{"id":4108,"date":"2025-07-01T07:51:11","date_gmt":"2025-07-01T05:51:11","guid":{"rendered":"https:\/\/ghetool.eu\/?post_type=knowledgebase&#038;p=4108"},"modified":"2025-10-24T07:01:08","modified_gmt":"2025-10-24T05:01:08","slug":"modelisation-du-turbocollecteur","status":"publish","type":"knowledgebase","link":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/knowledgebase\/modelling-the-turbocollector\/","title":{"rendered":"Mod\u00e9lisation du turbocollecteur"},"content":{"rendered":"<p>D\u00e8s aujourd'hui, le turbocollecteur de Muovitech est disponible en GHEtool Cloud. Dans cet article, nous allons faire la lumi\u00e8re sur le mod\u00e8le math\u00e9matique qui sous-tend le turbocollecteur et explorer le concept de turbulence de mani\u00e8re plus g\u00e9n\u00e9rale, sur la base d'un article r\u00e9cent de Niklas Hidman.<\/p>\n<p><iframe title=\"Mod\u00e9lisation du turbocollecteur\" width=\"800\" height=\"450\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/X5ux2P8-RyI?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<h2>Turbocollecteur<\/h2>\n<p>Le turbocollecteur est un produit d\u00e9velopp\u00e9 par Muovitech. Contrairement aux surfaces internes lisses traditionnelles des tuyaux, le turbocollecteur comporte de multiples petites ailettes le long de sa surface interne. Ces ailettes sont orient\u00e9es alternativement dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse sur toute la longueur du tuyau. Agissant comme des turbulateurs passifs, elles sont con\u00e7ues pour induire un comportement d'\u00e9coulement turbulent \u00e0 des d\u00e9bits plus faibles, am\u00e9liorant ainsi le transfert de chaleur. Dans les tuyaux lisses standard, la transition vers la turbulence commence g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 un nombre de Reynolds d'environ 2300, mais avec la g\u00e9om\u00e9trie interne du turbocollecteur, la turbulence est initi\u00e9e \u00e0 environ Re = 1800.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4110\" aria-describedby=\"caption-attachment-4110\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-4110\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbocollector-300x300.png\" alt=\"Coupe transversale du turbocollecteur de Muovitech.\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbocollector-300x300.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbocollector-150x150.png 150w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbocollector-12x12.png 12w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbocollector.png 334w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4110\" class=\"wp-caption-text\">Coupe transversale du turbocollecteur de Muovitech.<\/figcaption><\/figure>\n<h2>D\u00e9veloppement de mod\u00e8les<\/h2>\n<p>Nous d\u00e9crivons ci-dessous comment le mod\u00e8le math\u00e9matique du turbocollecteur a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9 - avec un recours minimal aux math\u00e9matiques. Tout d'abord, nous pr\u00e9sentons le concept de dynamique des fluides num\u00e9rique (CFD) et les d\u00e9fis li\u00e9s \u00e0 la mod\u00e9lisation des \u00e9coulements turbulents. Nous nous pencherons ensuite sur les r\u00e9sultats de simulation pr\u00e9sent\u00e9s dans les travaux de Hidman N. (2025), et explorerons ce que ses conclusions r\u00e9v\u00e8lent sur la r\u00e9sistance thermique effective du trou de forage et la perte de charge associ\u00e9es au turbocollecteur.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>!Note<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">Le mod\u00e8le d\u00e9crit ci-dessous est bas\u00e9 sur les travaux de Hidman N. (2025). Bien que son article original approfondisse les d\u00e9tails math\u00e9matiques et num\u00e9riques des simulations et du d\u00e9veloppement des corr\u00e9lations, l'objectif de cet article est de fournir une compr\u00e9hension de haut niveau de la fa\u00e7on dont le mod\u00e8le a \u00e9t\u00e9 construit. Pour les personnes int\u00e9ress\u00e9es par tous les d\u00e9tails, la publication originale est disponible \u00e0 l'adresse suivante <a style=\"text-decoration: underline; color: #3366ff;\" href=\"https:\/\/www.muovitech.com\/studies\/Thermohydraulic_performance_evaluation_250519.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">ici<\/a>.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h3>Qu'est-ce que le CFD ?