Brevet FR3132943A1 — publié le 20230825

L’invention concerne un dispositif d’échange thermique qui comprend : - un organe principal (10) pourvu d’une face d’assemblage plane, comprenant de l’aluminium, et ménageant un canal de circulation fluidique débouchant par un orifice disposé sur la face d’assemblage; - un embout de raccordement comprenant une embase de raccordement, l’embase de raccordement comprenant une face de raccordement par laquelle débouche une ouverture d’un canal de raccordement, l’embase de raccordement étant assemblée avec l’organe principal (10), au moyen d’une substance adhésive liant une zone d’assemblage de la face d’assemblage, périphérique à l’orifice, avec une zone de raccordement de la face de raccordement et périphérique à l’ouverture, l’ouverture et l’orifice étant en correspondance l’un de l’autre, la substance adhésive comprenant une colle soit époxy soit polyuréthane soit acrylique soit hybride, la colle hydride comprenant au moins deux fonctions chimiques choisies parmi époxy, cyanoacrylate, acrylique, polyuréthane. Figure 5 Dispositif d’échange thermique et procédé de raccordement dudit dispositif DOMAINE DE L’INVENTION L’invention se rapporte au domaine des dispositifs des échange thermique, et notamment des dispositifs d’échange thermique susceptibles d’être mis en œuvre dans le domaine automobile. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif d’échange thermique et un procédé de raccordement d’une plaque d’échange thermique. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Les blocs batterie des véhicules automobiles sont généralement composés de cellules élémentaires solidaires d’un châssis et couplées à des moyens d’échange thermique configurés pour réguler en température (réchauffer ou refroidir) les cellules élémentaires lorsque ces dernières sont en fonctionnement. Ces moyens d’échange thermiques peuvent notamment comprendre des plaques d’échange de chaleur ménageant un canal de circulation fluidique dans lequel un fluide caloporteur est susceptible de circuler. Les moyens d’échanges thermique sont également raccordés à un circuit fluidique externe. Plus particulièrement, ce raccordement met en œuvre des embouts de raccordement. Ces derniers sont généralement sertis, soudés ou encore brasés sur la surface des plaques d’échange thermique. A cet égard, les documents WO2020/254757 A1, WO2020/031221 A1 et FR2832790 A1 divulguent un procédé de raccordement d’un échangeur thermique à un circuit de d’échange thermique externe au moyen d’un embout de raccordement. Ce moyen de raccordement, outre sa configuration spécifique, peut être soudé ou collé sur une plaque de l’échangeur thermique. Toutefois les solutions proposées dans les documents précités ne sont pas satisfaisantes. En effet, les procédés considérés pour la fixation d’un embout de raccordement à un échangeur thermique restent compliqués à mettre en œuvre sans nécessairement répondre pleinement aux exigences de tenue en température, d’étanchéité ou encore de résistance mécanique. Un but de la présente invention est donc de proposer un dispositif d’échange thermique pourvu d’un embout de raccordement dont la fixation est conforme aux exigences en termes de tenue en température, d’étanchéité ou encore de résistance mécanique. Un autre but de la présente invention est également de proposer un procédé de raccordement fluidique d’un conduit, au moyen d’un embout de raccordement, simple à mettre en œuvre et conforme aux exigences en termes de tenue en température, d’étanchéité ou encore de résistance mécanique. BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION Les buts de la présente invention sont, au moins en partie, atteints par un dispositif d’échange thermique qui comprend : - un organe principal pourvu d’une face d’assemblage essentiellement plane, comprenant de l’aluminium, et ménageant un canal de circulation fluidique débouchant par un orifice disposé sur la face d’assemblage dudit organe principal ; - un embout de raccordement comprenant une embase de raccordement, plane, l’embase de raccordement comprenant une face, dite face de raccordement, par laquelle débouche une ouverture d’un canal de raccordement, l’embase de raccordement étant assemblée avec l’organe principal, au moyen d’une substance adhésive liant une zone d’assemblage de la face d’assemblage, périphérique à l’orifice, avec une zone de raccordement de la