La présente invention se rapporte à un échangeur thermique fluidique double flux comportant une pluralité de feuilles métalliques empilées, et à son procédé de fabrication.

L'efficacité d'un échangeur double flux dépend des performances des échanges thermiques entre les deux fluides, à travers une paroi conductrice, généralement métallique, d'autant que l'échangeur comporte une pluralité de telles parois. Le rendement de l'échangeur dépend donc directement de l'interaction entre les deux fluides et la ou les parois séparatrices d'échange. Pour améliorer les échanges thermiques entre les fluides, il est possible de réduire l'épaisseur des feuilles ou parois d'échange, pour obtenir des parois ou feuilles de fine épaisseur, dont l'épaisseur est généralement comprise entre 90 et 150 micromètres, non inférieure à 90 micromètres, mais en contrepartie, la résistance des feuilles et de l'empilage de feuilles de l'échangeur diminue, et n'est généralement pas suffisante à la pression différentielle entre les fluides. Cette pression différentielle est généralement comprise entre 100 et 2000 Pascals, et chaque feuille de l'échangeur doit y résister sans se déchirer ni se fissurer. Pour des pressions supérieures, l'utilisation de feuilles minces pose d'énormes problèmes de résistance à la fissuration ou au déchirement.

L'invention vise à pallier ces inconvénients tout en améliorant les qualités d'échanges thermiques entre les deux fluides de part et d'autre d'une paroi, pour des pressions supérieures ou égales à celles de l'art antérieur données ci-dessus, et en réduisant ou limitant au moins le coût d'un échangeur double flux.

Plus précisément, l'invention se rapporte à un échangeur thermique fluidique double flux comportant une pluralité de feuilles métalliques empilées, caractérisée en ce qu'une dite feuille métallique comprend à partir d'un plan médian sur une première face de la feuille :

- une pluralité de reliefs s 'étendant sur la surface de la feuille au-dessus dudit plan médian,

- une pluralité de creux s'étendant sur la surface de la feuille au-dessous dudit plan médian, un creux étant disposé entre trois reliefs juxtaposés au moins, - une pluralité de plissements de la feuille disposés dans les zones de celle-ci situées entre les sommets des reliefs et les fonds des creux, de part et d'autre dudit plan médian, en sorte de créer une surface plissée d'écoulement sur ladite première face pour un premier fluide,

- les sommets des reliefs présentant une surface non plissée afin de constituer des zones lisses ou sensiblement lisses pour la liaison de ladite feuille métallique à une deuxième feuille métallique adjacente, respectivement disposées en contact avec les sommets des reliefs de ladite feuille métallique.

Les plissements permettent d'augmenter la résistance de la feuille à la pression différentielle des fluides s'écoulant de part et d'autre de cette feuille, donc de diminuer l'épaisseur des feuilles d'échange couramment utilisées dans l'art antérieur. La résistance accrue des feuilles à la pression différentielle permet un fonctionnement de l'échangeur selon l'invention à des pressions supérieures, d'au moins 5000 Pascals. Les plissements permettent en outre d'augmenter la turbulence de l'écoulement du fluide contre la surface de la feuille métallique d'échange thermique. Les creux et les reliefs forment, par empilement des feuilles dans un échangeur, des alvéoles résistantes communiquant entre elles pour former un circuit d'écoulement d'un fluide d'un bord à l'autre de la feuille, un tel circuit comportant des variations de sections pour le passage du fluide d'un bord à l'autre de la feuille améliorant la turbulence en plus des plissements. Les sommets non plissés des reliefs permettent une bonne liaison entre les feuilles empilées d'un échangeur. Par l'expression « un creux étant disposé entre trois reliefs juxtaposés au moins », on entend que le creux peut être disposé à la limite sur les lignes joignant les trois reliefs.

Selon une caractéristique avantageuse, les reliefs de ladite pluralité de reliefs s 'étendant sur la surface de la feuille au-dessus dudit plan médian sont alignés suivant deux directions perpendiculaires.

Selon une caractéristique avantageuse, les creux de ladite pluralité de creux s 'étendant sur la surface de la feuille au-dessous dudit plan médian sont alignés suivant deux directions perpendiculaires.

De manière préférentielle, les deux directions d'alignement des reliefs et les deux directions d'alignement des creux sont parallèles respectivement.

Selon une caractéristique avantageuse, les creux et les reliefs sont disposés en quinconce.

Selon cette caractéristique, un creux est disposé entre quatre reliefs, ou inversement.

Selon une caractéristique avantageuse, les creux sur la première face de ladite feuille sont constitués des reliefs sur la deuxième face de ladite feuille, et les reliefs sur ladite première face de ladite feuille sont constitués des creux sur la deuxième face de ladite feuille, les plissements étant effectifs sur lesdites première et deuxième faces, le creux d'un pli sur la première face étant constitué du relief formé par ce même pli sur la deuxième face, en sorte de créer une surface plissée d'écoulement pour un deuxième fluide sur ladite deuxième face.

Cette caractéristique permet d'utiliser la forme du relief apparaissant sur une face de la feuille, sur la surface opposée de la même feuille. Ainsi, on obtient les mêmes ou sensiblement les mêmes conditions de surface d'écoulement de part et d'autre de la feuille pour les deux fluides, respectivement, avec les mêmes performances d'échange ou sensiblement les mêmes performances d'échange des deux côtés de cette feuille.

Selon une caractéristique avantageuse, les fonds des creux de la première face constituant les sommets des reliefs de la deuxième face présentent une surface non plissée afin de constituer des zones lisses ou sensiblement lisses pour la liaison de ladite feuille métallique à une troisième feuille adjacente disposée au contact des sommets des reliefs de la deuxième face de ladite feuille métallique.