<\/h3>\n<p>La CFD (Computational Fluid Dynamics) est l'un des domaines les plus importants de l'ing\u00e9nierie aujourd'hui. Elle est utilis\u00e9e pour simuler le comportement des fluides dans les usines chimiques, optimiser la forme des ailes d'avion pour maximiser la portance, \u00e9valuer les performances a\u00e9rodynamiques des v\u00e9hicules, pr\u00e9dire le rendement des \u00e9oliennes, et bien d'autres choses encore. Lorsqu'il s'agit de mod\u00e9liser le comportement thermohydraulique du turbocollecteur, la CFD est la m\u00e9thode de r\u00e9f\u00e9rence.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4111\" aria-describedby=\"caption-attachment-4111\" style=\"width: 491px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-4111 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/CFD.png\" alt=\"Simulation CFD d&#039;une aile. (Source : (Marten D., 2020)\" width=\"491\" height=\"235\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/CFD.png 491w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/CFD-300x144.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/CFD-18x9.png 18w\" sizes=\"(max-width: 491px) 100vw, 491px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4111\" class=\"wp-caption-text\">Simulation CFD d'une aile. (Source : (Marten D., 2020))<\/figcaption><\/figure>\n<h3>Mod\u00e9lisation de la turbulence<\/h3>\n<p>Bien que les simulations CFD soient largement utilis\u00e9es, la mod\u00e9lisation pr\u00e9cise de la turbulence reste extr\u00eamement difficile. La turbulence (comme nous l'avons vu plus haut dans l'article sur le nombre de Reynolds, que vous pouvez trouver \u00e0 l'adresse suivante\u00a0<a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/base-de-connaissances\/quel-est-le-nombre-de-reynolds\/\">ici<\/a>) est un \u00e9tat hautement chaotique du mouvement des fluides pour lequel il n'existe pas de solution analytique. En effet, les turbulences se produisent \u00e0 diff\u00e9rentes \u00e9chelles temporelles et spatiales. Par exemple, lorsqu'un avion traverse un nuage, on peut observer des tourbillons \u00e0 grande \u00e9chelle et, \u00e0 l'int\u00e9rieur de ceux-ci, des structures tourbillonnaires encore plus petites, et ainsi de suite. Pour rendre pleinement compte de ce comportement turbulent, les simulations doivent descendre jusqu'\u00e0 la r\u00e9solution la plus fine.<\/p>\n<p>Dans la litt\u00e9rature, trois mod\u00e8les principaux sont couramment utilis\u00e9s pour simuler la turbulence, tous illustr\u00e9s ci-dessous :<\/p>\n<ul>\n<li><strong>RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) <\/strong>est l'approche la plus rapide mais la moins pr\u00e9cise. Comme le montre la figure, les tourbillons \u00e0 fine \u00e9chelle sont compl\u00e8tement liss\u00e9s, ce qui rend cette m\u00e9thode inadapt\u00e9e \u00e0 la mod\u00e9lisation du turbocollecteur.<\/li>\n<li><strong>LES (Large Eddy Simulation)<\/strong> est une m\u00e9thode plus avanc\u00e9e qui fait la distinction entre la turbulence \u00e0 grande \u00e9chelle et la turbulence \u00e0 petite \u00e9chelle. Les tourbillons les plus importants sont r\u00e9solus directement, tandis que la turbulence \u00e0 plus petite \u00e9chelle est mod\u00e9lis\u00e9e. Cette approche offre une meilleure fid\u00e9lit\u00e9, car certaines structures de l'\u00e9coulement deviennent visibles.<\/li>\n<li><strong>DNS (Simulation num\u00e9rique directe)<\/strong> est la m\u00e9thode la plus pr\u00e9cise, mais aussi la plus gourmande en ressources informatiques, car elle r\u00e9sout num\u00e9riquement les \u00e9quations du fluide sur des intervalles de temps et d'espace extr\u00eamement r\u00e9duits. La figure montre clairement que cette m\u00e9thode fournit la repr\u00e9sentation la plus d\u00e9taill\u00e9e et la plus r\u00e9aliste de la turbulence.<\/li>\n<\/ul>\n<figure id=\"attachment_4112\" aria-describedby=\"caption-attachment-4112\" style=\"width: 786px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-4112 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS.png\" alt=\"Trois techniques diff\u00e9rentes de mod\u00e9lisation de la turbulence. (Source : https:\/\/blog.diphyx.com\/comprehensive-guide-review-to-choosing-the-right-cfd-software-in-2023-features-performance-and-7ebc0623bfa6)\" width=\"786\" height=\"171\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS.png 786w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-300x65.