FEA · CFD · NVH · THERMIQUE · ACOUSTIQUE — SIMULATION D'INGÉNIERIE
BADGERMECX DEMANDER UN DEVIS
FICHE TECHNIQUE S-04 · REV A · MIS À JOUR SEPT. 2026

S-04 · THERMIQUE

Va-t-il surchauffer ? Des températures et des marges que vous pouvez présenter à un approbateur.

Analyse thermique stationnaire et transitoire d'électronique, d'équipements électriques, d'enveloppes et de structures — chaque source de chaleur rattachée à une fiche technique, chaque condition aux limites indiquée, et chaque température comparée à la limite qui compte.

ρcₚ ∂T/∂t = ∇·(k∇T) + q̇T_max vs. T_limitmarge [K]
Soumettre un énoncé du problème Exemple de plan de rapport ↓
[✓] NDA avant tout échange de données[✓] Périmètre & prix fixes[✓] Contrôle interne indépendant
FIG. 1 — Diffusion de la chaleur depuis une source SCHÉMA froidchaud
S-04 · EN BREFSPÉC.
PÉRIMÈTRE TYPE
Électronique de puissance, armoires électriques et appareillage, transformateurs, coffrets, dissipateurs thermiques, structures
LIVRABLE
Rapport PDF signé, tableaux de températures et de marges, cartographies de champs ; champs de température pour la FEA sur demande
DÉLAI
Défini dans le périmètre écrit
ANALYSES
Stationnaire · transitoire · CHT avec CFD · thermo-électrique · contraintes thermiques
CONFIDENTIALITÉ
NDA signé avant tout échange de fichier
QUALITÉ
Bilan énergétique et calcul manuel de contrôle dans chaque rapport
Demander un devis cadré →

01 / QUAND EN AVEZ-VOUS BESOIN

Les questions auxquelles cette analyse répond.

Les problèmes thermiques coûtent deux fois : une fois en composants déclassés ou défaillants, et une seconde fois en refroidissement surdimensionné que vous payez sur chaque unité.

Nous partons de la limite qui compte — une température de jonction, une classe d'isolation, une température de contact — et construisons le modèle autour du chemin thermique qui la détermine.

Q1Chaque composant restera-t-il sous sa température limite ?→ Thermique stationnaire + marges
Q2Combien de temps peut-il fonctionner en surcharge avant de surchauffer ?→ Thermique transitoire, cycles de fonctionnement
Q3Le dissipateur ou le ventilateur est-il assez grand — ou trop grand ?→ Conception & dimensionnement du refroidissement
Q4Pourquoi cette pièce chauffe-t-elle sur le terrain ?→ Cause racine avec données mesurées
Q5Les écarts de température vont-ils fissurer l'assemblage ?→ Contrainte thermique → S-01
Q6La surface peut-elle être touchée sans danger ?→ Vérification de la température de contact

02 / LIVRABLES

Ce que vous recevez. Par écrit, avant de commencer.

Chaque élément figure dans le document de périmètre que vous validez. Rien sur cette liste n'est une surprise à la fin.

PDF

Rapport technique

Périmètre, charges thermiques, hypothèses, modèle, résultats et conclusions. Signé et sous contrôle de révision.

XLSX · PDF

Tableaux de températures & de marges

Température et marge par rapport à la limite pour chaque composant critique, par point de fonctionnement.

DANS LE RAPPORT

Cartographies de température

Températures et chemins thermiques sur les surfaces et les coupes qui expliquent le résultat.

SUR DEMANDE

Champs de température pour la FEA

Champs de température transférés pour le calcul thermomécanique.

ANNEXE

Annexe de vérification

Étude de maillage, bilan énergétique, vérification manuelle par réseau de résistances, sensibilité à h et à la résistance de contact.

DANS LE RAPPORT

Recommandations de conception

Où la chaleur reste bloquée, et quelle modification — matériau, contact, ailette ou flux d'air — abaisse T_max.

