Machines & installations industrielles

Un refroidissement qui tient la cadence, quand la chaleur s’en va

Dans les machines et les installations, la chaleur dissipée apparaît là où elle gêne le plus : à la commande, à l’entraînement et dans le process. Nous concevons des dissipateurs thermiques, du profilé catalogue à la solution spéciale. Ils demandent peu de maintenance, restent fiables en process et sont relivrables sur tout le cycle de vie de l’installation.

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Exemple de produit de tubes pressés d'un seul côté 6 | Monopress
Exemple de produit de dissipateur thermique extrudé 7 | Extrufin
Exemple de produit de plaques de refroidissement à structure interne 3 | Structureflow
La confiance des leaders technologiques :
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Pas seulement l’électronique

Dans une machine, la commande n’est pas la seule à chauffer.

Au-delà de l’électronique de puissance, nous refroidissons broches, porte-outils, systèmes hydrauliques et fluides de process. Sur les composants mécaniques justement, le refroidissement décide de la précision, du temps de cycle et de la durée de vie.

  • Convertisseurs & variateurs de fréquence

    Modules IGBT et étages redresseurs en service continu.

  • Entraînements & stators

    Évacuer la chaleur dissipée directement au niveau du bobinage.

  • Broches & machines-outils

    La dérive thermique coûte de la précision. Nous la maintenons faible.

  • Armoires électriques

    Refroidissement air-eau plutôt que climatiseur.

  • Boîtiers & pièces de structure

    Des structures thermorégulées pour des process dimensionnellement stables.

  • Soudage & assemblage

    Charges continues élevées sur les électrodes et les pinces.

  • Systèmes laser

    Densités de puissance élevées dans des espaces d’installation compacts.

  • Fluides de process

    Refroidissement d’huile, d’eau et de gaz dans l’installation.

Service continu

Durée de vie · maintenance réduite · disponibilité

En travail posté, chaque arrêt coûte cher. C’est pourquoi nous ne dimensionnons pas sur la meilleure valeur, mais sur celle qui sera encore atteinte des années plus tard, et sur des conceptions qui, entre-temps, demandent peu d’attention.

  • Durée de vie

    Un dimensionnement sur la charge continue plutôt que sur la charge de pointe, réserve comprise pour l’encrassement et le vieillissement du circuit.

  • Maintenance réduite

    Des géométries qui ne s’encrassent pas et des conceptions qui se passent d’intervention régulière.

  • Disponibilité

    Contrats-cadres, stockage et last-time buy sécurisent l’approvisionnement sur tout le cycle de vie de l’installation.

Ce que nous livrons pour les machines et les installations

  • Cold Plates (plaques froides à liquide) : pour convertisseurs, alimentations et électronique de puissance.
  • Refroidissement de stator : pour moteurs linéaires et moteurs couple.
  • Refroidissement de broche et de machine : contre la dérive thermique.
  • Refroidisseurs air-eau : pour armoires électriques.
  • Constructions spéciales : pour des espaces d’installation exigus et irréguliers.
Maschinen- und Anlagenbau: Fertigungsanlage in der Halle

Tout d’une seule source, du développement à la série.

COOLTEC est ton guichet unique pour la gestion thermique : un interlocuteur, un process, de la première idée à la livraison série. Tu entres là où tu en es. Développement, simulation et conception sont optionnels.

  1. Optionnel

    Développement & simulation

    Nous développons, simulons et concevons ta solution de refroidissement. Les essais sont d’abord virtuels, avant que nous produisions physiquement.

  2. Faisabilité de fabrication & coûts

    Tu sais déjà ce dont tu as besoin ? Nous vérifions la faisabilité de fabrication et optimisons ton design pour la série.

  3. Échantillons & prototypes

    Échantillons en 6-8 semaines environ en délai standard, en 2-4 semaines en express, selon le produit et la complexité.

  4. Production en série

    Guichet unique : fabrication high-tech hautement automatisée en Allemagne, séries low-cost depuis l’Asie.

  5. Approvisionnement & cycle de vie

    Contrats-cadres, stockage, last-time buy : nous sécurisons ton approvisionnement sur tout le cycle de vie du produit.

Vorschau: Maschinenbau Thermal Guide : le refroidissement en service continu
Dans le guide

Maschinenbau Thermal Guide : le refroidissement en service continu

Pas un catalogue produits, mais un savoir de dimensionnement : à quoi ressemblent les solutions de refroidissement qui tiennent la précision et la disponibilité pendant des années, et ce que la maintenance réduite signifie vraiment au stade du dimensionnement.

