capot par exemple contre le tablier ou au-dessus d'un puits d'amortisseur, et est dimensionné pour répondre aux besoins particuliers du circuit à effet thermosiphon à savoir une efficacité maximale sous de faibles débits, une génération de pertes de charge aussi faible que possible, etc. Idéalement, le liquide de refroidissement circule dans l'échangeur air/liquide 71 de façon préférentielle en un seul passage du haut vers le bas et des tubes de forme cylindrique, en nombre et en diamètre élevés et de longueur réduite permettent de réduire les pertes de charges résultantes. D'autre part, pour optimiser la capacité d'échange thermique on tend à augmenter la surface offerte au fluide de refroidissement (faible pas d'ailettes, générateurs de turbulence). [0048] Comme l'échangeur constitue le point le plus haut du circuit de refroidissement, sa boîte à eau supérieure intègre préférentiellement un dispositif (vis, bouchon, ...) permettant de purger l'air du circuit lors de son remplissage. Afin de garantir le bon remplissage, il peut alors être nécessaire de désaccoupler la boîte de dégazage du véhicule (et le tuyau de retour à la pompe à eau) pour l'amener au dessus du point le plus haut du circuit. Pour s'affranchir de ces manipulations lors de l'entretien du véhicule, on peut ménager sur la boîte à eau supérieure de l'échangeur l'orifice de remplissage en liquide de refroidissement du circuit. Une variante préférentielle de ce circuit intègre, à l'échangeur air/liquide 71, la boîte de dégazage 13 et l'orifice de remplissage du circuit, en un seul composant, la boîte de dégazage se trouvant alors accolée et intégrée à l'une des boîtes à eau de l'échangeur air/liquide 71 (préférentiellement, la boîte à eau d'entrée). [0049] Par ailleurs, un écoulement de l'air extérieur est aménagé afin de traverser l'échangeur de façon appropriée. L'écoulement peut être judicieusement assisté par la mise en oeuvre d'un ventilateur réalisant un apport complémentaire de puissance aéraulique sur cet échangeur en cas de vitesse insuffisante du véhicule, comme cela est couramment le cas dans une application automobile (roulages urbains en phase thermique transitoire du moteur ou coups de chaud à l'arrêt du moteur). [0050] D'autre part, en variante, les tuyaux allant du boîtier de sortie d'eau vers la source froide peuvent être dotés de dispositifs de chauffage additionnels (par exemple des fils chauffants électriquement intégrés dans le matériau des tuyaux), et la colonne descendante de la deuxième branche 6 être pourvue de moyens d'échanges thermiques (comme des ailettes ou un tuyau de structure coaxiale avec d'un côté, le passage du liquide de refroidissement à refroidir et de l'autre, soit du fluide réfrigérant issu de la boucle de climatisation, soit du liquide d'une boucle basse température déjà présente dans le véhicule, par exemple pour refroidir l'air de suralimentation du moteur ou un composant de la chaîne de traction du véhicule) afin d'améliorer le refroidissement du fluide y circulant. [0051] La figure 2 représente schématiquement un second mode de réalisation d'un circuit conforme à l'invention. [0052] L'architecture générale du circuit présenté ici est analogue à l'architecture présentée en figure 1, à la deuxième branche près. Dans la variante ici représentée, la deuxième branche 6 comporte une boîte de dégazage 13. En effet, partant du constat que la source froide d'un circuit thermosiphon et la boîte de dégazage du circuit de refroidissement ont en commun de devoir être positionnés en un point haut du circuit, il est avantageux de mutualiser les deux fonctions. La boîte de dégazage 13 est donc spécialement adaptée pour jouer le rôle d'échangeur thermique. En alternative à une variante développée ci-avant dans le cadre de la figure 1 où l'échangeur air/liquide 71 et la boîte de dégazage 13 sont réunis en un seul et même composant, la boîte de dégazage spécialement adaptée représentée ici est pourvue d'ailettes externes 72, afin d'augmenter son pouvoir de refroidissement au-delà des simples déperditions thermiques qu'y subit le liquide au contact de l'air emprisonné au-dessus du niveau d'eau et au contact de l'air ambiant en sous capot. Pour encore augmenter le pouvoir de refroidissement de la source froide, le tuyau de retour de la boîte de dégazage à l'entrée du moteur (qui constitue la colonne descendante du circuit à effet thermosiphon) peut également présenter une