A l’heure de l’électrification des systèmes, de l’avion plus vert et de la décarbonation, le projet DiThAA - Dissipation Thermique pour les Antennes Actives (*) -, lancé il y a deux ans, a délivré ses premiers résultats. Porté par l’association NAE (Normandie AeroEspace), le projet s'est focalisé sur le développement de nouvelles solutions de refroidissement pour les systèmes de communication 5G et Internet à bord des avions
Pour rappel, la technologie d’antenne active est difficile à maîtriser car elle présente une problématique de dissipation thermique complexe à gérer du fait d’une miniaturisation accrue de l’antenne et d’une augmentation de la puissance émise associée dans un volume réduit. Le projet DiThAA a permis d’explorer deux pistes de solutions de refroidissement innovantes qui ont fait l’objet de preuves de concept.
La première est une solution à base de matériaux à changement de phase (MCP) développée par Areelis Technologies, accompagné par l’Insa de Rouen Normandie. Cette solution répond au cahier des charges en matière de gain volumique mais n’est pas adaptée aux systèmes étudiés. En effet, cette solution, bien que ne nécessitant pas d’apport externe en énergie, ne parvient pas à compenser la différence entre la cinétique de réaction du matériau à changement de phase et la vitesse de montée en température des puces des antennes actives. Cependant, ces enseignements permettent d’envisager l’étude de la technologie MCP sur d’autres systèmes tels que l’électronique de puissance.
Quant à la seconde solution développée par le laboratoire Irseem de l’Esigelec, qui est fondée sur la thermoélectricité et qui s’appuie sur l’utilisation de modules à effet Peltier, elle répond bien au cahier des charges au niveau du gain volumique du système dans toutes les conditions de fonctionnement. Le pilotage du module Peltier permet aussi de réguler le refroidissement en fonction des manœuvres du panneau d’antennes. Toutefois, cette solution présente l’inconvénient de nécessiter son couplage à un dissipateur et à un ventilateur, ce qui est contraignant pour l’aéronautique (Internet à bord d’un avion).
(*) Coordonné par le réseau NAE, le projet DiThAA, initié en janvier 2020 et achevé en juin 2022, était porté par Areelis Technologies, société d’ingénierie et d’essais, experte en mécanique, mécanique des fluides, thermique et cryogénie, l’école Esigelec au travers de son laboratoire de recherche l’Irseem, l’Insa de Rouen Normandie avec le LMN (Laboratoire de mécanique de Normandie), ains que les sociétés NXP et Safran, avec le soutien de la région Normandie et du fonds européen Feder.