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Sebastian Krüger, Head of Sales et expert en génie mécanique
Ton interlocuteur

Sebastian Krüger

Head of Sales et expert en génie mécanique

Viens avec ton défi thermique : puissance dissipée, espace d’installation, fluide, conditions ambiantes. Dès le premier entretien, Sebastian cherche avec toi les bonnes pistes de solution et constitue directement l’équipe nécessaire en ingénierie d’application, en ingénierie de production et en ingénierie thermique. Tu ne passes par aucune file d’attente.

FAQ Machines & installations industrielles

Les questions que les concepteurs nous posent vraiment.

Quelle taille peut atteindre une plaque froide ?

Les grandes plaques froides sont un standard chez nous : la plage que nous fabriquons va de 30 mm à 3 000 mm de longueur d’arête, donc du timbre-poste à trois mètres, par exemple pour des bandes transporteuses, des outils de presse ou des carters d’huile. La limite n’est pas posée par la fabrication, mais par la planéité : plus une plaque est longue, plus il est difficile de tenir une planéité serrée sur toute la longueur après l’assemblage et l’usinage, parce que les contraintes internes du matériau se relâchent. Concrètement, les grandes plaques passent par des étapes intermédiaires (préusinage, assemblage, recuit de détente, usinage de finition), et cela pèse davantage sur le délai de fabrication que la taille elle-même. Limite : si tu as besoin d’une planéité serrée sur plus de 2 mètres, nous parlons au préalable des zones de tolérance, car une tolérance exigée sur la longueur totale peut coûter plusieurs fois ce que coûte la même tolérance sur des surfaces partielles définies.

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Un refroidisseur peut-il aussi chauffer ?

Oui. Une plaque avec canal de fluide est un échangeur de chaleur et fonctionne dans les deux sens : avec un fluide chaud elle chauffe un composant, avec un fluide froid elle le refroidit. C’est exactement ainsi que l’on thermorégule des outillages, que l’on préchauffe des carters d’huile ou que l’on amène des produits à la température de process. Sur le plan de la conception, peu de choses changent, à une exception près : en chauffage, les différences de température et donc les dilatations thermiques sont souvent plus grandes qu’en refroidissement, raison pour laquelle la fixation doit autoriser la dilatation. Un vissage rigide aux deux extrémités d’une plaque longue conduit à du gauchissement ou à des fissures. Indiquez donc la température d’entrée et la plage de température, pas seulement la puissance. Limite : au-delà de la limite de température du fluide ou des joints, l’application s’arrête ; pour les hautes températures, une cartouche chauffante électrique dans le composant est souvent la solution la plus simple.

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Quel est le délai de livraison ?

Le délai de livraison dépend de trois choses : la disponibilité de la matière première, le procédé d’assemblage et l’ampleur de la reprise d’usinage. Pour les profilés catalogue issus de la base de données de profils, avec débit et usinage simple, le délai de livraison est d’environ 6 semaines ; en traitement express, 2 semaines sont possibles. Pour les plaques froides spécifiques au client, avec procédé d’assemblage, contrôle et documentation, cela dure d’autant plus longtemps, et pour un nouveau profilé extrudé s’y ajoute le temps d’outillage et de créneau de pressage, qui échappe à notre influence. Ce qui, dans la pratique, allonge le plus souvent le délai de livraison n’est pas la fabrication, mais la clarification : indications incomplètes, questions de tolérance en suspens ou certificats de contrôle exigés après coup. C’est pourquoi nous indiquons toujours dans l’offre ce qui doit être disponible pour tenir la date annoncée. Limite : les dates fermes, nous les indiquons dans l’offre par rapport à la réception de la commande. Une indication générale de délai de livraison sur un site web ne serait pas sérieuse.

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Puis-je obtenir un profilé catalogue à la cote, avec perçages et taraudages ?

Oui, et c’est même le type de commande le plus fréquent : choisir un profilé dans la base de données de profils, le débiter à la longueur, y réaliser perçages, taraudages et lamages, l’anodiser sur demande, et cela à partir d’une pièce. Pour une offre, nous avons besoin de la désignation du profilé, de la longueur, de la quantité et d’un plan ou d’un croquis de l’usinage ; sans indications d’usinage, seul le débit est chiffrable. Il est en outre judicieux de demander plusieurs paliers de quantité, car le prix unitaire baisse fortement avec la quantité : la mise en train n’intervient qu’une seule fois. Tu devrais aussi indiquer de quel côté les taraudages sont réalisés, car la face de transfert thermique doit en règle générale rester non usinée et plane. Limite : un profilé qui ne figure pas dans la base de données n’existe pas sur stock. Il faut alors un outillage propre ou une alternative fraisée.

