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lundi 20 novembre 2017

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Trucs et astuces

Refroidissement facile
Refroidissement à air

Thierry Jorissens

La plupart du temps, lorsqu’on pense au refroidissement du moteur d’un bateau, on pense très logiquement au refroidissement à eau. Mais cela impose une prise d’eau sous la ligne de flottaison et une pompe, ou un tube coudé dans le flux de l’hélice. Il faut aussi un serpentin adapté au diamètre du moteur, et un rejet de l’eau. Autant de points risqués, difficiles à maîtriser la première fois que l’on y touche...

Refroidissement conventionnel à eau avec un serpentin autour du moteur.

Avec l’apparition en modélisme naval des moteurs Brushless Outrunner (c’est la cage du moteur qui tourne) le refroidissement à eau impose un bloc de refroidissement entre le moteur et son bâti. Pas toujours facile à trouver pour le moteur que l’on a choisi d’installer.

Une culasse de refroidissement par eau installée sur moteur brushless outrunner dans un offshore.

Je vais donc vous proposer une autre technique, certes un peu moins efficace mais surtout extrêmement simple à mettre en œuvre pour les moteurs classiques (brushed) ou les brushless inrunner : le refroidissement par air, grâce à un ventilateur. Pas de trous à faire dans la coque, pas de tube alu à cintrer en forme de serpentin... : il suffit d’un ventilateur ! Enfin, pas seulement...

Non, on ne parle pas ici de ce bidule... ...mais de ce type de ventilateur !

En effet, le refroidissement consiste à évacuer les calories produites par le moteur. Et un ventilateur brasse de l’air, ni plus ni moins. Mais il ne le fait qu’à proximité immédiate de son hélice et quand on pense "ventilateur", on pense tout de suite à un flux d’air reçu vers soi. Installer un ventilateur au-dessus du moteur pour souffler de l’air sur ce dernier ne servirait qu’à refouler l’air chaud autour du moteur dans la coque (et chauffer celle-ci...). L’efficacité du refroidissement du moteur serait proche de 1 sur une échelle de 1 à 10 ! Si l’hélice est à 5cm du moteur on frôle plutôt le 0... Mais cela peut être une solution malgré tout, si l’espace le permet et si on utilise un "gros" ventilateur !

Le ventilateur (une turbine venant d’un sèche-cheveu de voiture en 12V - flèche verte) est ici utilisé pour refroidir un variateur. C’est par une grille sur le pont (flèche bleue) et une gaine (vieux tuyau d’aspirateur - flèche rouge) que la turbine aspire l’air frais et l’achemine au variateur. Il s’agit ici d’un gros chalutier.

Première amélioration : inverser le ventilateur pour extraire l’air chaud et le rejeter vers l’extérieur. Selon la position du moteur il faudra peut-être guider le flux d’air chaud vers l’extérieur. On monte en efficacité et on est proche de 3 à 5 selon la force du ventilateur, directement liée à son diamètre. Or il n’est pas toujours possible d’installer un "gros" ventilateur, d’autant que cela risque aussi d’augmenter la consommation.

Ce gros ventilateur (flèche rouge) touche presque ce gros moteur brushless (flèche verte) quand le pont est en place.Ici, c’est un gros amphibie (voir vignette : la grille de ventilateur (flèche jaune) extrait l’air chaud du moteur vers l’extérieur. Le poids n’ayant ici aucune importance, le ventilateur est alimenté par sa propre batterie 12V.

Deuxième amélioration : ajouter un refroidisseur à ailettes, en alu, entre le moteur et le ventilateur. Les ailettes augmentent énormément la surface de contact du moteur avec l’air, favorisant l’échange de calories et surmultipliant du coup l’efficacité du ventilateur. On dépasse 6 sur l’échelle d’efficacité, et on peut maintenant parler d’un "vrai" refroidissement à air !

Dans le Spriva, le moteur brushless est enfilé dans un refroidisseur à ailettes surmonté d’un ventilateur.

Dans la cabine solidaire du pont amovible du Spriva, un capot perforé de nombreux trous est situé juste au-dessus du ventilateur quand le pont est en place. Cela permet l’évacuation de l’air chaud et donc le refroidissement du moteur.

Choix du ventilateur

Il existe une multitude de sources d’approvisionnement à bas prix (il suffit de démonter n’importe quel appareil électronique), mais la plus fournie provient de l’informatique. Alimentations d’ordinateurs, processeurs, cartes graphiques, imprimantes... Il y a des petits ventilateurs partout ! Hélas souvent en 12v, et nos modèles sont parfois en 6V. Ces ventilateurs ne seront pas assez puissants ! Et il reste à trouver le refroidisseur à ailettes...

Divers ventilateurs qu’on peut trouver... un peu partout !

Dans la masse des accessoires vendus (notamment chez HobbyKing), un gadget est alors particulièrement intéressant : il s’agit justement d’un refroidisseur en alu à ailettes surmonté d’un ventilateur 5V de 5cm... Le plus beau étant bien sûr le prix : moins de 4 euros !

Le refroidisseur avec ventilateur HobbyKing

Ce refroidisseur est adapté à tous les moteurs inrunners de 36mm de diamètre, il conviendra donc pour les moteurs de la série 500 et 600 mais aussi pour les brushless de 36mm. L’usage est enfantin : il suffit d’enfiler le refroidisseur sur le moteur et d’alimenter le ventilateur par le câble fourni, qui s’enfiche sur une prise inutilisée du récepteur, c’est tout ! Il reste à s’arranger pour que le flux d’air soit correctement dirigé vers l’extérieur.

"Je n’ai plus de prise libre sur le récepteur !"

Pas de panique, il suffit d’insérer un câble d’extension de servo en Y entre le récepteur et l’un des câbles qui y sont branchés (à l’exception de la batterie ou du variateur/contrôleur si vous utilisez le "BEC"). Je vous recommande de dédoubler par cet Y le câble du servo de gouvernail.

Utilisation du câble en Y : sur ce récepteur 2 voies (flèche rouge), on doit brancher un variateur et un servo de direction (flèches bleues). Il n’y a plus de prise pour le ventilateur... Mais si on intercale un câble en Y (flèche blanche) entre le récepteur et le servo, on obtient une nouvelle prise pour y brancher le ventilateur.

Ceci est une astuce qui permet facilement d’assurer un refroidissement. Si on est pas dans un offshore de compétition avec un moteur qui donne tout ce qu’il a, mais dans un bateau tranquille ou même une vedette rapide, si le moteur est bien adapté et bien installé, ce refroidissement conviendra parfaitement.

Dans un autre article, nous aborderons le refroidissement des moteurs outrunner.