Dans la majorité des installations industrielles, l’utilisation rationnelle de l’énergie est un facteur déterminant de rentabilité et de protection de l’environnement. La majeure partie des échanges énergétiques industriels se fait moyennant des échangeurs de chaleurs. La maîtrise des calculs, du dimensionnement et du design de ces appareils d’échange de chaleur est une compétence fortement demandée dans le domaine de l’ingénierie énergétique et des procédés. Cet ouvrage propose un apprentissage facilité à travers un descriptif complet des différents types d’échangeurs de chaleur (tubulaires, à plaques…), leurs technologies et les calculs associés aux dimensionnements. Il permet de guider et d’orienter l’ingénieur pour la réalisation d’un design optimal de l’appareil d’échange le plus convenable à son application. Les exemples industriels présentés dans ce livre permettent à l’ingénieur une mise en situation réaliste faisant intervenir les différents prérequis en la matière. L’amélioration de l’efficacité énergétique des industries des procédés suscite une attention particulière surtout dans le cas des réseaux d’échangeurs. Dans ce cadre, la méthode PINCH s’avère un outil efficace pour rationaliser la consommation énergétique de ces réseaux. Cet ouvrage aborde cette question à travers un apprentissage pédagogique, simplifié, suivi d’une illustration industrielle. Table des matières : Introduction. Rappels. Echangeurs de chaleur. Coefficient d’échange convectif sans changement de phases dans les échangeurs de chaleur. Coefficient d’échange convectif en transfert avec changement de phase. Technologie des échangeurs de chaleur. Performances et calcul des échangeurs de chaleur. Exemples de design. Optimisation et intégration énergétique des flux de chaleur dans les réseaux d’échangeurs.

Les dernières décennies ont enregistré d’immenses développements dans les utilisations des centrales solaires à concentration, dans les technologies de communication (téléphonie mobile et réseaux 5G) ou encore dans la filière nucléaire des petits réacteurs modulaires. Ces développements ont imposé une nouvelle génération d’échangeurs de chaleur. Tout en présentant les échangeurs classiques (tubulaires, à plaques) et leurs techniques de conception et algorithmes de calcul, cet ouvrage présente les échangeurs compacts de nouvelle génération, notamment les échangeurs à circuits imprimés, les échangeurs à plaques-ailettes, les échangeurs à spirales, les échangeurs tubes-ailettes à courants croisés, les micro-échangeurs à changement de phase, les spray coolers, les échangeurs à caloducs et les chambres d’évaporation. Cette classe d’échangeurs connaît actuellement un grand essor, avec des applications comme équipements embarqués dans les avions, dans les locomotives, dans les navettes spatiales ou encore dans la téléphonie mobile où le volume d’un équipement est un des paramètres les plus importants du design.

La thermodynamique doit aujourd’hui s’adapter à une problématique plus large, le développement durable. Par le biais d’une approche originale utilisant des outils renouvelés, cet ouvrage apporte des réponses à ce challenge sous deux aspects : - un aspect applicatif, par la méthodologie d'optimisation sous contrainte, qui conduit à des solutions optimales faciles à comparer à l'existant, et dessine les voies et potentiels d'amélioration encore disponibles ; - un aspect fondamental, qui correspond à une vision nouvelle de la thermodynamique des machines et des systèmes. Le livre s'écarte de l'approche classique de thermodynamique de l'équilibre, développée par Carnot, pour adopter une méthode qui allie les descriptions des phénomènes dynamiques de transfert et de conversion. À ces aspects pratiques de la vie courante, s'ajoute une vision plus profonde et fondamentale du monde, en particulier la notion d'évolution, intimement liée au second principe de thermodynamique. L’auteur Ingénieur et physicien, Michel Feidt est enseignant-chercheur en thermodynamique et énergétique à l'université de Lorraine. Il anime aussi une équipe de recherche dédiée aux études des systèmes et procédés énergétiques.