seconde série ailettes 73 de refroidissement. En outre, on dote la boîte de dégazage de canaux d'écoulement intérieur, de façon à allonger le plus possible le séjour du liquide dans la boîte afin d'améliorer son refroidissement. [0053] Dans la variante présentée en figure 2, comme dans toute variante de l'invention dans laquelle la boîte de dégazage est ménagée dans la deuxième branche 6 du circuit, on ménage une branche de dérivation 14 autour de la pompe 5, et on prévoit des moyens d'obturation de la branche de dérivation, ici sous la forme d'une seconde vanne 15. La seconde branche 6 est reliée à l'entrée 2 dans les conduits internes au moteur par l'intermédiaire de la branche de dérivation 14. [0054] Ainsi, lorsque la pompe 5 est en fonction, l'architecture adoptée évite la remontée de fluide dans la boîte de dégazage 13. De même lorsque la pompe 5 ne fonctionne pas (pompe débrayée ou moteur arrêté après fonctionnement), l'ouverture de la deuxième vanne 15 permet au liquide de refroidissement circulant dans le circuit par effet thermosiphon, de by-passer la pompe 5 en empruntant la branche de dérivation 14 pour rejoindre l'entrée 2 dans les conduits internes au moteur et ainsi emprunter un parcours plus favorable en pertes de charge. [0055] Dans une autre variante non représentée, on relie la seconde branche 6 comportant la boîte de dégazage 13 comme dans la variante représentée en figure 1, directement à l'entrée 2 des conduits internes au moteur. Une autre vanne (ou autre moyen d'obturation) est alors positionnée dans la colonne descendante de la boîte de dégazage 13 faisant source froide 7, afin d'éviter tout refoulement de fluide dans la boîte de dégazage 13. De façon préférentielle, le circuit formé par la deuxième branche 6, la boîte de dégazage 13 et la colonne descendante jusqu'à l'entrée 2 dans les conduits internes au moteur, sera judicieusement conçu et la vanne 8 positionnée de sorte à éviter tout refoulement de fluide dans la boîte de dégazage 13 sans avoir recours à une autre vanne (ou un autre moyen d'obturation). [0056] On notera par ailleurs que la variante d'architecture présentée en figure 2, présentant une branche de dérivation autour de la pompe 5 et un piquage de la deuxième branche 6 sur la première branche 4 est compatible quel que soit la technologie employée pour créer la source froide 7, et que la boîte de dégazage soit ou non portée par la deuxième branche 6 du circuit. [0057] Une autre variante de l'invention non représentée consiste à mutualiser les fonctions de source froide 7 avec l'aérotherme 10. [0058] La figure 3 présente schématiquement une architecture de circuit de refroidissement selon autre variante de l'invention, dans laquelle on emploie une boîte de dégazage standard. L'architecture est analogue à celle de la figure 2, à ceci près que la boîte de dégazage 13 ne présente aucun raccord spécifique et ne présente pas de dispositif d'échange thermique spécifique. La deuxième branche 6 se raccorde au circuit de refroidissement au niveau du tuyau de retour de la boîte de dégazage 13 vers l'entrée de la pompe à eau 5, juste en dessous de la boîte de dégazage 13, La boîte de dégazage constitue néanmoins une source froide suffisante pour assurer de manière ponctuelle une certaine circulation dans le circuit par effet thermosiphon. [0059] La figure 4 présente schématiquement une autre variante de l'invention. L'architecture est similaire à celle présentée en figure 1, mais la source froide 7 comporte un l'échangeur de type liquide/liquide 74. Pour refroidir le fluide du circuit de refroidissement au niveau de la source froide 7, on peut, selon une variante de l'invention, employer le liquide circulant dans un autre circuit de refroidissement dit « basse température », pouvant notamment être employé sur une application automobile pour le refroidissement de l'air à l'admission d'un moteur suralimenté, pour le refroidissement de gaz d'échappement recyclés à l'admission (fonction EGR), pour le refroidissement d'un condenseur à eau ou encore pour le refroidissement de l'électronique de puissance ou la machine électrique d'un véhicule hybride électrique. Selon une autre variante de l'invention, on peut employer le fluide réfrigérant d'un système de climatisation. L'échangeur peut par exemple comporter un tuyau de structure coaxiale (deux canalisations ménagées l'une dans l'autre), permettant le passage du liquide de refroidissement