Selon une caractéristique avantageuse, un col est formé entre deux reliefs ou entre deux creux, ledit col étant constitutif d'un passage fluidique et entièrement plissé.

Le col est situé à une hauteur intermédiaire entre les sommets des reliefs et les fonds des creux de la feuille, ce qui autorise un plissement complet du col qui par ailleurs représente une restriction de passage du fluide entre deux feuilles successives, d'où une vitesse de passage et une turbulence du fluide, augmentées dans cette zone de passage entre deux feuilles successives. Lorsque les creux et les reliefs sont disposés en quinconce, un col est disposé à l'intersection de deux directions perpendiculaires portant chacune deux reliefs et deux creux au moins respectivement, le col étant situé dans cette configuration entre deux creux et entre deux reliefs.

Selon une caractéristique avantageuse, le matériau constitutif de la feuille est choisi parmi les matériaux suivants : aluminium ou cuivre, ou leurs alliages.

D'autres matériaux de feuilles conviennent, les deux plus performants étant ici proposés.

Selon une caractéristique avantageuse, le fond des creux et le sommet des reliefs adoptent respectivement une forme de calotte sphérique.

Cette forme présente à la fois une bonne géométrie pour l'écoulement des fluides, et la création de zones combinées plissées et non plissées comme défini selon l'invention, tout en réduisant le risque de fissuration de la feuille lors de sa fabrication et de son fonctionnement.

Selon une caractéristique avantageuse, l'échangeur thermique selon l'invention comporte en outre une pluralité de proéminences ponctuelles sur la première ou deuxième face, s'ajoutant à ladite pluralité de plissements, s'étendant sur la surface de la feuille, en sorte de créer une surface rugueuse d'écoulement pour ledit premier ou deuxième fluide, respectivement.

Cette caractéristique améliore encore l'échange thermique entre fluides. Les proéminences ponctuelles peuvent être obtenues par exemple par des petits picots formés à la surface de la feuille, correspondant à des creux sur l'autre face opposée de la feuille. Ces proéminences peuvent offrir des conditions géométriques d'écoulement à la surface de la feuille, qui sont différenciées pour les deux fluides, selon les besoins. Les proéminences ponctuelles, que l'on peut qualifier de « déformations micro géométriques » devant les creux et les reliefs de la feuille, qui peuvent quant à eux être qualifiés de « déformations macro géométriques », sont réalisées avantageusement sur la feuille plane avant formation des reliefs et des creux.

Selon une caractéristique avantageuse, une cuvette est formée au sommet des reliefs et au fond des creux, sur une face de la feuille.

Cette caractéristique permet essentiellement à la fois de constituer un logement de rétention dans lequel le liant est disposé en vue d'un empilage et d'un emboîtement des feuilles métalliques les unes sur les autres, et de fournir une génératrice de rigidité pour un procédé de fabrication d'un échangeur comme cela sera expliqué plus loin : lors de l'empilage, du liant est déposé dans les cuvettes appropriées à la surface de la feuille, certaines cuvettes restant sans liant. Sur la face de la feuille qui est opposée aux cuvettes, ces dernières forment des reliefs correspondants, qui s'emboîtent dans les cuvettes lorsque les feuilles sont empilées.

Selon une caractéristique avantageuse, les feuilles métalliques de ladite pluralité de feuilles métalliques sont empilées de telle sorte que les sommets des reliefs d'une face d'une première feuille soient fixés aux sommets des reliefs d'une face d'une deuxième feuille adjacente à la première feuille, et que les sommets des reliefs de la face opposée de la première feuille soient fixés aux sommets des reliefs d'une face d'une troisième feuille adjacente à ladite face opposée de la première feuille.

L'échangeur thermique selon l'invention, par l'empilage défini de feuilles métalliques, offre des conduits successifs entre deux feuilles successives, respectivement, appelés nappes, pour la circulation de deux fluides, alternativement d'une nappe à la suivante ; les reliefs, les creux et les plissements définissent pour chaque nappe une circulation turbulente avec des zones successives d'accélération des fluides et des zones de ralentissement favorisant les échanges thermiques.

Selon une caractéristique avantageuse, les feuilles métalliques de ladite pluralité de feuilles métalliques sont empilées de telle sorte que les sommets des reliefs de la première face d'une première feuille soient fixés aux sommets des reliefs de la première face d'une deuxième feuille disposée en regard de la première face de la première feuille, et que les sommets des reliefs de la deuxième face de la première feuille soient fixés aux sommets des reliefs de la deuxième face d'une troisième feuille disposée en regard de la deuxième face de la première feuille.

Cette caractéristique offre un échangeur simple à fabriquer à partir de feuilles identiques par retournement d'une feuille sur deux de l'empilage.

Selon une caractéristique de l'échangeur thermique suivant l'invention, les points de fixation entre les feuilles métalliques empilées comprennent un liant établissant une liaison complète entre deux points de fixation de deux feuilles successives.

Selon une caractéristique avantageuse, l'échangeur thermique suivant l'invention comporte deux plaques planes rigides fixées aux sommets des reliefs des première et deuxième faces des deux feuilles métalliques respectivement, constitutives des deux extrémités de l'empilage de la pluralité de feuilles métalliques.

La présente invention se rapporte en outre à un procédé de fabrication d'un échangeur thermique selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à former ladite feuille métallique par emboutissage entre un poinçon et une matrice, un espace existant entre le poinçon et la matrice en fin d'emboutissage, dans la zone des plissements, afin de conserver lesdits plissements de ladite feuille métallique, qui se forment simultanément à la formation des reliefs et des creux lors de l'emboutissage.