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Quels raccordements sont possibles, et qui fournit les raccords vissés ?

Sont possibles des taraudages pour raccords vissés du commerce, des embouts brasés ou emmanchés par pression, des brides et des extrémités de tube dépassantes pour le raccordement direct d’un flexible. Le plus robuste est un taraudage dans le corps de plaque, parce qu’aucune interface supplémentaire n’y apparaît ; le plus économique est l’extrémité de tube dépassante. Ce qui compte, c’est la limite de pression du raccord vissé : il est régulièrement le maillon le plus faible. Sur un projet, la tenue des raccords était de 16 bar alors que le critère d’essai de l’installation se situait au-dessus. C’est pourquoi nous examinons ensemble la pression d’épreuve et la fiche technique du raccord. Nous livrons les raccords vissés si tu le souhaites, ou tu les approvisionnes toi-même. Indique-nous alors le type et le matériau, afin que nous accordions le filetage et le couple de matériaux en conséquence. Limite : pour des raccords approvisionnés par le client, nous ne pouvons pas garantir l’étanchéité en service.

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Comment l’étanchéité est-elle contrôlée, et est-ce que je reçois un procès-verbal ?

Les refroidisseurs véhiculant du liquide sont contrôlés en étanchéité avant livraison, à 100 % dans les projets série ; les essais de pression courants sont par exemple 8 bar pendant une minute selon la gamme de fabrication, et dans les projets exigeants des critères allant jusqu’à 40 bar pendant 30 secondes. Nous livrons le procès-verbal de contrôle avec la pièce, sur demande également avec documentation photographique. Le fluide d’essai est l’air ou l’eau selon l’exigence ; pour les exigences les plus élevées, il existe le contrôle d’étanchéité à l’hélium. Important pour ta spécification : indique la pression de service, la pression d’épreuve souhaitée, le temps de maintien et le taux de fuite admissible. Le mot « étanche » seul n’est pas contrôlable, et une pression d’épreuve choisie trop haute peut endommager les raccords vissés ou les parois minces. Limite : les essais d’endurance en pression alternée sur plusieurs milliers de cycles, nous ne les réalisons pas nous-mêmes.

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Les plaques froides peuvent-elles être utilisées dans des applications alimentaires ?

Pour les applications en contact alimentaire, les plaques en acier inoxydable entrent en ligne de compte, habituellement 1.4404 ou 1.4435 (316L), avec une surface lisse et nettoyable et sans interstices où des résidus de produit resteraient. L’aluminium n’est en règle générale pas adapté au contact alimentaire direct. Le cas le plus fréquent dans la pratique est indirect : une cuve en acier inoxydable est refroidie par l’extérieur, et tout l’art consiste à établir le transfert thermique entre la paroi de la cuve et le refroidisseur. Une lame d’air de quelques millimètres rend le refroidissement pratiquement inopérant, raison pour laquelle les manteaux de refroidissement sont fabriqués au contact ou les cuves placées dans un bain d’eau. Limite et honnêteté : nous n’établissons pas de déclarations de conformité pour le contact alimentaire au titre des règlements applicables ; nous livrons des certificats matière, l’évaluation pour ton process reste de ton ressort.

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Quels documents recevons-nous pour l’échantillonnage ?

Pour l’échantillonnage, nous livrons un procès-verbal dimensionnel, un certificat matière et un procès-verbal d’essai d’étanchéité ou de pression ; sur demande, s’y ajoutent des justificatifs d’état de surface et d’épaisseur de couche ainsi qu’une documentation photographique. Pour les projets ferroviaires s’ajoute en règle générale une documentation d’échantillonnage initial dont nous fixons l’étendue avec toi au préalable, car « échantillonnage initial » signifie autre chose selon le client, et les justificatifs exigés après coup sont la cause la plus fréquente de retard à la libération. Les certificats matière, nous les livrons en règle générale sous forme de certificat de réception selon EN 10204 3.1, pour autant que le fournisseur amont le mette à disposition. Merci d’indiquer le type de certificat requis dès la demande, et non seulement à la livraison. Limite : les essais que nous ne réalisons pas nous-mêmes, par exemple les essais vibratoires ou les justificatifs au feu, sont confiés à l’extérieur en cas de besoin, et nous en indiquons les coûts séparément.

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Comment dimensionnez-vous la résistance thermique ?