à refroidir dans une canalisation et, dans l'autre, soit du fluide réfrigérant issu de la boucle de climatisation, soit du liquide d'un autre circuit de refroidissement dit basse température. [0060] Comme précédemment évoqué, cet échangeur 74 étant le point le plus haut du circuit de refroidissement, sa boîte à eau supérieure intègre préférentiellement un ou plusieurs dispositifs (vis, bouchon, ...) permettant de purger l'air du circuit de refroidissement lors de son remplissage, voire intègre le bouchon de remplissage. Dans le cas où les fluides circulant dans le circuit haute température et le circuit basse température sont de même nature, on peut employer un moyen de remplissage unique pour les deux circuits, moyen conçu de sorte à ce qu'il n'y ait aucun mélange entre les 2 fluides en dehors de cette situation de vie remplissage. [0061] Cette architecture présente l'avantage, par rapport une architecture employant un échangeur air/liquide, d'assurer une source froide pour provoquer l'effet thermosiphon sans avoir à ménager un écoulement d'air extérieur suffisamment froid jusqu'à l'échangeur, et de se passer du ventilateur potentiellement nécessaire dans ce cadre pour assurer le refroidissement en toute situation. [0062] Si on emploie le réfrigérant d'un système de climatisation, l'échangeur liquide/liquide 74 est alors placé, côté boucle réfrigérant, en sortie du condenseur du climatiseur et en parallèle de l'évaporateur classiquement utilisé, avec son propre détendeur, de sorte que l'évaporation du réfrigérant absorbe, au travers l'échangeur, la chaleur contenue dans le liquide du circuit à effet thermosiphon issu du moteur. Ceci présente l'avantage, par rapport à une architecture mettant en jeu une source froide par un échangeur liquide/liquide lié à un circuit de refroidissement basse température, d'augmenter l'efficacité du circuit thermosiphon par une source froide bien plus froide et disponible même par ambiantes extérieures chaudes. [0063] Un circuit ainsi constitué selon l'une quelconque des variantes de l'invention permet la mise en oeuvre d'un procédé de régulation thermique, dans lequel on alterne : ù l'absence de circulation dans le circuit ù une circulation par effet thermosiphon ù une circulation forcée sous l'effet de la pompe. [0064] Un tel procédé permet des gains énergétiques par emploi d'une circulation par effet thermosiphon lorsqu'elle est suffisante pour assurer les fonctions de refroidissement recherchées. [0065] Les gains les plus significatifs peuvent être obtenus lors des montées en température du moteur suite à un démarrage à froid. On peut alors appliquer le procédé de gestion thermique suivant, illustré en référence à l'architecture présentée en figure 2, mais directement transposable à toutes les architectures conformes à l'invention. [0066] Dans un premier temps, au démarrage à froid du moteur 1, la circulation forcée du liquide de refroidissement dans le circuit est complètement désactivée, quelle que soit la technologie mise en oeuvre : pompe à eau mécanique débrayée, pompe électrique désactivée ou vanne coupant la circulation d'eau dans les conduites internes du moteur et dans le circuit de refroidissement. La vanne d'obturation 8 du circuit de thermosiphon est fermée et la seconde vanne 15 commandant le by-pass de la pompe 5 est dans une position quelconque, de préférence fermée. Ainsi, la circulation du liquide dans le circuit par effet thermosiphon est complètement inhibée, aucune circulation dans les conduits internes du moteur et dans le circuit de refroidissement n'est possible. [0067] A partir d'un certain temps de fonctionnement du moteur, en fonction des conditions de d'utilisation, le gradient de température à l'intérieur du noyau d'eau du moteur (conduits de refroidissement internes au moteur) est suffisant pour initier un effet thermosiphon, l'écart de densité entre les couches chaudes et froides du liquide de refroidissement étant suffisant. On attend cependant l'atteinte d'une valeur de consigne représentative de l'état thermique du moteur (valeur temporelle ou estimation d'une température représentative, par exemple par une cartographie fonction par exemple du régime, de la charge moteur, de la température extérieure, de la vitesse véhicule dans le cadre d'une application sur véhicule, etc.) pour éventuellement permettre la circulation du fluide de refroidissement dans le circuit. Selon le cas, on applique une