Le procédé selon l'invention offre un procédé particulièrement avantageux pour réaliser une feuille métallique constitutive d'un échangeur suivant l'invention, en ce qu'il permet de réaliser les déformations de plissements et les déformations « macro géométriques » avec une seule opération d'emboutissage comme défini. L'espace entre poinçon et matrice dépend de la forme de ces derniers : il peut être frontal ou latéral.

Selon une caractéristique avantageuse, le procédé suivant l'invention comprend une étape consistant à contrôler un glissement de la feuille métallique dans son plan, des bords vers le centre de celle-ci, durant l'emboutissage, entre serre-flan, ladite feuille métallique possédant une épaisseur comprise entre 25 et 50 micromètres de préférence.

Cette caractéristique permet de faire varier l'étirement de la feuille selon le glissement accordé entre serre-flan, et ainsi de modifier la géométrie des plissements ou des plis.

Selon une caractéristique avantageuse, le procédé selon l'invention comprend une étape consistant à former sur la première ou deuxième surface de ladite feuille métallique une pluralité de proéminences ponctuelles avant ladite étape d'emboutissage entre un poinçon et une matrice.

Cette étape peut être réalisée avec le passage de la feuille métallique en pression entre deux rouleaux imprimant les proéminences sur la feuille selon les besoins. Par la suite, lors de l'emboutissage, les proéminences peuvent être supprimées ou affaiblies dans les zones de sommet des reliefs ou de fond des creux.

La présente invention se rapporte en outre à un procédé de fabrication d'un échangeur thermique suivant l'invention, dans lequel les feuilles métalliques empilées sont identiques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :

- empiler les feuilles de telle sorte que deux feuilles successives en contact soient retournées et alignées en sorte de mettre en contact les sommets de leurs reliefs respectifs sur leurs premières ou deuxièmes faces en vis-à-vis, respectivement, en ayant disposé au préalable un point de liant aux points interfaces entre les feuilles,

- disposer une première plaque plane rigide d'extrémité fixée par points de liant au sommet des reliefs de la face extérieure d'une feuille métallique d'extrémité de l'empilage de feuilles métalliques, en vis-à-vis d'une face de la première plaque plane rigide d'extrémité,

- disposer une deuxième plaque plane rigide d'extrémité fixée par points de liant au sommet des reliefs de la face extérieure de l'autre feuille métallique d'extrémité de l'empilage de feuilles métalliques, en vis-à-vis d'une face de la deuxième plaque plane rigide d'extrémité,

- maintenir l'empilage ainsi réalisé entre les deux plaques planes rigides d'extrémité jusqu'à la prise des points de liant établissant une liaison complète entre les feuilles et les plaques planes rigides d'extrémité.

Le procédé selon l'invention permet de fabriquer simplement l'empilage de feuilles métalliques constitutif de l'échangeur thermique, à partir de feuilles identiques, et par simple retournement d'une feuille sur deux dans l'empilage afin de faire correspondre les sommets des reliefs des feuilles en contact entre eux tout en conservant un alignement des feuilles empilées les unes sur les autres.

La présente invention se rapporte en outre à un procédé de fabrication d'un échangeur thermique suivant l'invention, dans lequel les feuilles métalliques empilées sont identiques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :

- disposer un point de liant au fond des creux d'une feuille métallique et sur les sommets des reliefs de la feuille métallique successive, ou sur les faces en vis-à-vis des feuilles métalliques adjacentes respectivement,

- procéder ainsi sur la pluralité des feuilles métalliques de l'empilage, à l'exception des deux feuilles métalliques d'extrémité de l'empilage, ladite pluralité de feuilles métallique comprenant un nombre de feuilles égal à 2n + 1 feuilles, n étant un nombre entier,

- empiler lesdites feuilles métalliques identiques de la pluralité des feuilles métalliques, emboîtées les unes sur les autres et exercer une pression sur l'empilage pour faire adhérer les points de liant,

- disposer une première plaque plane rigide d'extrémité fixée par points de liant au sommet des reliefs de la face extérieure d'une feuille métallique d'extrémité de l'empilage de feuilles métalliques, en vis-à-vis d'une face de la première plaque plane rigide d'extrémité,

- disposer une deuxième plaque plane rigide d'extrémité fixée par points de liant au sommet des reliefs de la face extérieure de l'autre feuille métallique d'extrémité de l'empilage de feuilles métalliques, en vis-à-vis d'une face de la deuxième plaque plane rigide d'extrémité,

- après la prise des points de liant, établissant une liaison complète entre les feuilles et les plaques planes rigides d'extrémité, exercer deux forces parallèles inverses éloignant les première et deuxième plaques planes d'extrémité l'une de l'autre, en déformant par l'éloignement desdites plaques planes d'extrémité, l'empilage de feuilles métalliques de façon à créer des alvéoles entre deux sommets ou deux creux de deux feuilles métalliques successives qui ne comportent pas de liant.

Le procédé selon l'invention permet de fabriquer un empilage de feuilles métalliques d'échanges thermiques pour un échangeur thermique selon l'invention, à partir d'une pluralité de dites feuilles métalliques, emboîtées et empilées les unes dans les autres, les creux des unes dans les creux des autres, et les reliefs des unes sur les reliefs des autres, prises en sandwich entre deux plaques planes rigides, et d'une opération de traction ou d'expansion visant à éloigner les plaques rigides tout en créant des alvéoles entre les feuilles par inversion des zones des feuilles, en relief ou en creux de manière alternée, non liées par un liant, donc non fixées entre elles. Un intérêt de ce procédé réside dans la vente de produits semi-finis, avec la possibilité de transporter l'empilage de feuilles liées mais non expansé, moyennant un encombrement réduit, et d'étirer l'empilage après le transport.