2 H EN LIGNE

Réunion de revue des résultats

Une revue avec vos ingénieurs. Questions traitées et consignées dans la révision finale.

Cycle de révision

Nouveau calcul en cas de modification de conception dans le périmètre convenu, avec un historique des révisions dans le rapport.

03 / MÉTHODES

L'analyse adaptée à la question — pas la plus coûteuse.

La conduction, la convection et le rayonnement sont modélisés dans la mesure où ils modifient la réponse — et le côté convection provient soit de corrélations, soit d'un modèle CFD couplé, ce qui est indiqué dans le rapport.

FIG. 0 — Front thermique se propageant depuis une source (schéma)
ANALYSEÀ UTILISER QUANDRÉSULTAT CLÉRÉFÉRENCE TYPIQUE
Conduction stationnaireFonctionnement continu ; convection connue par corrélationsChamp de température, chemins du flux thermique, margesCorrélations indiquées dans le rapport
Thermique transitoireDémarrage, surcharge, cycles de service, inertie thermiqueHistorique de température, temps avant d'atteindre la limite, constante de tempsÉtude du pas de temps incluse
Transfert thermique conjuguéLa convection détermine la réponse — ventilateurs, enveloppes, dissipateursTempératures du solide et du fluide, h issu de l'écoulement→ avec S-02 CFD
Thermo-électrique (effet Joule)Jeux de barres, contacts, conducteurs, éléments chauffantsDensité de courant, pertes I²R, température
Rayonnement & charge solaireCoffrets extérieurs, équipements à haute températureTempératures de surface, échanges radiatifs comprisDonnées du site · émissivités indiquées
Contrainte thermiqueÉcarts de température ou dilatations incompatiblesDéformations et contraintes thermiques, fatigue due aux cycles→ avec S-01 Structure
Corrélation essais-calculDonnées de thermocouples ou de caméra thermique disponiblesMesuré vs prédit, modèle recalé→ avec vos données d'essai
FIG. 2 — Le chemin thermique — résistances thermiques en sérieSCHÉMA
q = 20 W R_jc · 0.5 K/W ΔT 10 K R_cs · 0.3 K/W ΔT 6 K R_sa · 1.7 K/W ΔT 34 K T_j 90 °C T_c 80 °C T_s 74 °C T_a 40 °C T_j = T_a + q · (R_jc + R_cs + R_sa) = 40 + 20 · 2.5 = 90 °C valeurs indicatives · le modèle EF / CHT remplace R_sa par le chemin thermique réel Chaque kelvin entre la jonction et l'air est une résistance multipliée par le flux de chaleur. Le modèle identifie la résistance dominante — celle sur laquelle il vaut la peine d'investir. (Valeurs illustratives.)
FIG. 3 — Échauffement transitoire — la constante de temps τSCHÉMA
63.2 % à t = τ 95 % à 3τ régime permanent T_ss — à comparer à T_max τ 3τ 5τ 0 temps t → échauffement θ Un corps chauffé à puissance constante atteint 63 % de son échauffement final après une constante de temps et 95 % après trois. Les surcharges courtes ne sont sans danger que si elles se terminent bien avant.

04 / DÉROULEMENT ET DÉLAIS

De l’énoncé du problème au rapport signé.

Cinq étapes, chacune avec un passage de relais clair. Vous savez toujours ce dont nous avons besoin de votre part et ce que vous recevez en retour.

  1. 012 jours

    Appel de cadrage

    DE VOTRE PARTÉnoncé du problème, plans, limites
    DE NOTRE PARTNDA, liste de questions et données manquantes
  2. 022 jours

    Périmètre & devis forfaitaire

    DE VOTRE PARTPertes thermiques, données de refroidissement, points de fonctionnement
    DE NOTRE PARTPérimètre écrit, hypothèses, critères d'acceptation, prix
  3. 037 jours

    Modélisation & résolution

    DE VOTRE PARTCAO, matériaux, données d'interface
    DE NOTRE PARTPoint d’étape : chemins thermiques et premières températures
  4. 042 jours

    Vérifier & contrôler

    DE VOTRE PARTRien — étape interne
    DE NOTRE PARTBilan énergétique, calcul manuel de contrôle, sensibilité, relecture par un second ingénieur
  5. 052 jours

    Rapport & revue

    DE VOTRE PARTVos commentaires sur le projet de rapport
    DE NOTRE PARTRapport signé, fichiers, réunion de revue

05 / DONNÉES D'ENTRÉE

Ce dont nous avons besoin de votre part.

