Un rêve de thermiciens est en train de se réaliser

En haut gauche sur l’image est tube d’un condenseur en cuivre. Le voisin droit montre un tel tube revêtu de graphène. Les deux images dessous révèlent ce qui se passe quand de la vapeur à 100 C condense sur ses surface. Sur le tube non-revêtu la vapeur forme un film d’eau tandis que l’eau sur l’autre tube prend la forme de gouttes.

La condensation est une moyenne très efficace de transférer de la chaleur à partir d'un gaz à une surface. En effet, elle est plusieurs centaines de fois plus efficace que de la pure convection. C’est pourquoi on pendant quelques seconds peut mettre sa main dans un four de 200 C sans se bruler, tandis qu’on se brule immédiatement sur un jet de vapeur à 100 C sortant d’une casserole.

De la valeur condense normalement comme un film peu épais, dans les plus part de cas moins de 1,0 millimètre. Mais, parce que la charge thermique sur la surface est si haute, le film, même mince, crée une différence de température non négligeable.

Par contre si la vapeur condense comme gouttes, cette perte de température est réduite plus qu’un facteur 10. Un des conséquences est qu’il soit possible de condenser la vapeur d’un centrale électrique à une température plus basse et donc aussi une pression plus basse que actuellement, (grossièrement il se fait autour de 30 C à une sous-pression importante). Potentiellement la condensation de gouttes pourrait augmenter la production électrique dans ces stations de 2 à 3%.

La condensation comme gouttes a dans ma littérature de la thermodynamique appliquée toujours était présentée comme un rêve. Tant des efforts de la réalise ont été fait. En principe il s’agit d’appliquer une substance hydrophobe. Le problème est qu’elles ne durent pas longtemps. Les effets de cire sur une voiture disparaissent par exemple après quelques jours.  

La méthode le plus réussis a été de revêtir les surfaces avec l’or mais cela est évidemment trop cher. Des chercheurs chez MIT disent maintenant avoir réussi avec graphène.

Parce que la méthode utilisé pour enrober les surface avec graphène, appelé dépôt chimique en phase vapeur, a été largement testé, la nouvelle méthode pourrait être prêt pour des tests en conditions réelles dans un an.