Nous partons de ton cas de charge : puissance dissipée, répartition sur la surface, température admissible du composant, température d’entrée, débit volumique et espace d’installation. Il en résulte le budget Rth, que nous confrontons en simulation thermique à des variantes de tracé des canaux, avant que la conception ne commence.

Refroidissez-vous aussi les broches et les pièces de structure ?

Oui : broches, porte-outils, boîtiers et pièces de structure porteuses. Dans les machines-outils, la dérive thermique de la structure est souvent un levier plus important que le refroidissement de l’électronique, parce que le gradient coûte de la précision dimensionnelle.

Quels matériaux mettez-vous en œuvre, et comment choisir correctement ?

Cuivre, cupronickel, acier inoxydable et aluminium. Le choix suit trois critères : conductivité thermique, compatibilité avec les fluides et exigence mécanique. Nous combinons souvent un matériau conducteur à la source de chaleur avec un matériau résistant au contact du fluide. Sur demande, nous ajoutons une anodisation ou un revêtement poudre, accordé aux fluides de process et aux produits de nettoyage.

Comment empêchez-vous les canaux de s’encrasser ?

Par la géométrie : pas de volumes morts, des sections suffisantes, un tracé de canaux rinçable. Nous accordons en outre matériau, fluide et inhibiteur, parce que les dépôts proviennent le plus souvent du couple de matériaux et non de la taille des canaux.

Quelles quantités et quels délais de livraison sont possibles ?

Échantillons en 6-8 semaines environ en délai standard, en 2-4 semaines en express. Pour la série, nous fabriquons de manière hautement automatisée en Allemagne ; les pièces standard sensibles au coût viennent de nos joint-ventures en Asie. Nous livrons d’une pièce jusqu’à 100 000 par an.

Travaillez-vous sous NDA ?

Oui, c’est pour nous le cas normal. Nous signons ton accord de confidentialité ou fournissons le nôtre. Nous ne transmettons par principe ni les projets clients ni les détails d’application.

Les fondamentaux

Le refroidissement dans les machines et installations industrielles : ce qui compte techniquement

Les machines tournent pendant des années en travail posté. Cela déplace le dimensionnement de la puissance de pointe vers la durée de vie, et de la conception vers l’analyse en exploitation.

Extrait du Cool How Report 2026

Comment nous dimensionnons une solution de refroidissement

Chaque dimensionnement commence par les mêmes conditions aux limites : puissance dissipée Pv, température maximale admissible du composant, température ambiante ou température d’entrée, et surface de contact disponible. La stratégie de refroidissement envisageable ne se dégage qu’à partir de là.

Pourquoi cette précision est nécessaire : une élévation de température de seulement 10 kelvins peut réduire de moitié la durée de vie de composants électroniques.

Les quatre grandeurs caractéristiques d’un système thermique

λ
Conductivité thermique [W/m·K]
Décrit le transport de chaleur dans le milieu. Le cuivre se situe autour de 400 W/m·K, l’aluminium entre 150–200 W/m·K.
λ = Q̇ · l / (A · ΔT)
α
Coefficient d’échange thermique [W/m²·K]
Décrit le flux de chaleur entre une surface solide et un fluide, donc entre le dissipateur thermique et l’air ou le fluide caloporteur.
α = Q̇ / (A · ΔT) = Nu · λF / L
Rth
Résistance thermique [K/W]
Indique la différence de température nécessaire pour transférer 1 W. Les indications des fabricants ne valent que pour les conditions d’essai spécifiées.
Rth = ΔT / Q̇
k
Coefficient de transmission thermique [W/m²·K]
Comme la valeur α, mais pour la transmission à travers des couches solides au lieu de l’échange vers un fluide.
k = 1 / (Rth · A)

En cinq étapes vers la solution de refroidissement adaptée

1
Relever les paramètres du système
Puissance dissipée Pv, température maximale admissible du composant Tmax, surface de contact A ainsi que température ambiante T0 (air) ou température d’entrée Tv (liquide).
2
Calculer la différence de température
ΔT = Tmax − T0 ou respectivement ΔT = Tmax − Tv.
3
Déterminer la résistance thermique requise
Rth = ΔT / Pv - la valeur en dessous de laquelle la solution de refroidissement doit se situer.
4
Estimer le coefficient de transmission thermique
Si la surface de contact est connue : k = 1 / (Rth · A). Cela rend comparables les solutions à air et à liquide.
5
Définir la stratégie de refroidissement
De k et de l’encombrement découle le choix entre convection naturelle, refroidissement forcé ou plaque froide.
Exemple de calcul : refroidissement d’un IGBT
Données : A = 0,03 m², T0 = 20 °C, Tmax = 70 °C, Pv = 2000 W.
ΔT = 50 K  →  Rth = 50 K / 2000 W = 0,025 K/W  →  k = 1333,3 W/m²·K
Résultat : dans ce cas, un refroidissement liquide (plaque froide) est nécessaire.