D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture qui suit d'exemples de mode de réalisation d'un échangeur thermique fluidique double flux selon l'invention et de son procédé de réalisation, exemples donnés à titre illustratif non limitatif.

La figure 1 représente une vue de dessus en perspective d'un premier exemple de mode de réalisation d'une feuille métallique pour échangeur thermique fluidique double flux selon l'invention.

La figure 2 représente une vue en coupe schématique suivant la ligne II-II de la figure 1.

La figure 3 représente une vue en coupe schématique suivant la ligne III-III de la figure 1.

La figure 4 représente une vue en coupe schématique suivant la ligne IV-IV de la figure 1.

La figure 5 représente une vue de dessus en perspective d'un deuxième exemple de mode de réalisation d'une feuille métallique pour échangeur thermique fluidique double flux selon l'invention.

La figure 7 représente en coupe transversale schématique une étape d'un premier exemple de mode de réalisation d'un procédé selon l'invention de réalisation d'un échangeur thermique selon l'invention.

Les figures 6 et 8 représentent vues en coupe transversale schématique, deux étapes d'un deuxième exemple de mode de réalisation d'un procédé selon l'invention de réalisation d'un échangeur thermique selon l'invention.

La figure 9 montre de manière schématique un détail de l'empilage de feuilles métalliques d'un échangeur thermique selon l'invention, qui est issu du premier ou du deuxième exemple de procédé selon les figures 6 à 8.

Les figures 10 et 11 montrent de manière partielle deux exemples de mode de réalisation d'un outil d'emboutissage pour la mise en œuvre d'un procédé de fabrication d'une feuille métallique constitutive d'un échangeur thermique selon l'invention.

Les figures 1 à 4 se rapportent à une feuille métallique 1 pour échangeur thermique fluidique double flux (non représenté) comportant une pluralité de feuilles 1 métalliques empilées, la feuille métallique 1 comprenant, à partir d'un plan médian 9 tel que représenté en particulier sur la figure 4, sur une première 7 face de la feuille 1 :

- une pluralité de reliefs 2 s'étendant sur la surface de la feuille 1 au-dessus du plan médian 9,

- une pluralité de creux 3 s'étendant sur la surface de la feuille au-dessous du plan médian 9, un creux étant disposé entre trois reliefs 2 juxtaposés au moins, plus particulièrement entre quatre reliefs 2 comme représenté sur la figure 1,

- une pluralité de plissements 4 de la feuille 1, disposés dans les zones de celle-ci situées entre les sommets 5 des reliefs 2 et les fonds 6 des creux 3, de part et d'autre du plan médian 9, comme représenté sur les figures 1 à 4, en sorte de créer une surface plissée d'écoulement sur la première 7 face pour un premier fluide (non représenté), - les sommets 5 des reliefs 2 présentant une surface non plissée afin de constituer des zones lisses ou sensiblement lisses pour la liaison de la feuille métallique 1 à une deuxième feuille métallique adjacente, respectivement disposées en contact avec les sommets 5 des reliefs 2 de la feuille métallique 1, comme cela détaillé plus loin à l'aide des figures 6 à 8. Il est à noter que cette deuxième feuille n'est pas représentée sur les figures 1 à 4.

La figure 1 est plus précisément une photographie de dessus de la feuille 1. Comme montré sur la figure 1, les reliefs 2 de la pluralité de reliefs 2 s 'étendant sur la surface de la feuille au-dessus du plan médian 9 sont avantageusement alignés suivant deux directions perpendiculaires D ₁ et D ₂ . En outre, les creux 3 de la pluralité de creux 3 s 'étendant sur la surface de la feuille au-dessous du plan médian 9 sont également et avantageusement alignés suivant deux directions perpendiculaires D ₁ et D ₂ . Les reliefs 2 et les creux 3 sont donc alignés de manière parallèle, une rangée de reliefs 2 étant intercalée entre deux rangées de creux 3 et inversement, dans les deux directions perpendiculaires D _{l 5} D ₂ , à l'exception des rangées de bords de la feuille 1. Comme représenté sur la figure 1, les creux 3 et les reliefs 2 sont en outre décalés suivant la direction D _{l 5} D ₂ , en sorte d'être avantageusement disposés en quinconce.

Comme montré sur les figures 2 à 4, les creux 3 sur la première 7 face de la feuille métallique 1 sont avantageusement constitués des reliefs 2' sur la deuxième 8 face de la feuille métallique 1, et les reliefs 2 sur cette première 7 face de la feuille 1 sont constitués des creux 3' sur la deuxième 8 face de la feuille 1, les plissements 4 étant effectifs sur les première 7 et deuxième 8 faces, le creux d'un pli sur la première 7 face étant avantageusement constitué du relief formé par ce même pli sur la deuxième face 8 de la feuille 1, en sorte de créer une surface plissée d'écoulement pour un deuxième fluide sur cette deuxième 8 face de la feuille 1 opposée à la première face 7.

Comme montré sur les figures 1 à 4, les fonds 6 des creux 3 de la première face 7 constituant les sommets 5' des reliefs 2' de la deuxième face 8 présentent avantageusement une surface non plissée afin de constituer des zones lisses ou sensiblement lisses pour la liaison de la feuille métallique 1 à une troisième feuille adjacente disposée au contact des sommets 5' des reliefs 2' de la deuxième face 8 de la feuille métallique 1, la troisième feuille n'étant pas représentée sur les figures 1 à 4.