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-768x167.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-18x4.png 18w\" sizes=\"(max-width: 786px) 100vw, 786px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4112\" class=\"wp-caption-text\">Trois techniques diff\u00e9rentes de mod\u00e9lisation de la turbulence. (Source : https:\/\/blog.diphyx.com\/comprehensive-guide-review-to-choosing-the-right-cfd-software-in-2023-features-performance-and-7ebc0623bfa6)<\/figcaption><\/figure>\n<p>Afin de simuler les ailettes \u00e0 l'int\u00e9rieur du tuyau avec une grande pr\u00e9cision, une simulation num\u00e9rique directe (DNS) a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>!Note<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">Tous les fluides, qu'il s'agisse d'eau, d'air ou autres, sont r\u00e9gis par les \u00e9quations de Navier-Stokes. Depuis leur formulation, personne n'a \u00e9t\u00e9 en mesure de trouver une solution analytique g\u00e9n\u00e9rale \u00e0 ces \u00e9quations. C'est pourquoi nous devons nous appuyer sur des m\u00e9thodes num\u00e9riques \u00e0 forte intensit\u00e9 de calcul, telles que les DNS. L'importance de ce probl\u00e8me est telle en physique qu'un prix d'un million de dollars a \u00e9t\u00e9 offert \u00e0 toute personne capable de le r\u00e9soudre. Vous trouverez plus d'informations sur ce d\u00e9fi <a style=\"text-decoration: underline; color: #3366ff;\" href=\"https:\/\/www.claymath.org\/millennium\/navier-stokes-equation\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">ici<\/a>.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h3>R\u00e9sultats de la simulation<\/h3>\n<p>Niklas Hidman (2025) a simul\u00e9 un tuyau lisse et un tuyau turbocollecteur \u00e0 l'aide de DNS. Les r\u00e9sultats pour la conduite lisse, qui servent davantage de sc\u00e9nario de r\u00e9f\u00e9rence (ou de v\u00e9rification du mod\u00e8le), sont pr\u00e9sent\u00e9s ci-dessous.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4114\" aria-describedby=\"caption-attachment-4114\" style=\"width: 869px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4114 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-smooth.png\" alt=\"Simulation DNS pour le tuyau lisse. (Source : (Hidman N., 2025))\" width=\"869\" height=\"505\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-smooth.png 869w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-smooth-300x174.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-smooth-768x446.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-smooth-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 869px) 100vw, 869px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4114\" class=\"wp-caption-text\">Simulation DNS pour le tuyau lisse. (Source : (Hidman N., 2025))<\/figcaption><\/figure>\n<p>Chaque simulation a commenc\u00e9 avec un nombre de Reynolds de 3300 afin de garantir un \u00e9coulement turbulent\/transitoire. Ensuite, le d\u00e9bit a \u00e9t\u00e9 r\u00e9duit en plusieurs \u00e9tapes jusqu'\u00e0 ce qu'un r\u00e9gime laminaire soit atteint. Dans la figure ci-dessus, on peut clairement voir que la conduite lisse pour Re = 3300 a une couleur homog\u00e8ne, ce qui indique un bon m\u00e9lange \u00e0 partir de la turbulence. Les petites r\u00e9gions rouges sur le bord correspondent \u00e0 des effets de fronti\u00e8re o\u00f9 l'\u00e9coulement est laminaire.<\/p>\n<p>Lorsque l'\u00e9coulement est \u00e0 Re = 2025, la figure est totalement diff\u00e9rente. Ici, on peut clairement voir une diff\u00e9rence de temp\u00e9rature entre les couches interne et externe du fluide, ce qui indique un comportement d'\u00e9coulement laminaire \u00e9vident. Cela correspond \u00e0 ce que nous savions d\u00e9j\u00e0 pour les tuyaux lisses.<\/p>\n<p>La figure ci-dessous montre la m\u00eame simulation pour le turbocollecteur. L'histoire est la m\u00eame pour Re = 3300, o\u00f9 l'\u00e9coulement est \u00e9galement turbulent, comme dans le cas de la conduite lisse. Lorsque le d\u00e9bit est r\u00e9duit (et donc aussi le nombre de Reynolds), l'\u00e9coulement reste assez bien m\u00e9lang\u00e9. Ce n'est que vers Re &lt; 1800 qu&#039;une couche limite solide commence \u00e0 se former, ce qui explique pourquoi Hidman N. (2025) a conclu que la zone transitoire commence \u00e0 Re = 1800, c&#039;est-\u00e0-dire bien avant la r\u00e9gion de transition de la conduite lisse.