face de raccordement et périphérique à l’ouverture, l’ouverture et l’orifice étant en correspondance l’un de l’autre, la substance adhésive comprenant soit une colle époxy soit une colle polyuréthane soit une colle acrylique soit une colle hybride, la colle hydride comprenant au moins deux fonctions chimiques choisies parmi la fonction époxy, la fonction cyanoacrylate, la fonction acrylique, la fonction polyuréthane. Selon un mode de mise en œuvre, la substance adhésive lie mécaniquement, avantageusement chimiquement, et de manière étanche, la zone d’assemblage avec la zone de raccordement. Selon un mode de mise en œuvre, l’embout comprend une cale interne, avantageusement de forme annulaire ou oblongue, en projection par rapport à la zone de raccordement et circonscrite par ladite zone de raccordement, la cale interne étant configurée pour définir un volume, dit volume d'adhésion, entre la zone de raccordement et la zone d’assemblage et dans lequel est logée la substance adhésive. Selon un mode de mise en œuvre, l’embout comprend également une cale périphérique en projection par rapport à la zone de raccordement et qui circonscrit la zone de raccordement de manière à délimiter, avec la cale interne, le volume d’adhésion. Selon un mode de mise en œuvre, un joint, avantageusement un joint torique ou un joint à lèvres, est disposé dans une rainure, ménagée sur la face de raccordement, et intercalée entre l’ouverture et la cale interne, ladite cale interne s’interposant entre la substance adhésive et la rainure, avantageusement le joint est dans un état comprimé dans une gamme de 10% à 35% par rapport à son volume à l’état libre. Selon un mode de mise en œuvre, le rapport entre la surface de la zone de raccordement et la surface de l’orifice est ajusté de sorte que l’assemblage de la face de raccordement avec la zone d’assemblage présente une résistance à la traction supérieure à 1 MPa, avantageusement supérieure à 1,6 MPa, encore plus avantageusement supérieure à 4,3 MPa. Selon un mode de mise en œuvre, le rapport entre la surface de la zone de raccordement et la surface de l’orifice est ajusté de sorte que l’assemblage de la face de raccordement avec la zone d’assemblage, à l’issue de l’étape d) présente une étanchéité lors de la circulation d’un fluide à une pression supérieure à 1 bar, avantageusement supérieure à 3 bar, encore plus avantageusement supérieure à 7 bar. L’invention concerne également un véhicule automobile pourvu d’un bloc batterie couplé au dispositif d’échange thermique selon la présente invention, à des fins de régulation thermique du bloc batterie par ledit dispositif d’échange thermique. L’invention concerne également un procédé de raccordement fluidique d’un conduit, au moyen d’un embout de raccordement, avec un organe principal pourvu d’une face d’assemblage essentiellement plane, comprenant de l’aluminium, ledit organe principal, étant pourvu d’un canal de circulation fluidique débouchant par un orifice disposé sur la face d’assemblage, l’embout de raccordement comprenant une embase, dite embase de raccordement, plane, l’embase de raccordement comprenant une face, dite face de raccordement, par laquelle débouche une ouverture d’un canal, dit canal de raccordement, dudit embout de raccordement, le procédé comprenant l’exécution des étapes suivantes : a) une première étape de préparation de surface d’une zone d’assemblage périphérique à l’orifice, la première étape comprenant un traitement laser et/ou un traitement par abrasion et/ou un traitement chimique ; b) une étape de dépôt d’une substance adhésive sur l’une et/ou l’autre de la zone d’assemblage et d’une zone de raccordement de la face de raccordement et périphérique à l’ouverture, la substance adhésive comprenant soit une colle époxy soit une colle polyuréthane soit une colle acrylique soit une colle hybride, la colle hydride comprenant au moins deux fonctions chimiques parmi la fonction époxy, la fonction cyanoacrylate, la fonction acrylique, la fonction polyuréthane ; c) une étape d’assemblage de la zone d’assemblage et de la face de raccordement. Selon un mode de mise en œuvre, ledit procédé comprend une étape d) de traitement thermique destinée à réticuler la substance adhésive. Selon un mode de mise en œuvre, l’étape c) est précédée d’une étape c0) qui comprend le positionnement d’un joint, notamment d’un joint torique ou d’un joint à lèvres, dans une