Comme montré sur les figures 1 à 4, un col 10, 10' est formé entre deux reliefs 2 ou entre deux reliefs 2', ou entre deux creux 3, entre deux creux 3', respectivement, suivant les directions D _l5 D ₂ , sur les deux première 7 et deuxième 8 faces de la feuille 1, le col 10, 10' étant constitutif d'un passage fluidique et entièrement plissé. Un col 10 sur la face 7 de la feuille 1 correspond au col 10' sur la face 8 opposée de la feuille 1. Sur les figures 2 à 4, on voit plus précisément que les points de col 10, 10' se situent avantageusement dans le plan médian 9 de la feuille 1.

Il y a lieu de noter que les plissements 4 montrés sur les figures 1 à 4 sont aléatoires quant à leurs formes géométriques et leurs agencements, mais sont toujours disposés dans les mêmes zones de la feuille 1, comme défini plus haut. Les représentations des plissements 4 sur les figures 2 à 4 et 6 à 8 sont donc purement schématiques, afin de seulement symboliser approximativement les zones plissées, les représentations des plissements 4 sur les figures 1 et 5 étant issues quant à elles de photographies.

De manière avantageuse, et comme représenté, le fond 6, 6' des creux 3, 3' et le sommet 5, 5' des reliefs 2, 2' sur les deux faces opposées 7, 8 d'une feuille 1 adoptent respectivement une forme de calotte sphérique, avantageusement lisse dans l'exemple des figures 1 à 4.

Comme représenté sur la figure 5 avec un deuxième exemple de mode de réalisation d'une feuille 100 métallique pour échangeur thermique double flux, cette feuille 100 métallique reprend avantageusement les caractéristiques de la feuille 1 décrite plus haut, et comporte en outre une pluralité de proéminences ponctuelles 101 sur la première 7 ou deuxième 8 face, s 'ajoutant à la pluralité de plissements 4, s'étendant sur toute la surface de la feuille 100, en sorte de créer une surface rugueuse d'écoulement pour le premier ou deuxième fluide, respectivement. Ces proéminences 101 peuvent adopter la forme de picots 101 ou analogue, formant par exemple un relief, sphérique, conique, pyramidal, ..., sur une face de la feuille 100 et un creux sur la face opposée ; des picots 101 peuvent être formés sur les deux faces de la feuille 100 afin d'obtenir une surface d'écoulement de fluide similaire sur les deux faces de la feuille, selon les besoins. Le nombre de picots 101 par unité de surface de la feuille 100 est déterminé selon les besoins. Il est à noter que les picots 101 s'étendent également sur le sommet 5 des reliefs 2 et le fond 6 des creux 3, comme représenté sur la figure 5. Dans la mesure où ceci constituerait une gêne pour l'empilage et la fixation des feuilles 100 les unes sur les autres par ces zones de sommet de reliefs et de fond de creux, les picots 101 pourraient être aplanis lors d'un emboutissage ultérieur de la feuille 100 en vue de former les reliefs 2 et les creux 3, comme cela sera expliqué plus loin avec la description d'exemples de procédé de fabrication des feuilles 1 ou 100.

Bien entendu, les picots 101 le cas échéant, comme les reliefs 2 et les creux 3, ainsi que les plissements 4, ne doivent pas créer de trous à travers la feuille 100, les deux faces 7, 8 d'une feuille 1, 100 devant être absolument étanches afin de ne pas provoquer d'échange de fluide de part et d'autre d'une feuille 1, 100.

Le matériau constitutif d'une feuille 1, 100 est de préférence choisi parmi les matériaux suivants : aluminium ou cuivre, ou leurs alliages, la conductivité optimale étant recherchée, tout en conservant une importante plasticité et ductilité du matériau selon le procédé de fabrication choisi. Cependant, tout matériau métallique en feuille, conducteur de la chaleur, peut être utilisé. L'épaisseur d'une feuille sera avantageusement comprise entre 25 et 150 micromètres, de préférence entre 25 et 50 micromètres.

Selon un premier mode alternatif de réalisation, une cuvette peut avantageusement être formée au sommet 5 des reliefs 2 sur la première face 7 d'une feuille, ou bien au sommet 5' des reliefs 2' sur la deuxième face 8 de la feuille. Selon un deuxième mode alternatif de réalisation, une cuvette peut avantageusement être formée au sommet 5 des reliefs 2 ainsi qu'au fond 6 des creux 3, sur la première face 7 de la feuille. De telles cuvettes ne sont pas représentées sur les figures 1 à 5, mais un exemple de réalisation du deuxième mode alternatif est montré avec un exemple d'outil d'emboutissage sur la figure 10. Le premier mode alternatif de réalisation convient pour l'empilage de feuilles métalliques par retournement (premier procédé de réalisation d'un échangeur thermique) qui sera décrit plus loin, les cuvettes étant alternées d'une feuille à la suivante, sur la première face 7 et sur la deuxième face 8, respectivement. Le deuxième mode alternatif de réalisation convient pour l'empilage de feuilles métalliques emboîtées suivi d'un étirement ou expansion des feuilles (deuxième procédé de réalisation d'un échangeur thermique) qui sera également décrit plus loin.

Un exemple de procédé de fabrication d'une feuille métallique comme décrite plus haut va maintenant être décrit avec l'aide des figures 10 et 11.

Selon un exemple de réalisation, un procédé de fabrication d'une feuille métallique 1, 100 comprend une étape consistant à former la feuille métallique par emboutissage entre un poinçon 16 et une matrice 17, un espace 18 existant entre le poinçon 16 et la matrice 17 en fin d'emboutissage, dans la zone des plissements 4, afin de conserver les plissements 4 de la feuille métallique, qui se forment simultanément à la formation des reliefs 2 et des creux 3 lors de l'emboutissage.