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4115\" aria-describedby=\"caption-attachment-4115\" style=\"width: 780px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4115 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-turbo.png\" alt=\"Simulation DNS pour le turbocollecteur. (Source : (Hidman N., 2025))\" width=\"780\" height=\"515\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-turbo.png 780w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-turbo-300x198.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-turbo-768x507.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-turbo-18x12.png 18w\" sizes=\"(max-width: 780px) 100vw, 780px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4115\" class=\"wp-caption-text\">Simulation DNS pour le turbocollecteur. (Source : (Hidman N., 2025))<\/figcaption><\/figure>\n<p>Compte tenu des r\u00e9sultats de la simulation ci-dessus, les graphiques ci-dessous peuvent \u00eatre construits pour le facteur de frottement et le nombre de Nusselt.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>!Note<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">Le facteur de friction est utilis\u00e9 pour le calcul de la perte de charge (comme nous l'avons vu pr\u00e9c\u00e9demment). <a style=\"text-decoration: underline; color: #3366ff;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/base-de-connaissances\/perte-de-charge\/\">ici<\/a>), o\u00f9 un facteur de friction plus \u00e9lev\u00e9 entra\u00eene une chute de pression plus importante. Le nombre de Nusselt est un nombre sans dimension qui repr\u00e9sente le rapport entre le taux de transfert de chaleur convectif et conductif du fluide. En d'autres termes, un nombre de Nusselt plus \u00e9lev\u00e9 se traduit par un meilleur transfert de chaleur vers la conduite et donc par une r\u00e9sistance thermique effective du trou de forage plus faible (comme nous l'avons vu, le nombre de Nusselt est plus \u00e9lev\u00e9 que le nombre de Nusselt). <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/base-de-connaissances\/resistance-thermique-du-trou-de-forage\/\">ici<\/a>).<\/span><\/p><\/blockquote>\n<figure id=\"attachment_4116\" aria-describedby=\"caption-attachment-4116\" style=\"width: 929px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4116 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Simulation-results.png\" alt=\"R\u00e9sultats de la simulation DNS pour le facteur de friction et le nombre de Nusselt. (Source : (Hidman N., 2025))\" width=\"929\" height=\"385\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Simulation-results.png 929w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Simulation-results-300x124.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Simulation-results-768x318.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Simulation-results-18x7.png 18w\" sizes=\"(max-width: 929px) 100vw, 929px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4116\" class=\"wp-caption-text\">R\u00e9sultats de la simulation DNS pour le facteur de friction (\u00e0 gauche) et le nombre de Nusselt (\u00e0 droite). (Source : (Hidman N., 2025))<\/figcaption><\/figure>\n<p>Pour le facteur de friction, nous avons \u00e0 la fois la solution analytique pour l'\u00e9coulement laminaire dans une conduite lisse (la ligne bleue pointill\u00e9e) et la corr\u00e9lation pour l'\u00e9coulement turbulent (en vert). Vous pouvez voir que la conduite lisse simul\u00e9e (not\u00e9e \u2018Smooth DNS\u2019) suit le facteur de frottement laminaire, alors que le turbocollecteur (not\u00e9 \u2018Alternating DNS\u2019) s'en \u00e9carte aux alentours de Re = 1800, en raison du fait que l'\u00e9coulement devient transitoire.<\/p>\n<p>Pour le nombre de Nusselt, nous avons la ligne de la solution laminaire, qui est constante. Autour de Re = 3000, la corr\u00e9lation de Gnielinski peut \u00eatre utilis\u00e9e pour calculer le nombre de Nusselt pour l'\u00e9coulement turbulent. Entre les deux, une interpolation est g\u00e9n\u00e9ralement effectu\u00e9e pour la conduite lisse.<\/p>\n<p>On peut voir que le turbocollecteur (indiqu\u00e9 par des losanges) s'\u00e9carte de la solution lisse-laminaire autour de Re = 1800, ce qui indique un meilleur transfert de chaleur. Autour de Re = 2300, la solution lisse et celle du turbocollecteur co\u00efncident \u00e0 nouveau.