Refroidissement écoénergétique grâce au vent ionique

Les centres de calcul consomment déjà d’énormes quantités d’énergie pour refroidir les microprocesseurs, et l’essor de l’intelligence artificielle ne fera qu’accroître cette demande. Le refroidissement par vent ionique pourrait offrir une solution efficace en réduisant considérablement la consommation énergétique. Cette technologie utilise des champs électrostatiques pour convertir directement le courant électrique en flux d’air, avec un excellent rendement. Jusqu’à présent, sa faible vitesse limitait son déploiement à grande échelle. La spin-off de l’Empa « Ionic Wind Technologies » a franchi un cap en développant un amplificateur de flux d’air capable d’accélérer le vent ionique bien au-delà des performances actuelles. Résultat : une réduction potentielle de la consommation d’énergie liée au refroidissement pouvant atteindre 60%.

« Nous accélérons l'air directement en le chargeant électriquement. Comme le courant électrique est ainsi directement transformé en flux d'air, les étapes intermédiaires bruyantes et gourmandes en énergie via un moteur, un rotor ou une pale de ventilateur sont supprimées », souligne Donato Rubinetti, fondateur de la spin-off, pour expliquer le principe de base du vent ionique. Celui-ci a déjà été utilisé avec succès dans un procédé de séchage des fruits. Depuis, l'Empa a perfectionné la technologie, ce qui a permis de multiplier par plus de trois le débit d'air.

Les électrodes en forme d'aiguilles sont au cœur de l'amplificateur de vent ionique breveté. Elles produisent le vent ionique de manière beaucoup plus efficace que les fils utilisés jusqu'à présent. Mais ce n'est pas tout : les pointes des aiguilles sont intégrées dans un boîtier qui exploite l'effet Coandă. Ce principe de la mécanique des fluides est également utilisé pour les ailes d'avion ou les ventilateurs Dyson. Il exploite les différences de pression locales pour multiplier le volume des flux d'air. « La combinaison de ces deux innovations représente un progrès considérable et donne naissance à ce que l'on appelle l'Ionic Wind Amplifier, qui ouvre la voie à des champs d'application totalement nouveaux grâce à des performances nettement supérieures », relève M. Rubinetti.

Jusqu'à présent, seuls des produits standard inchangés, tels que les clous de construction, étaient utilisés comme électrodes à aiguilles pour le vent ionique. « Nos pointes d'aiguilles sur mesure permettent d'atteindre des vitesses de flux d'air jusqu'à deux fois plus élevées que les électrodes conventionnelles, et ce, même avec moins d'énergie », explique-t-il encore. « Une pointe n'est pas infiniment pointue, mais présente quand même un arrondi à l'extrémité. Cela joue un rôle extrêmement important pour la performance des électrodes à aiguilles. »

Selon lui, la technique développée convient aux industries qui dépendent des systèmes de refroidissement, des processus de séchage et de la purification de l'air : « Je vois du potentiel partout où l'air doit être déplacé avec une faible différence de pression. À l'avenir, cela concernera surtout le refroidissement des ordinateurs, des serveurs ou des centres de données. » Breveté, l'Ionic Wind Amplifier surpasse les dispositifs conventionnels en déplaçant les flux d'air jusqu'à, on le disait, 60% plus efficacement. Mieux encore, selon l’application, les économies d’énergie peuvent être encore plus importantes. Dans le séchage des aliments, par exemple, l’absence d’éléments chauffants optimise le processus et améliore son efficacité énergétique.