Ce qui influence la résistance thermique d’un dissipateur à air

Surface de refroidissement effective : plus de surface abaisse le Rth, mais seulement jusqu’à une valeur limite dont il s’approche asymptotiquement.
Orientation en convection naturelle : la position par rapport à la gravité détermine la vitesse d’écoulement. Plus l’écoulement est lent, plus le Rth est élevé.
Vitesse d’écoulement : avec des ventilateurs, elle augmente nettement par rapport à la convection libre, et la position de montage devient alors secondaire.
Puissance dissipée : la valeur Rth diminue à mesure que la puissance dissipée augmente et tend vers une valeur constante.

Matériaux : conductivité thermique et limites d’écoulement

Le choix des matériaux détermine la performance thermique et la durée de vie. Si la vitesse d’écoulement maximale recommandée dans le tube est dépassée, le fluide arrache mécaniquement la couche de passivation protectrice. Il en résulte de l’érosion et une fuite.

Matériau Conductivité thermique à 20 °C Vitesse d’écoul. max.
Cuivre / alliages de cuivre 305–394 W/m·K 2,0 m/s
Aluminium / alliages d’Al 125–210 W/m·K 1,8 m/s (structures 1–2 m/s)
Cuivre-nickel (CuNi) - 3,5 m/s
Acier inoxydable faible conductivité, très bonne résistance à la corrosion 4,5 m/s
Graphite (parallèle au plan des couches) jusqu’à 2000 W/m·K, techniquement 140–160 W/m·K -
Céramique frittée (BN, SiC) 100–200 W/m·K, isolant électrique -

Les données dont nous avons besoin pour ton dimensionnement

Plus les conditions aux limites sont complètes, plus vite nous passons de la première estimation à une simulation CFD fiable. Cette check-list est issue du Cool How Report. Elle constitue la base de chaque entretien de dimensionnement.

Refroidisseurs liquides
Puissance dissipée et sa localisation
Température d’entrée et données du fluide caloporteur
Débit volumique disponible, perte de charge souhaitée
Matériaux solides et combinaisons de matériaux dans le circuit
Température de surface max. admissible
Résistances de contact de la liaison au composant
Si disponible : modèle CAO
Dissipateurs à air
Puissance dissipée et sa localisation
Liaison thermique (fiche technique de la pâte ou du pad)
Température ambiante
Orientation du dissipateur thermique dans l’espace
Le cas échéant, fiche technique du ventilateur prévu
Encombrement et possibilités de montage
Dispersion de température admissible sur la surface

Dimensionner sur le profil de charge

La valeur de la fiche technique décrit un point de fonctionnement, pas le fonctionnement. Ce qui est déterminant, c’est le profil de charge sur la durée du poste : combien de temps quelle puissance dissipée est appliquée, et à quelle vitesse elle change.

Nous dimensionnons contre ce profil et prévoyons une réserve pour l’encrassement et le vieillissement. Cela coûte un peu de surface au départ et évite des arrêts plus tard.

La dérive thermique dans la machine

Dans les machines-outils et les systèmes de positionnement, le problème n’est pas la température du composant, mais le gradient de température dans la structure. Il engendre de la déformation et donc des écarts dimensionnels.

Le refroidissement de stator et les pièces de structure thermorégulées captent la chaleur là où elle naît, avant qu’elle ne se répartisse dans les guidages et le bâti.

La maintenance réduite commence par la géométrie

Les canaux s’encrassent là où l’écoulement manque. Les angles morts, les changements brusques de section et les zones difficiles à rincer en sont les causes typiques.

C’est pourquoi nous concevons des géométries rinçables et accordons matériau, fluide et inhibiteur. Cela réduit la charge de maintenance plus que n’importe quel concept de filtration.

Du prototype à la série

L’erreur la plus coûteuse est un prototype qui fonctionne thermiquement mais n’est pas industrialisable. C’est pourquoi nous vérifions la faisabilité de fabrication et les coûts en parallèle du dimensionnement thermique, et non après.

Parce que le développement, la fabrication, le contrôle et la livraison sont réunis en une seule main chez COOLTEC, rien ne se perd à ces transitions, du premier cas de charge jusqu’au last-time buy.

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