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>!Note<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">Notez que pour le nombre de Nusselt, plusieurs simulations ont \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9es avec diff\u00e9rents nombres de Prandtl. Une explication d\u00e9taill\u00e9e du nombre de Prandtl n'entre pas dans le cadre de cet article, mais il varie pour les applications g\u00e9othermiques typiquement entre 20 et 75, en fonction des propri\u00e9t\u00e9s du fluide (par exemple, le type d'antigel) et de la temp\u00e9rature du fluide.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<p>Les r\u00e9sultats ci-dessus concernent les chiffres physiques bruts, qui sont utilis\u00e9s pour le calcul de la r\u00e9sistance thermique effective du trou de forage et de la perte de charge. Ces deux aspects sont abord\u00e9s ci-dessous.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>!Note<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">Hidman N. (2025) a \u00e9galement d\u00e9velopp\u00e9 des corr\u00e9lations pour le facteur de friction et le nombre de Nusselt, qui sont utilis\u00e9es pour la mise en \u0153uvre dans GHEtool. Le lecteur est invit\u00e9 \u00e0 se reporter \u00e0 l'article original pour plus d'informations.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h3>R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage<\/h3>\n<p>Le graphique ci-dessous montre la r\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un fluide de 25 v\/v% MPG \u00e0 5\u00b0C pour les tubes lisses et les turbocollecteurs. Si nous commen\u00e7ons par les tubes en double U, il est clair qu'en r\u00e9gime laminaire (&lt;0,2 l\/s), les deux tubes ont plus ou moins les m\u00eames performances, avec un l\u00e9ger avantage pour le turbocollecteur. La diff\u00e9rence majeure se produit lorsque le turbocollecteur devient turbulent vers 0,21 l\/s, alors que le tuyau lisse reste en r\u00e9gime laminaire jusqu&#039;\u00e0 0,3 l\/s, apr\u00e8s quoi la r\u00e9sistance diminue \u00e9galement de mani\u00e8re significative.<\/p>\n<p>Cet effet peut s'expliquer par le fait que le nombre de Nusselt augmente autour de Re = 1800 pour le turbocollecteur, alors qu'il reste constant pour la conduite lisse.<\/p>\n<p>Le m\u00eame comportement est visible pour le tuyau unique, o\u00f9 le m\u00eame effet appara\u00eet mais \u00e0 un d\u00e9bit plus faible (ce qui est pr\u00e9visible, puisque 100% du d\u00e9bit passe maintenant par un tuyau unique). Ici, la plage de d\u00e9bits o\u00f9 le turbocollecteur est plus performant que le tuyau lisse est plus petite.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4337\" aria-describedby=\"caption-attachment-4337\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4337 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance.png\" alt=\"R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube lisse simple\/double et turbocollecteur utilisant le MEG 25 v\/v%.\" width=\"640\" height=\"480\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance.png 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance-300x225.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4337\" class=\"wp-caption-text\">R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube lisse simple\/double et turbocollecteur utilisant le MEG 25 v\/v%.<\/figcaption><\/figure>\n<p>L'emplacement et la taille de la \u2018fen\u00eatre\u2019 o\u00f9 le turbocollecteur se comporte mieux qu'un tuyau lisse ordinaire d\u00e9pendent de nombreux param\u00e8tres tels que le type et le pourcentage d'antigel et les temp\u00e9ratures du fluide. \u00c9tant donn\u00e9 que le GHEtool fonctionne avec des propri\u00e9t\u00e9s de fluide variables (comme expliqu\u00e9 dans le document <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/base-de-connaissances\/la-variation-des-proprietes-des-fluides\/\">cet article<\/a>), on peut \u00e9galement s'attendre \u00e0 un comportement parfois diff\u00e9rent pendant le chauffage et le refroidissement, puisque le nombre de Reynolds change avec le temps. La figure ci-dessous montre la r\u00e9sistance thermique effective du trou de forage lors de l'utilisation de MPG 25 v\/v% au lieu de MEG. En raison de la viscosit\u00e9 globalement plus \u00e9lev\u00e9e, la transition vers un \u00e9coulement transitoire est d\u00e9cal\u00e9e vers des d\u00e9bits plus \u00e9lev\u00e9s.