IA générative et batteries EV : pourquoi le refroidissement liquide ?
Les technologies de pointe telles que l’intelligence artificielle (IA) haute performance et les batteries des véhicules électriques (VE) consomment plus d’énergie. Plus d’énergie génère plus de chaleur résiduelle, à tel point que l’IA générative et les innovateurs en matière de batteries de véhicules électriques se tournent vers le refroidissement liquide. Nous allons explorer pourquoi le refroidissement liquide est un élément fondamental de cette conversation.
Capacité thermique de l’air par rapport au liquide
Au niveau le plus élémentaire, le refroidissement liquide a une capacité d’absorption de chaleur (Cp) plus élevée que le refroidissement par air. La capacité thermique mesure la quantité d’énergie (joules) nécessaire pour augmenter une masse (grammes) à une température spécifique (Kelvin/Celsius). À température ambiante :
L’eau absorbe 4 fois plus d’énergie que l’air pour augmenter la même température.
Cp air = 1,0035 J/gK
Cp eau = 4,1813 J/gK
Cp éthylène glycol = 2,36 J/gK
Cp propylène glycol = 2,5 J/gK
Capacité thermique plus élevée = refroidissement plus efficace et plus performant.
Densité de l’air par rapport aux liquides
Les liquides sont beaucoup plus denses que l’air. Une densité plus élevée signifie qu’il y a plus de masse liquide dans un volume défini qu’il n’y aurait de masse d’air. Si l’on compare la densité (ρ) de l’air par rapport à celle de l’eau, la densité de l’eau est supérieure de celle de l’air.
L’eau a 829 fois la masse de l’air dans le même espace ! Une autre façon de voir les choses, c’est qu’il faudrait 829 cm³ d’air pour peser le même poids que 1 cm³ d’eau. C’est comme un dé de jeu pesant le même poids que 9 canettes en aluminium de 12 onces.
Densité de l’air = 0,001204 g/cm³
Densité de l’eau = 0,9982067 g/cm³
Une capacité thermique et une densité plus élevées travaillent ensemble
L’avantage du refroidissement liquide ne provient pas de sa capacité thermique élevée ou de sa densité indépendamment. La combinaison de ces deux propriétés fait du liquide une solution de refroidissement puissante.
La plupart des applications sont limitées par l’espace disponible pour le refroidissement. Voici un exemple :
Nous maintiendrons le volume constant pour comparer ; Supposons que nous ayons 100cm³ pour plus de simplicité.
- Dans 100cm³, on peut avoir soit 0,12g d’air, soit 99,8g d’eau.
- 0,12 g d’air peuvent absorber 0,12 joules d’énergie avant d’augmenter de 1 degrés Celsius
- 99,8 g d’eau peuvent absorber 417 joules d’énergie avant d’augmenter de 1 degrés Celsius
C’est plus de 3000 fois plus de chaleur absorbée dans le même volume.

Pourquoi le refroidissement liquide n’est-il pas utilisé pour tout ?
Le refroidissement liquide peut refroidir plus et plus rapidement que l’air, mais il comporte ses propres défis. L’air est facilement disponible. L’air ne nécessite que des ventilateurs, des ventilateurs, des conduits ou des déflecteurs d’air pour contrôler le débit. Le liquide n’est pas facilement et abondamment disponible partout. Le refroidissement liquide nécessite des tubes, des collecteurs, des pompes et des raccords pour faire circuler le liquide. Le liquide présente un risque de fuite et de dégâts des eaux qui peut être évité grâce à des capteurs intelligents, des logiciels et des redondances système, mais cela ajoute à la complexité de l’infrastructure. Une densité élevée signifie également que le liquide est plus difficile à déplacer que l’air. Les systèmes liquides se déplacent plus lentement ou nécessitent des systèmes de pompage plus puissants.
Les innovateurs dans le domaine de l’IA générative et des batteries pour véhicules électriques se tournent vers le refroidissement liquide lorsque les demandes thermiques dépassent ce qui est possible avec le refroidissement par air. Le besoin de performances supérieures l’emporte sur les complexités supplémentaires du système et de l’infrastructure de Liquid.
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