rainure ménagée sur la face de raccordement, et intercalée entre l’ouverture et la zone de raccordement. Selon un mode de mise en œuvre, l’étape c) d’assemblage comprend l’application d’un effort, dit effort d’assemblage, adapté pour maintenir le joint comprimé dans une gamme de 10% à 35 % jusqu’à ce qu’un niveau de réticulation prédéterminé de la substance adhésive soit atteint, la réticulation prédéterminée étant une réticulation permettant de maintenir la compression du joint à un niveau de compression compris entre 10% et 35% dès que l’effort d’assemblage n’est plus appliqué. Selon un mode de mise en œuvre, le rapport entre la surface de la zone de raccordement et la surface de l’orifice est ajusté de sorte que l’assemblage de la face de raccordement avec la zone d’assemblage, à l’issue de l’étape d), présente une résistance à la traction supérieure à 1 MPa, avantageusement supérieure à 1,6 MPa, encore plus avantageusement supérieure à 4,3 MPa. Selon un mode de mise en œuvre, le rapport entre la surface de la zone de raccordement et la surface de l’orifice est ajusté de sorte que l’assemblage de la face de raccordement avec la zone d’assemblage, à l’issue de l’étape d) présente une étanchéité lors de la circulation d’un fluide à une pression supérieure à 1 bar, avantageusement supérieure à 3 bar, encore plus avantageusement supérieure à 7 bar. Selon un mode de mise en œuvre, la première étape de préparation comprend le retrait d’une couche d’oxyde d’aluminium natif susceptible d’être présente sur la zone d’assemblage, et l’ajustement de la rugosité de ladite zone d’assemblage dans une gamme de rugosité comprise entre 1,4 µm et 2,6 µm, avantageusement supérieures à 1,9 µm, la première étape mettant en œuvre un procédé LASER ou un procédé d’abrasion mécanique. Selon un mode de mise en œuvre, la première étape de préparation comprend la formation d’une couche d’adhésion sur la zone d’assemblage, avantageusement la couche d’adhésion est formée selon au moins l’une des sous-étapes suivantes : - une anodisation ou conversion chimique de la zone d’assemblage - la formation d’une couche de Ti/Zr sur la zone d’assemblage. Selon un mode de mise en œuvre, ledit procédé comprend une deuxième étape b0) préparation de surface de la face de raccordement et exécutée avant l’étape b), la deuxième étape b0) comprend un traitement plasma et/ou un traitement chimique et/ou un traitement laser adapté pour conférer à la face de raccordement une énergie de surface supérieure à 36 mN/m, avantageusement supérieure à 50 mN/m. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquelles : La est une représentation schématique d’une plaque d’échange thermique mise en œuvre dans le cadre du procédé de raccordement selon la présente invention ; La est une représentation schématique d’un embout de raccordement susceptible d’être mis en œuvre dans le cadre du procédé de raccordement selon la présente invention, notamment, l’embout de raccordement est représenté selon un plan de coupe passant par l’axe XX’ ; La est un schéma de principe illustrant la formation d’une couche d’adhésion, notamment sur cette , la plaque d’échange thermique est représentée selon un plan de coupe perpendiculaire à la face d’assemblage et passant par l’orifice ; La est une représentation schématique de l’exécution de l’étape b) correspondant au dépôt d’une substance adhésive sur une zone raccordement de l’embout de raccordement représenté à la , notamment, l’embout de raccordement est représenté selon un plan de coupe passant par l’axe XX’ ; La est une représentation schématique de l’exécution de l’étape c) correspondant à l’assemblage de la zone de raccordement avec la zone d’adhésion, notamment l’embout de raccordement et la plaque d’échange thermique sont représentés selon un plan de coupe passant par l’axe XX’ ; La est une représentation schématique relative à l’exécution d’une étape c0) sur un embout de raccordement pourvu d’une rainure destinée à loger un joint notamment l’embout de raccordement est représenté selon un plan de coupe passant par l’axe XX’ ; La est une représentation schématique de l’exécution de l’étape c) correspondant au dépôt d’une substance adhésive sur une zone raccordement de l’embout de raccordement représenté à la , notamment l’embout de raccordement et la plaque d’échange thermique sont représentés selon un plan de coupe passant par l’axe XX’. Dispositif