La forme d'un relief 2 et d'un creux 3 s'étendant respectivement dans les trois dimensions de l'espace, génère les plissements 4 de la feuille 1 lors de l'emboutissage, dans les pentes de ces reliefs ou de ces creux du fait d'une contrainte importante de compression circonférentielle de la matière. Ces plis 4 ont de ce fait une direction radiale ou sensiblement radiale à partir du fond du creux ou du sommet du relief, visant à joindre les sommets des reliefs et les fonds des creux, dans une disposition en quinconce des reliefs et des creux. Ainsi, ces plissements que l'on cherche généralement à éviter dans les procédés d'emboutissage, trouvent de manière surprenante, par leur agencement général, et plus particulièrement par leur agencement radial spécifique, une fonction nouvelle en augmentant le module d'inertie des reliefs et des creux de la feuille à la pression. Les plis, dans leur dessin exact, sont générés de manière plus ou moins aléatoire en fonction de la structure de la matière et de l'épaisseur exacte de la feuille dans une zone donnée. La hauteur de ces plis peut ensuite être contrôlée par le choix de la distance séparant les faces frontales 19, 20 du poinçon 16 et de la matrice 20, selon les besoins. Les sommets des reliefs et les fonds des creux de la feuille constituent des zones d'appui entre poinçon et matrice pour former les reliefs et les creux, et par conséquent, peuvent être lisses ou sensiblement lisses, en particulier du fait de la force de traction exercée par le poinçon et la matrice et de la surface frontale de préférence lisse de ces derniers. La zone des cols 10, 10' qui s'étend dans les trois dimensions de l'espace entre le sommet des reliefs et le fond des creux, qui constitue un passage rapide du fluide du fait de la restriction de section, est avantageusement très largement plissées.

Selon l'exemple de la figure 10, les surfaces frontales 19 et 20 respectivement du poinçon 16 et de la matrice 17 adoptent sensiblement la forme des faces à obtenir de la feuille métallique (non représenté), par exemple comme décrit plus haut, en laissant un espace 18 constant en fin d'emboutissage entre ces surfaces frontales 19 et 20, sensiblement de l'épaisseur des plissements 4 que l'on souhaite conserver à la surface de la feuille après emboutissage. Cet espace 18 peut être obtenu par réglage de la presse (non représentée), la feuille se trouvant en fin d'emboutissage en tension entre le sommet des reliefs du poinçon et le sommet des reliefs de la matrice, ou par des butées 21 de hauteur appropriée, formées au sommet des reliefs du poinçon 16 comme représenté sur la figure 10, et destinées à former par empreinte dans la feuille métallique des cuvettes pour loger le liant. Les surfaces frontales 19 et 20 présentent une surface lisse (avec une faible rugosité de surface).

Selon l'exemple de la figure 11, de manière alternative le poinçon 16 et la matrice 17 sont chacun formé d'une pluralité de tiges 22 d'extrémité en forme de calotte sphérique ou sensiblement en forme de calotte sphérique, dans l'exemple identiques, les tiges du poinçon étant fixées sur un premier support (non représenté), et les tiges de la matrice étant fixées sur un deuxième support (non représenté) distinct, un jeu latéral 18 étant ménagé entre les tiges du poinçon et celles de la matrice en fin d'emboutissage afin de garantir la présence de plissements dans ces zones de jeu latéral. Dans cet exemple, les zones plissées de la feuille ne portent essentiellement ni sur le poinçon ni sur la matrice. L'extrémité des tiges, avantageusement lisse, est destinée à former les zones lisses ou sensiblement lisses de la feuille par appui sur celle-ci durant l'emboutissage.

Selon un mode de réalisation préféré, le procédé d'emboutissage comprend une étape consistant à contrôler un glissement de la feuille métallique 1, 100 dans son plan, par exemple son plan médian, des bords vers le centre de celle-ci, durant l'emboutissage, entre serre-flan, la feuille métallique possédant une épaisseur préférentielle comprise entre 25 et 50 micromètres. Le glissement contrôlé de la feuille entre serre-flan permet de faire varier la longueur d'onde des plis, ou plus généralement la géométrie de ceux-ci à la surface de la feuille en exerçant une force de rétention sur les bords de la feuille plus ou moins élevée. Une feuille à quatre côtés comporte quatre serre-flans, un pour chaque côté ; deux serre-flans sur deux côtés opposés exercent généralement la même force de serrage sur la feuille ; cependant, cette force de serrage peut être différente sur les deux autres serre-flans de la feuille, afin de contrôler un glissement différentiel de la feuille suivant les deux directions D _l5 D ₂ perpendiculaires de la feuille, selon les besoins.

Selon un mode alternatif du procédé de fabrication d'une feuille métallique 100 d'échangeur thermique telle que décrite plus haut, une étape est réalisée consistant à former sur la première 7 ou la deuxième 8 surface de celle-ci une pluralité de proéminences ponctuelles 101 avant l'étape d'emboutissage entre un poinçon 16 et une matrice 17. Cette étape peut avantageusement consister à faire passer la feuille 100 plane entre deux rouleaux rotatifs de pression, dont l'empreinte laissée sur la feuille définira et formera les proéminences désirées, la feuille étant toujours plane ou sensiblement plane à la sortie des rouleaux, mais rugueuse avec une rugosité due aux proéminences. Une telle feuille est ensuite soumise à l'emboutissage pour la formation des reliefs et des creux.