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4336\" aria-describedby=\"caption-attachment-4336\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4336 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance_MPG.png\" alt=\"R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube lisse simple\/double et un tube turbocollecteur en utilisant MPG 25 v\/v%.\" width=\"640\" height=\"480\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance_MPG.png 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance_MPG-300x225.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance_MPG-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4336\" class=\"wp-caption-text\">R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube lisse simple\/double et un tube turbocollecteur en utilisant MPG 25 v\/v%.<\/figcaption><\/figure>\n<h3>Perte de charge<\/h3>\n<p>Outre la r\u00e9sistance du trou de forage, la perte de charge est \u00e9galement importante. Ci-dessous, vous pouvez voir les r\u00e9sultats pour le m\u00eame fluide.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4118\" aria-describedby=\"caption-attachment-4118\" style=\"width: 706px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4118 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Pressure-drop.png\" alt=\"Chute de pression pour un tube lisse simple\/double et un turbocollecteur.\" width=\"706\" height=\"530\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Pressure-drop.png 706w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Pressure-drop-300x225.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Pressure-drop-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 706px) 100vw, 706px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4118\" class=\"wp-caption-text\">Chute de pression pour un tube lisse simple\/double et un turbocollecteur.<\/figcaption><\/figure>\n<p>L'examen du graphique montre clairement que le turbocollecteur pr\u00e9sente des caract\u00e9ristiques de perte de charge similaires \u00e0 celles de la conduite lisse, sauf dans la zone de transition (pour le simple U \u00e0 environ 1,2 l\/s et pour le double U \u00e0 environ 2,5 l\/s). Cela est d\u00fb au fait que le r\u00e9gime transitoire commence plus t\u00f4t, ce qui entra\u00eene une augmentation du facteur de frottement et donc de la perte de charge.<\/p>\n<p>Il peut sembler \u00e9trange \u00e0 premi\u00e8re vue que la mise en place d'ailettes \u00e0 l'int\u00e9rieur d'un tuyau n'entra\u00eene qu'une l\u00e9g\u00e8re augmentation de la perte de charge globale. L'explication est donn\u00e9e par un autre r\u00e9sultat issu des travaux de (Hidman N., 2025).<\/p>\n<figure id=\"attachment_4119\" aria-describedby=\"caption-attachment-4119\" style=\"width: 369px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4119 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Fin-height.png\" alt=\"Effet de la hauteur des ailettes sur le facteur de friction et le nombre de Nusselt. (Source : (Hidman N., 2025))\" width=\"369\" height=\"320\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Fin-height.png 369w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Fin-height-300x260.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Fin-height-14x12.png 14w\" sizes=\"(max-width: 369px) 100vw, 369px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4119\" class=\"wp-caption-text\">Effet de la hauteur des ailettes sur le facteur de friction et le nombre de Nusselt pour un turbocollecteur DN40. (Source : (Hidman N., 2025))<\/figcaption><\/figure>\n<p>Vous pouvez constater que pour une hauteur d'ailette plus importante (une hauteur de 0 \u00e9tant \u00e9quivalente \u00e0 un tuyau lisse), le nombre de Nusselt augmente. Ceci est facile \u00e0 comprendre puisque des ailettes plus grandes auront plus d'effet en tant que turbulateur. L'inconv\u00e9nient des ailettes plus hautes est \u00e9galement que le facteur de friction augmente de mani\u00e8re significative apr\u00e8s une hauteur d'ailette d'environ 0,6 mm. C'est pourquoi la conception du turbocollecteur utilise de petites ailettes - suffisamment pour induire des turbulences, tout en limitant la chute de pression.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>!Note<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">D'un point de vue physique, ce n'est pas tant la hauteur de l'ailette elle-m\u00eame qui est importante, mais le rapport entre la hauteur de l'ailette et le diam\u00e8tre du tuyau. Il a \u00e9t\u00e9 v\u00e9rifi\u00e9 que pour tous les diff\u00e9rents tuyaux de turbocollecteurs, ce rapport se situe entre 0,015 et 0,025, ce qui correspond \u00e0 une hauteur d'ailette de 0,6 \u00e0 1,2 mm dans la figure ci-dessus.