d’échange thermique qui comprend : - un organe principal (10) pourvu d’une face d’assemblage (12) essentiellement plane, comprenant de l’aluminium, et ménageant un canal de circulation fluidique débouchant par un orifice (11) disposé sur la face d’assemblage (12) dudit organe principal (10) ; - un embout de raccordement (20) comprenant une embase de raccordement (22), plane, l’embase de raccordement (22) comprenant une face, dite face de raccordement (25), par laquelle débouche une ouverture (24) d’un canal de raccordement (23), l’embase de raccordement (22) étant assemblée avec l’organe principal (10), au moyen d’une substance adhésive (27) liant une zone d’assemblage (13) de la face d’assemblage (12), périphérique à l’orifice (11), avec une zone de raccordement (26) de la face de raccordement (25) et périphérique à l’ouverture (24), l’ouverture (24) et l’orifice (11) étant en correspondance l’un de l’autre, la substance adhésive (27) comprenant soit une colle époxy soit une colle polyuréthane soit une colle acrylique soit une colle hybride, la colle hydride comprenant au moins deux fonctions chimiques choisies parmi la fonction époxy, la fonction cyanoacrylate, la fonction acrylique, la fonction polyuréthane. Dispositif d’échange thermique selon la revendication 1, dans lequel la substance adhésive (27) lie mécaniquement, avantageusement chimiquement, et de manière étanche, la zone d’assemblage (13) avec la zone de raccordement (26). Dispositif d’échange thermique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’embout comprend une cale interne (28), avantageusement de forme annulaire ou oblongue, en projection par rapport à la zone de raccordement (26) et circonscrite par ladite zone de raccordement (26), la cale interne (28) étant configurée pour définir un volume, dit volume d’adhésion (30), entre la zone de raccordement (26) et la zone d’assemblage (13) et dans lequel est logée la substance adhésive (27). Dispositif d’échange thermique selon la revendication 3, dans lequel l’embout comprend également une cale périphérique (29) en projection par rapport à la zone de raccordement (26) et qui circonscrit la zone de raccordement (26) de manière à délimiter, avec la cale interne (28), le volume d’adhésion (30). Dispositif d’échange thermique selon la revendication 3 ou 4, dans lequel un joint (32), avantageusement un joint torique ou un joint à lèvres en EPDM ou en silicon, est disposé dans une rainure (33), ménagée sur la face de raccordement (25), et intercalée entre l’ouverture (24) et la cale interne (28), ladite cale interne (28) s’interposant entre la substance adhésive (27) et la rainure (33), avantageusement le joint (32) est dans un état comprimé dans une gamme de 10% à 35% par rapport à son volume à l’état libre. Dispositif d’échange thermique selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le rapport entre la surface de la zone de raccordement (26) et la surface de l’orifice (11) est ajusté de sorte que l’assemblage de la face de raccordement (25) avec la zone d’assemblage (13) présente une résistance à la traction supérieure à 1 MPa, avantageusement supérieure à 1,6 MPa, encore plus avantageusement supérieure à 4,3 MPa. Dispositif d’échange thermique selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le rapport entre la surface de la zone de raccordement (26) et la surface de l’orifice (11) est ajusté de sorte que l’assemblage de la face de raccordement (25) avec la zone d’assemblage (13), à l’issue de l’étape d) présente une étanchéité lors de la circulation d’un fluide à une pression supérieure à 1 bar, avantageusement supérieure à 3 bar, encore plus avantageusement supérieure à 7 bar. Véhicule automobile pourvu d’un bloc batterie couplé au dispositif d’échange thermique selon l’une des revendications 1 à 7, à des fins de régulation thermique du bloc batterie par ledit dispositif d’échange thermique. Procédé de raccordement fluidique d’un conduit, au moyen d’un embout de raccordement (20), avec un organe principal (10) pourvu d’une face d’assemblage (12) essentiellement plane, comprenant de l’aluminium, ledit organe principal (10), étant pourvu d’un canal de circulation fluidique débouchant par un orifice (11) disposé sur la face d’assemblage (12), l’embout de raccordement (20) comprenant une embase, dite embase de raccordement (22), plane, l’embase de raccordement (22) comprenant une face, dite face