circulation par effet thermosiphon, ou directement une circulation forcée par la pompe 5 dans le circuit. [0068] La détermination de la valeur de consigne peut faire appel, dès le démarrage du moteur, à un moyen de surveillance adéquat permettant de juger le moment opportun pour effectuer les transitions du système de refroidissement qui vont être décrites ci-dessous : il peut s'agir de la sonde de température d'eau en un point adéquat (du fait de l'absence de circulation dans le circuit, on pourra mesurer cette température dans le moteur ou au plus proche de sa sortie), ou d'un capteur de température de la matière constitutive du moteur implanté judicieusement dans la culasse, ou encore d'un modèle calculant la contrainte thermique du moteur à partir de données d'entrée telles que son régime, la charge moteur, la température extérieure, la vitesse du véhicule équipé du moteur le cas échéant. [0069] Si l'unité de contrôle du moteur (dispositif de contrôle commande) juge qu'il est souhaitable pour le moteur que la circulation forcée soit activée, alors le système, selon les cas, soit embraye la pompe à eau mécanique, soit active la pompe à eau électrique, soit ouvre une vanne de limitation du débit interne moteur, sans passer par le mode de circulation naturelle par effet thermosiphon, et maintient fermés le dispositif d'obturation 8 du circuit thermosiphon et la seconde vanne 15. On passe alors d'une absence de circulation à une circulation forcée, sans passer par le mode de circulation naturelle par effet thermosiphon. [0070] Si l'unité de contrôle estime que la montée en température peut être optimisée, et qu'il n'est pas nécessaire de passer directement à une circulation forcée dans le circuit, le mode de refroidissement « intermédiaire » par circulation naturelle par effet thermosiphon est activé, plutôt que d'embrayer la pompe à eau. Pour cela le dispositif d'obturation 8 du circuit thermosiphon et la seconde vanne 15 sont ouverts simultanément. [0071] Le liquide de refroidissement chaud en contact avec les parois du moteur 1, subit une ascension par diminution de sa densité et s'écoule du boîtier de sortie d'eau (positionné en sortie 3 des conduits internes au moteur) ou du point le plus haut du noyau d'eau moteur jusqu'à la source froide 7 du circuit, comportant dans l'exemple choisi une boîte de dégazage 13, en traversant la vanne d'obturation 8 en position ouverte. La boîte de dégazage porte des moyens améliorant son efficacité de transfert thermique : ailettes externes 72, canaux d'écoulement internes, et le cas échéant un détecteur de niveau d'eau. La source froide est avantageusement placée dans un flux d'air libre ou forcé afin de favoriser les échanges thermiques. [0072] Le liquide de refroidissement est refroidi par son parcours dans la boîte de dégazage 13 et à travers le tuyau de retour (avantageusement et si pertinent, muni d'ailettes 73, et dont la conception est optimisée pour favoriser la circulation par effet thermosiphon : résistivité hydrodynamique la plus faible possible, circuit le plus court possible, circuit offrant une légère pente). Il redescend par ce tuyau de retour jusqu'à la branche de dérivation 14 de la pompe à eau 5 du moteur 1, où la seconde vanne 15 ouverte lui permet de facilement pénétrer dans le moteur sans en traverser la pompe à eau 5. Le liquide est alors à nouveau réchauffé dans le moteur 1 et entame un nouveau cycle dans le circuit, à commencer par une ascension dans les conduits internes du moteur, puis dans la seconde branche. Ce phénomène peut se poursuivre jusqu'à obtention d'un équilibre de température et de pression pour lequel le thermosiphon s'arrête, ou bien jusqu'à ce que l'unité de contrôle décide de mettre fin à la circulation par effet thermosiphon. [0073] La circulation naturelle par thermosiphon va permettre, via la circulation d'un faible débit de liquide de refroidissement, un léger refroidissement du moteur ; cependant, celui-ci poursuit sa montée en température. Dès qu'une nouvelle valeur de consigne représentative de son état thermique est atteinte, l'unité de contrôle active la circulation forcée du fluide dans le circuit. Selon la technologie de la pompe 5 employée, la circulation forcée est activée par embrayage de la pompe à eau mécanique ou par activation de la pompe à eau électrique, ou encore en ouvrant une vanne de limitation du débit interne moteur. Simultanément, la seconde vanne 15 est