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h2>Turbocollecteur en GHEtool<\/h2>\n<p>Afin d'impl\u00e9menter le Turbocollector dans GHEtool, quelques changements ont \u00e9t\u00e9 apport\u00e9s \u00e0 l'interface. D\u00e9sormais, les diff\u00e9rentes options de tuyaux sont disponibles dans une liste d\u00e9roulante consultable, dans laquelle nous avons ajout\u00e9 quelques tuyaux lisses g\u00e9n\u00e9riques aux c\u00f4t\u00e9s de la sonde Separatus et, d\u00e9sormais, du Turbocollector. Le r\u00e9gime du fluide (laminaire ou transitoire) est \u00e9galement mis \u00e0 jour en fonction de la conduite s\u00e9lectionn\u00e9e.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4113\" aria-describedby=\"caption-attachment-4113\" style=\"width: 797px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4113 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbo-in-GHEtool.png\" alt=\"\u00c9cran d&#039;impression du turbocollecteur dans GHEtool Cloud.\" width=\"797\" height=\"392\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbo-in-GHEtool.png 797w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbo-in-GHEtool-300x148.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbo-in-GHEtool-768x378.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbo-in-GHEtool-18x9.png 18w\" sizes=\"(max-width: 797px) 100vw, 797px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4113\" class=\"wp-caption-text\">\u00c9cran d'impression du turbocollecteur dans GHEtool Cloud.<\/figcaption><\/figure>\n<h2>Conclusion<\/h2>\n<p>Cet article aborde en d\u00e9tail la mod\u00e9lisation math\u00e9matique du Turbocollector, sur la base des travaux r\u00e9cents de Hidman N. (2025). Il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 que la conception des ailettes tournantes dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse cr\u00e9e un \u00e9coulement transitoire \u00e0 partir d'environ Re=1800, alors que la transition vers un \u00e9coulement turbulent dans une conduite lisse ne commence qu'\u00e0 environ Re=2300. Le facteur de friction est plus \u00e9lev\u00e9 pour le Turbocollector dans la plage 1800 &lt; Re &lt; 2300 en raison de la turbulence induite, mais il converge vers la solution de la conduite lisse \u00e0 la fois dans le r\u00e9gime laminaire et dans le r\u00e9gime totalement turbulent.<\/p>\n<h2 id=\"reference\">R\u00e9f\u00e9rences<\/h2>\n<ul>\n<li>Regardez notre vid\u00e9o d'explication sur notre page YouTube en cliquant sur <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/youtu.be\/X5ux2P8-RyI\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">ici<\/a>.<\/li>\n<li>L'article de Niklas Hidman est disponible \u00e0 l'adresse suivante <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/www.muovitech.com\/studies\/Thermohydraulic_performance_evaluation_250519.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">ici<\/a>.<\/li>\n<\/ul>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>D\u00e8s aujourd'hui, le Turbocollector de Muovitech est disponible en GHEtool Cloud. Dans cet article, nous allons mettre en lumi\u00e8re le mod\u00e8le math\u00e9matique qui sous-tend le Turbocollector et explorer le concept de turbulence de mani\u00e8re plus g\u00e9n\u00e9rale, sur la base d'un article r\u00e9cent de Niklas Hidman.<\/p>","protected":false},"template":"","pdf-article":[85],"authors":[39],"knowledgebase-category":[67],"class_list":["post-4108","knowledgebase","type-knowledgebase","status-publish","hentry","pdf-article-turbocollector","authors-wouter-peere","knowledgebase-category-physics"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/knowledgebase\/4108","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/knowledgebase"}],"about":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/knowledgebase"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4108"}],"wp:term":[{"taxonomy":"pdf-article","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/pdf-article?post=4108"},{"taxonomy":"authors","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/authors?post=4108"},{"taxonomy":"knowledgebase-category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/knowledgebase-category?post=4108"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}