de raccordement (25), par laquelle débouche une ouverture (24) d’un canal, dit canal de raccordement (23), dudit embout de raccordement (20), le procédé comprenant l’exécution des étapes suivantes : a) une première étape de préparation de surface d’une zone d’assemblage (13) périphérique à l’orifice (11), la première étape comprenant un traitement laser et/ou un traitement par abrasion et/ou un traitement chimique ; b) une étape de dépôt d’une substance adhésive (27) sur l’une et/ou l’autre de la zone d’assemblage (13) et d’une zone de raccordement (26) de la face de raccordement (25) et périphérique à l’ouverture (24), la substance adhésive (27) comprenant soit une colle époxy soit une colle polyuréthane soit une colle acrylique soit une colle hybride, la colle hydride comprenant au moins deux fonctions chimiques parmi la fonction époxy, la fonction cyanoacrylate, la fonction acrylique, la fonction polyuréthane ; c) une étape d’assemblage de la zone d’assemblage (13) et de la face de raccordement (25). Procédé de raccordement fluidique selon la revendication 9, dans lequel ledit procédé comprend une étape d) de traitement thermique destinée à réticuler la substance adhésive (27). Procédé de raccordement fluidique selon la revendication 9 ou 10, dans lequel l’étape c) est précédée d’une étape c0) qui comprend le positionnement d’un joint (32), notamment d’un joint torique ou un joint à lèvres, dans une rainure (33) ménagée sur la face de raccordement (25), et intercalée entre l’ouverture (24) et la zone de raccordement (26). Procédé de raccordement fluidique selon la revendication 11, dans lequel l’étape c) d’assemblage comprend l’application d’un effort, dit effort d’assemblage, adapté pour maintenir le joint (32) comprimé dans une gamme de 10% à 35 % jusqu’à ce qu’un niveau de réticulation prédéterminé de la substance adhésive (27) soit atteint, la réticulation prédéterminée étant une réticulation permettant de maintenir la compression du joint (32) à un niveau de compression compris entre 10% et 35% dès que l’effort d’assemblage n’est plus appliqué. Procédé de raccordement fluidique selon l’une des revendication 9 à 12, dans lequel le rapport entre la surface de la zone de raccordement (26) et la surface de l’orifice (11) est ajusté de sorte que l’assemblage de la face de raccordement (25) avec la zone d’assemblage (13), à l’issue de l’étape d), présente une résistance à la traction supérieure à 1 MPa, avantageusement supérieure à 1,6 MPa, encore plus avantageusement supérieure à 4,3 MPa. Procédé de raccordement fluidique selon l’une des revendications 9 à 12, dans lequel le rapport entre la surface de la zone de raccordement (26) et la surface de l’orifice (11) est ajusté de sorte que l’assemblage de la face de raccordement (25) avec la zone d’assemblage (13), à l’issue de l’étape d) présente une étanchéité lors de la circulation d’un fluide à une pression supérieure à 1 bar, avantageusement supérieure à 3 bar, encore plus avantageusement supérieure à 7 bar. Procédé de raccordement fluidique selon l’une des revendications 9 à 14, dans lequel la première étape de préparation comprend le retrait d’une couche d’oxyde d’aluminium natif susceptible d’être présente sur la zone d’assemblage (13), et l’ajustement de la rugosité de ladite zone d’assemblage (13) dans une gamme de rugosité comprise entre 1,4 µm et 2,6 µm, avantageusement supérieures à 1,9 µm, la première étape mettant en œuvre un procédé LASER ou un procédé d’abrasion mécanique. Procédé de raccordement fluidique selon l’une des revendications 9 à 14, dans lequel la première étape de préparation comprend la formation d’une couche d’adhésion (14) sur la zone d’assemblage (13), avantageusement la couche d’adhésion (14) est formée selon au moins l’une des sous-étapes suivantes : - une anodisation ou un traitement de conversion chimique de la zone d’assemblage (13) - la formation d’une couche de Ti/Zr sur la zone d’assemblage (13). Procédé de raccordement fluidique selon l’une des revendications 9 à 16, dans lequel ledit procédé comprend une deuxième étape b0) préparation de surface de la face de raccordement (25) et exécutée avant l’étape b), la deuxième étape b0) comprend un traitement plasma et/ou un traitement chimique et/ou un traitement laser adapté pour conférer à la face de raccordement (25) une énergie de surface supérieure à 36 mN/m, avantageusement supérieure à 50 mN/m.