fermée afin de ne plus by-passer la pompe à eau et le moyen d'obturation 8 est également fermé afin de ne pas parasiter le fonctionnement de la boîte de dégazage et du circuit de refroidissement (notamment le circuit de dégazage et de pressurisation du circuit) par l'effet thermosiphon et/ou par circulation forcée dans la seconde branche 6. [0074] Le circuit de refroidissement retrouve alors, dès l'activation de la circulation forcée, un fonctionnement traditionnel tel que connu dans l'art antérieur, à mesure que sa température évolue, avec par exemple une régulation de la circulation par thermostat du passage du fluide dans le radiateur 12, éventuellement assisté par un ventilateur de refroidissement. [0075] Dans une variante de l'invention, la stratégie, dont la mise en oeuvre a été ci- avant décrite en phase de montée en température du moteur, peut également être avantageusement employée en régime thermique établi (moteur chaud). L'unité de contrôle peut en effet décider que la sollicitation du moteur, lorsque le moteur est chaud, justifie l'arrêt au moins momentané de la circulation forcée, à des fins d'économie de carburant. Dans ce cas l'unité de contrôle coupe la circulation forcée dans le circuit. Simultanément, l'unité de contrôle décide de l'opportunité de passer dans le mode de circulation par effet thermosiphon, en fonction de l'état de sollicitation du moteur et de l'état thermique du moteur au moment de la coupure de la circulation forcée de liquide de refroidissement, et en fonction de l'évolution de l'état thermique du moteur pendant tout le temps que cette circulation forcée est désactivée. [0076] Dans une variante de l'invention, à l'arrêt du moteur après un emploi particulièrement sollicitant thermiquement pour le moteur ou certains de ses composants (par exemple pour une application automobile suite à un roulage autoroutier à vitesse élevée, ou à un remorquage, ou encore à un roulage urbain par ambiante extérieure chaude, ...), l'unité de contrôle peut juger pertinent de substituer à la circulation forcée de liquide de refroidissement (désactivée par la coupure du moteur si pompe à eau mécanique ou par la désactivation de la pompe à eau électrique) une circulation naturelle par effet thermosiphon de liquide en interne moteur, à l'intérieur de certains de ces composants ,et dans le circuit de refroidissement. On obtient ainsi un certain refroidissement du moteur ou de certains de ces composants, par exemple un turbocompresseur, afin d'en assurer la fiabilité. Le liquide de refroidissement s'écoule par effet thermosiphon, jusqu'à l'obtention d'un équilibre de température et de pression pour lequel le thermosiphon s'arrête. [0077] On notera que pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention dans une architecture présentant une branche de dérivation 14 autour de la pompe 5, les moyens d'obturation 8 et la seconde vanne 15 sont actionnées simultanément. Le fonctionnement peut en conséquence être couplé, ou bien il est possible de les piloter par un actionneur unique. En outre, le circuit de dérivation 14 peut être supprimé dès lors que la pompe 5 n'engendre pas une perte de charge importante dans le circuit (qui contrarierait trop la circulation par effet thermosiphon) lorsqu'elle est à l'arrêt. [0078] L'invention ainsi développée offre de multiples avantages. [0079] Le système et le procédé décrits par le présent mémoire, grâce à la circulation naturelle par thermosiphon, permettent de fortement réduire la mise en oeuvre de la circulation forcée. Par exemple dans une application automobile classique, la pompe à eau n'est plus activée que durant quelques secondes sur un cycle d'homologation ECEEUDC. [0080] Ils permettent, en optimisant la montée en température du moteur, des gains en consommation de carburant. Ces gains sont majoritairement liés à la réduction du travail prélevé sur le vilebrequin pour entraîner la pompe à eau et à la diminution de la viscosité de l'huile moteur par une montée en température optimisée. [0081] On estime le gain en consommation par l'adoption de l'invention sur une application automobile classique à environ 1%. [0082] Outre le gain en consommation, l'invention offre un gain en confort dans l'habitacle d'un véhicule, par une accélération de la montée en température par température ambiante extérieure froide (typiquement en-deçà de 10°C). Elle permet en outre une réduction des bruits de combustion et