Les figures 7 et 8 montrent de manière schématique le cœur partiel de deux exemples d'échangeur thermique, constitué d'un empilage de feuilles métalliques 1 d'échange thermique. L'empilage est constitué d'au moins trois feuilles 1, avantageusement identiques, afin de former entre ces trois feuilles deux circuits de fluide séparés par la feuille métallique du milieu qui permet un échange thermique entre les deux fluides à travers son épaisseur. L'exemple montre un empilage de quatre feuilles la, 1, lb, et le en figure 7 et un empilage de cinq feuilles la, 1, lb, le, ld en figure 8, obtenus par deux procédés de fabrication différents. Les empilages de feuilles 1 sont couverts aux deux extrémités supérieure et inférieure par deux plaques planes rigides 11, 12 respectivement, qui ont pour fonction de protéger les feuilles 1 et participent au procédé de fabrication de l'empilage de feuilles selon les procédés de fabrication comme décrit plus loin.

Les échangeurs représentés partiellement sur les figures 7 et 8 comprennent une pluralité de feuilles 1 ou 100 métalliques comme décrit plus haut, avantageusement identiques, empilées de telle sorte que les sommets des reliefs d'une face d'une première feuille 1 soient fixés aux sommets des reliefs d'une face d'une deuxième feuille la adjacente à la première feuille 1, et que les sommets des reliefs de la face opposée de la première feuille 1 soient fixés aux sommets des reliefs d'une face d'une troisième feuille lb adjacente à ladite face opposée de la première feuille 1.

Ainsi, d'un bord à l'autre opposé d'une nappe constituée par deux feuilles accolées, un fluide fait son cheminement en passant à travers les cols sur les deux faces en regard de deux feuilles la et 1, ou 1 et lb, ou lb et le, ou le et ld pour la figure 8. Trois nappes de fluide sont ainsi créées avec l'échangeur selon la figure 7, quatre avec l'échangeur selon la figure 8. Il est à noter que le parcours d'un fluide à la surface d'une feuille se fait dans la quasi totalité sur une surface plissée, les zones sans plis étant constitutives des zones de liaison entre les feuilles.

Pour obtenir cette configuration, deux exemples de procédés de fabrication d'un échangeur thermique, dans lequel les feuilles métalliques empilées sont identiques, sont proposés ci-dessous.

Un premier procédé est maintenant décrit avec l'aide de la figure 7 ; selon ce procédé, la pluralité de feuilles métalliques la, 1, lb, le, ... est empilée de telle sorte que les sommets 5 des reliefs 2 de la première 7 face d'une première feuille 1 soient fixés aux sommets 5 des reliefs 2 de la première 7 face d'une deuxième feuille la disposée en regard de la première 7 face de la première feuille 1, et que les sommets 5' des reliefs 2' de la deuxième 8 face de la première feuille 1 soient fixés aux sommets 5' des reliefs 2' de la deuxième 8 face d'une troisième feuille lb disposée en regard de la deuxième 8 face de la première feuille 1. L'empilage est ainsi obtenu par retournement d'une feuille sur deux.

Selon l'exemple de la figure 7, les points de fixation entre les feuilles métalliques la, 1, lb, le, ... empilées comprennent un liant établissant une liaison complète entre deux points de fixation de deux feuilles successives. Le liant peut avantageusement être un liant thixotrope déposé par point au sommet des reliefs ou dans le fond des creux, par exemple au moyen d'une tête doseuse.

Deux plaques planes rigides 11, 12 sont fixées aux sommets des reliefs 2, 2' des première 7 et deuxième 8 faces des deux feuilles métalliques la, le respectivement, constitutives des deux extrémités de l'empilage de la pluralité de feuilles métalliques la, 1, lb, le, par exemple au moyen d'un liant approprié comme pour les feuilles métalliques entre elles. Les plaques planes rigides 11, 12 peuvent être réalisées dans un matériau isolant ou conducteur selon les besoins, en matière plastique rigide ou métallique de préférence. L'épaisseur d'une plaque rigide pourra être égale à cinq fois au moins l'épaisseur d'une feuille métallique.

Le premier procédé de fabrication d'un échangeur thermique, comme représenté partiellement sur la figure 7, dans lequel les feuilles métalliques 1, 100 empilées sont identiques, comprend les étapes suivantes relatives à la fabrication du cœur de l'échangeur, c'est-à-dire l'empilage de feuilles métalliques d'échange thermique : - empiler les feuilles la, 1, lb, le,... de telle sorte que deux feuilles successives en contact soient retournées et alignées en sorte de mettre en contact les sommets 5 de leurs reliefs 2 respectifs sur leurs premières faces 7 en vis-à-vis, ou les sommets 5' de leurs reliefs 2' respectifs sur leurs deuxièmes faces 8 en vis-à-vis, respectivement, en ayant disposé au préalable un point 13 de liant aux points interfaces entre les feuilles, comme représenté sur la figure 7,

- disposer une première 11 plaque plane rigide d'extrémité fixée par points 13 de liant au sommet 5 des reliefs 2 de la première face 7 d'une feuille métallique la d'extrémité de l'empilage de feuilles métalliques la, 1, lb, le,..., comme représenté sur la figure 7, ou bien au sommet 5' des reliefs 2' de la deuxième face 8 (face extérieure) d'une feuille métallique d'extrémité (non représenté), qui se trouve en vis-à-vis d'une face de la première 11 plaque plane rigide d'extrémité,

- disposer une deuxième 12 plaque plane rigide d'extrémité fixée par points 13 de liant au sommet 5 des reliefs 2 de la première face 7 (lorsque le nombre de feuilles de l'empilage est pair) de l'autre feuille métallique le d'extrémité de l'empilage de feuilles métalliques la, 1, lb, le..., ou bien au sommet 5' des reliefs 2' de la deuxième face 8 (face extérieure) d'une feuille métallique d'extrémité (non représenté), qui se trouve en vis-à-vis d'une face de la deuxième 12 plaque plane rigide d'extrémité,

- maintenir l'empilage ainsi réalisé entre les deux plaques planes rigides 11, 12 d'extrémité jusqu'à la prise des points de liant établissant une liaison complète entre les feuilles et les plaques planes rigides d'extrémité.