OBLIGATOIRE
  • [✓]Géométrie — STEP / IGES / Parasolid, ou plans cotés
  • [✓]Sources de chaleur — pertes par composant aux points de fonctionnement
  • [✓]Données matériaux — conductivité, capacité thermique, émissivité ; matériaux d’interface
  • [✓]Refroidissement — ventilateurs, débits, dissipateurs, conditions ambiantes et d’ensoleillement
  • [✓]Limites de température et critères d’acceptation
  • [✓]La décision que le résultat alimente, et l’échéance
UTILE SI DISPONIBLE
  • [+]Températures mesurées ou images de caméra thermique
  • [+]Cycles de service et profils de charge
  • [+]Courbes et fiches techniques des ventilateurs
  • [+]Calculs antérieurs ou rapports d'essai
  • [+]Commentaires de votre client ou de l'organisme d'approbation
DONNÉES INCOMPLÈTES ?La plupart des projets commencent ainsi.Nous listons ce qui manque lors de l'appel de cadrage. Tout ce que nous devons supposer est consigné dans le registre des hypothèses du rapport — jamais caché dans le modèle.

06 / LE RAPPORT

Consultez le rapport avant de l'acheter.

Un rapport signé, sous contrôle de révision, de 60 pages en moyenne. Chaque température est rattachée à un point de fonctionnement, à une charge thermique issue d'une fiche technique identifiée et à une condition aux limites dont la source est indiquée.

  1. T1
    Registre des hypothèsesChaque hypothèse — avant tout les résistances de contact et les valeurs de h — numérotée et justifiée.
  2. T2
    Traçabilité des charges thermiquesChaque source de chaleur indique son point de fonctionnement et la fiche technique dont elle provient.
  3. T3
    Preuves de vérificationBilan énergétique, contrôle manuel par réseau de résistances et étude de maillage — inclus, pas seulement annoncés.
  4. T4
    Modèle reproductibleLe solveur, la version, les données matériaux, les conditions aux limites et les corrélations sont indiqués.
  5. T5
    Conclusion en langage clairUne page lisible par un responsable : dans les limites ou non, la marge, et ce qu'il faut modifier.

07 / APPLICATIONS

Équipements et structures types.

Armoires électriques & appareillageJeux de barres · disjoncteurs · échauffement
Électronique de puissanceOnduleurs · convertisseurs · dissipateurs
Transformateurs & inductancesPoint chaud · refroidissement · surcharge
Boîtiers & cartersConvection naturelle · ventilateurs · rayonnement solaire
Équipements de data centerTempératures d'entrée des baies · débit d'air
Composants de batteries & de motorisation électriqueTempératures des cellules · plaques de refroidissement
StructuresActions thermiques · dilatation · incendie
Équipements médicaux & de laboratoireTempérature de contact · points chauds internes

08 / NORMES

Vérifié jusqu'à la clause que lit votre organisme d'approbation.

Les limites de température et les méthodes de vérification proviennent de la norme selon laquelle votre équipement est conçu ou certifié — citée dans le rapport.

NORMECE POUR QUOI NOUS L'UTILISONS
IEC 61439-1Ensembles d'appareillage basse tension — vérification de l'échauffement
IEC 60076-2Transformateurs de puissance — échauffement
IEC 62368-1Sécurité des équipements — limites de température au toucher
JEDEC JESD51Caractérisation thermique des boîtiers électroniques (θ_JA, θ_JC)
EN 1991-1-5Actions thermiques sur les structures
ASHRAE TC 9.9Recommandations thermiques pour les environnements informatiques

09 / COMMENT COLLABORER

Trois façons de travailler avec nous.