d'injection lors de la montée en température du moteur suite à un démarrage à froid. Revendications: 1. Circuit de refroidissement d'un moteur à combustion comportant une première branche entre une sortie de conduits internes au moteur et une entrée des conduits internes au moteur, la première branche comportant une pompe pouvant assurer la circulation d'un fluide dans le circuit, et caractérisé en ce qu'il comporte, : • une deuxième branche reliée entre la sortie et l'entrée des conduits de refroidissement internes du moteur, comportant une source froide en un point haut de ladite deuxième branche, pouvant assurer la circulation d'un fluide dans le circuit par effet thermosiphon ; • des moyens d'obturation de la deuxième branche. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit comporte en outre une branche de dérivation autour de la pompe, des moyens d'obturation de la branche de dérivation, et en ce que la deuxième branche débouche dans la première branche en amont de la pompe et est reliée à l'entrée des conduits internes du moteur via la branche de dérivation. 3. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce la source froide comporte une boîte de dégazage du circuit. 4. Circuit selon la revendication 3, caractérisé qu'il comporte en outre des moyens de détermination du niveau d'un fluide dans la boîte de dégazage. 5. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source froide comporte en outre des moyens d'échanges thermiques. 6. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que la source froide comporte un échangeur thermique air/liquide. 7. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que la source froide comporte un échangeur thermique liquide/liquide. 8. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'échangeur thermique liquide/liquide permet des échanges thermiques entre un fluide contenu dans le circuit de refroidissement du moteur et le fluide d'un autre circuit de refroidissement dit basse température. 9. Circuit selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'échangeur thermique liquide/liquide entre le liquide du circuit de refroidissement du moteur et le liquide d'un autre circuit de refroidissement dit basse température, comporte un moyen de remplissage unique pour les deux circuits. 10. Circuit selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'échangeur thermique liquide/liquide comporte en outre la boîte de dégazage du circuit de refroidissement. 11. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'échangeur thermique liquide/liquide permet l'échange thermique entre un fluide du circuit contenu dans le circuit de refroidissement et le réfrigérant d'un circuit de climatisation. 12. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant en outre une troisième branche comportant des périphériques du moteur, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de répartition entre les trois branches d'un fluide circulant dans le circuit. 13. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les périphériques du moteur comportent au moins un turbocompresseur ou un aérotherme. 14. Procédé de régulation thermique d'un moteur à combustion mettant en jeu un circuit de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on alterne pendant certaines phases de fonctionnement du moteur entre trois modes de circulation d'un fluide dans le circuit selon les besoins en refroidissement du moteur ou de périphériques du moteur, à savoir : a) l'absence de circulation, b) la circulation forcée sous l'effet de la pompe, et c) la circulation par effet thermosiphon. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que, pendant une phase de montée en température du moteur à combustion, on assure la succession des phases suivantes : • Absence de circulation dans le circuit, pendant une première durée déterminée ou jusqu'à l'atteinte d'une première température dans le moteur ou dans le fluide en un point prédéfini du circuit ;• Circulation du fluide dans le circuit par effet thermosiphon pendant une deuxième durée déterminée ou jusqu'à l'atteinte d'une première température dans le moteur ou dans le fluide en un point prédéfini du circuit ; • Circulation forcée du fluide dans le circuit sous l'effet de la pompe. 16. Procédé selon la revendication 14 ou la revendication 15, caractérisé en ce que, suite à une phase d'arrêt du moteur, une circulation de fluide dans le circuit est maintenue par effet thermosiphon.