Un deuxième procédé est maintenant décrit avec l'aide des figures 6 et 8. Le procédé dans lequel dans l'exemple cinq feuilles métalliques 1 ou 100 empilées sont identiques, comprend les étapes suivantes :

- disposer un point 13 de liant, destiné à former un point 13 de fixation après la prise du liant, au fond 6 des creux 3 d'une feuille métallique 1 et sur les sommets 5 des reliefs 2 de la feuille métallique lb successive, ou sur les faces en vis-à-vis des feuilles métalliques adjacentes respectivement, comme représenté sur la figure 6,

- procéder ainsi successivement sur la pluralité des feuilles métalliques 1, lb, le, ld, ... destinées à l'empilage, à l'exception des deux feuilles métalliques d'extrémité de l'empilage, la pluralité de feuilles métalliques comprenant un nombre de feuilles égal à 2n + 1 feuilles, n étant un nombre entier, comme représenté sur la figure 6 ; dans chaque alignement vertical sur la figure 6, on constate ainsi que les points 13 de fixation sont disposés alternativement entre les feuilles, une feuille sur deux,

- empiler les feuilles métalliques la, lb, le, ld..., identiques de la pluralité des feuilles métalliques, emboîtées les unes sur les autres et exercer une pression sur l'empilage pour faire adhérer les points 13 de liant,

- disposer une première 11 plaque plane rigide d'extrémité fixée par points 13 de liant au sommet 5 des reliefs 2 de la première face 7 (face extérieure) d'une feuille métallique la d'extrémité de l'empilage de feuilles métalliques la, lb, le, ld, ... qui se trouve en vis-à-vis d'une face de la première 11 plaque plane rigide d'extrémité, comme représenté sur la figure 6, ou bien au sommet 5' des reliefs 2' de la deuxième face 8 (face extérieure) d'une feuille métallique d'extrémité (non représenté),

- disposer une deuxième 12 plaque plane rigide d'extrémité fixée par points 13 de liant au sommet 5' des reliefs 2' de la deuxième face 8 (face extérieure) de l'autre feuille métallique ld d'extrémité de l'empilage de feuilles métalliques la, lb, le, ld, ou bien au sommet 5 des reliefs 2 de la première face 8 (face extérieure) d'une feuille métallique (non représenté) respectivement, qui se trouve en vis-à-vis d'une face de la deuxième 12 plaque plane rigide d'extrémité,

- après la prise des points 13 de liant, établissant une liaison complète entre les feuilles métalliques et les plaques planes rigides d'extrémité, exercer deux forces parallèles inverses éloignant les première 11 et deuxième 12 plaques planes d'extrémité l'une de l'autre, en déformant par l'éloignement de ces plaques planes d'extrémité, l'empilage de feuilles métalliques la, lb, le, ld, ... de façon à créer des alvéoles 14 entre deux sommets ou deux creux de deux feuilles métalliques successives, qui ne comportent pas de liant.

Selon ce deuxième procédé, les feuilles métalliques sont empilées dans le même sens, emboîtées et alignées, leurs surfaces étant plus ou moins jointives en raison des plissements, et toutes les alvéoles de circulation des fluides sont formées lors de l'éloignement des plaques extérieures rigides qui déforme les feuilles métalliques de manière plastique jusqu'à inversion des courbures des creux dont le fond n'est pas fixé à la feuille en dessous, pour en former des reliefs, et inversement, comme représenté sur les figures 6 et 8. Au final, après éloignement des plaques rigides, on obtient un empilage de feuilles similaire à celui du premier procédé décrit plus haut. La figure 9 montre la fermeture latérale des feuilles métalliques pour délimiter les circuits fluidiques et le sens de ceux-ci d'une nappe à l'autre. Une nappe est formée de deux feuilles métalliques liées successives ; deux nappes sont séparées par une feuille métallique commune d'échange thermique. Cette figure 9 convient dans le principe aux deux procédés de réalisation d'un empilage de feuilles décrits plus haut. Comme représenté sur la figure 9, par exemple, deux bords latéraux opposés de deux feuilles successives formant une première 25 nappe sont joints de manière étanche pour déterminer une direction générale de circulation d'un premier fluide dans cette première

25 nappe, parallèle à ces bords jointifs, avec entrée du premier fluide dans la première 25 nappe par les bords non joints des feuilles. Dans la nappe successive, dite deuxième

26 nappe, ce sont les deux bords perpendiculaires aux deux bords de la première 25 nappe qui sont joints afin d'établir une direction de circulation du deuxième fluide perpendiculaire à la direction de circulation du premier fluide dans la première 25 nappe, dans le cas de feuilles métalliques de surface carrée ou rectangulaire. D'autres agencements de circulation des fluides peuvent être obtenus en joignant d'autres bords de deux feuilles successives, de manière alternative, par exemple les bords des angles taillés en biais (non représenté). Les entrées et sorties des nappes successives seront avantageusement réalisées de telle sorte que les fluides circulent à contre courant d'une nappe à la nappe successive.

L'empilage de feuilles métalliques peut être inséré dans une enveloppe rigide comportant les entrées et sorties de fluide appropriées pour constituer un échangeur thermique double flux, selon tout moyen connu.

Les angles 27 de l'empilage de feuilles 1 métalliques, dans l'exemple quatre angles, dont un est représenté partiellement sur la figure 9, sont respectivement obturés sur la hauteur de l'empilage de manière à séparer les fluides, par exemple au moyen d'un cache (non représenté).