Les prix sont fixés pour chaque périmètre écrit. Vous payez la réponse à une question définie, pas des heures sans limite.

E-01PROJET

Projet à périmètre fixe

IDÉAL POUR
Une pièce ou une structure définie, avec une question claire
PRIX
Devis forfaitaire après cadrage
Commencez par un énoncé du problème
E-02FORFAIT MENSUEL

Contrat cadre d'ingénierie

IDÉAL POUR
Équipes de conception aux besoins d'analyse récurrents
PRIX
Devis selon le périmètre
Discuter d'un contrat cadre
E-03REVUE

Revue par un tiers

IDÉAL POUR
Vérification d'une analyse par éléments finis ou d'un calcul manuel réalisé par quelqu'un d'autre
PRIX
Devis forfaitaire
Demander une revue

10 / FAQ

Posées avant chaque projet.

Autre chose ? Posez la question dans l'énoncé du problème — la réponse accompagne le périmètre.

Quels logiciels utilisez-vous ?

Tessera — le solveur que nous développons — fait tourner aujourd'hui les calculateurs gratuits de ce site, chacun publié avec ses cas de référence. Pour les projets, le solveur est choisi en fonction de la norme que le résultat doit satisfaire, et il est nommé dans le périmètre écrit. Chaque rapport indique le solveur, la version, les données matériaux et la manière dont la convection a été modélisée.

Avons-nous besoin de CFD, ou un modèle thermique suffit-il ?

Si la convection peut être décrite par des corrélations — une paroi, une ailette, un flux d’air connu — un modèle thermique suffit. Si c’est l’écoulement lui-même qui détermine le résultat, nous le couplons à un calcul CFD (S-02).

La fiche technique de notre composant ne donne les pertes qu'en un seul point. Est-ce suffisant ?

Souvent, oui. Nous retenons le point de fonctionnement le plus défavorable plausible et l'indiquons ; si le résultat est proche de la limite, nous demandons davantage de données ou réalisons une étude de sensibilité.

Pouvez-vous utiliser nos données de thermocouples ou de caméra thermique ?

Oui — les températures mesurées servent à caler les résistances de contact et les valeurs de h, et la comparaison figure dans le rapport.

Les températures peuvent-elles alimenter une vérification structurelle ?

Oui — le champ de température est transféré sur le modèle éléments finis pour les contraintes thermiques. Voir S-01 Structure.

Comment le prix est-il fixé ?

Selon le périmètre écrit : nombre de composants et de points de fonctionnement, et nécessité ou non d'un calcul transitoire, CHT ou thermomécanique.

COMPÉTENCES ASSOCIÉESTous les services →
S-01 · STRUCTURE Calcul de structure / FEA σ_vM ≤ f_y / γ_M0 Fiche technique →
S-02 · FLUIDE CFD ∇·(ρuu) = −∇p + ∇·τ Fiche technique →
S-03 · DYNAMIQUE NVH & dynamique [K − ω²M]{φ} = 0 Fiche technique →
S-05 · ACOUSTIQUE Acoustique ∇²p − (1/c²) ∂²p/∂t² = 0 Fiche technique →
S-06 · CONCEPT Concept & conception min f(x) s.t. g(x) ≤ 0 Fiche technique →

11 / DESCRIPTION DU PROBLÈME

Envoyez la charge thermique. Recevez un périmètre écrit.

Dites-nous ce qui chauffe, comment c'est refroidi et sous quelle température cela doit rester. Nous répondons par des questions ou par un périmètre forfaitaire.

  • [✓] NDA avant tout échange de données
  • [✓] Réponse sous [X] jour(s) ouvré(s)
  • [✓] Périmètre, hypothèses & critères d'acceptation par écrit