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Annexe V : Rappel des équations
thermiques pour une modélisation avec
des cellules Re
Il existe trois modes de transmission de la chaleur dans un milieu. La convection, la
conduction, et le rayonnement [DEG-9û]. Dans le cas des composants électroniques de forte
puissance, la majorité de la transmission du flux de chaleur s'effectue par conduction. En effet
l'écoulement du flux s'opère de manière unidirectionnelle, du composant vers son
refroidisseur, les composantes rayonnantes et convectives, régissant les échanges avec le
milieu extérieur, sont donc négligées.
1. Rappel des équations fondamentales
Pour comprendre les propriétés physiques de la conduction de la chaleur dans un matériau
et permettre une modélisation fiable il est important de rappeler les équations fondamentales
qui régissent ce phénomène [DEG-9û, ARN-92, LAL-97, NEW-75].
1.1 Définitions des termes utilisés
- Flux de chaleur: (W), c'est la quantité de chaleur (en Joules) qui traverse une
surface pendant un temps (s).
- Densité de flux de chaleur q> (W.m- 2 ), c'est la quantité de flux de chaleur par unité de
surface.
- Sources internes: p (W.m- 3 ), c'est la quantité de flux de chaleur par unité de volume.
- surface isotherme, c'est une surface dont tous les points ont même température.
1.2 Loi de Fourier
La loi énérale de conduction thermique dans un solide décrite par Fourier s'exprime ainsi:
L....-__=----'-----'---.J
Il 1
pour un milieu isotrope. (1.1)
où cp représente la densité de flux de chaleur en W.m- Z
À la conductivité thermique en W.m-I.K- 1
T la température.
Il est important de noter que À dépend en général de la température et de l'espace À (x,y,z,T)
et que cp est dirigée dans le sens de la diffusion de la chaleur, de la zone chaude vers la zone
froide.
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