Contexte :

Avec la croissance exponentielle des puissances de calcul, notamment en raison de l’IA et du calcul haute performance (HPC), les approches traditionnelles de refroidissement des puces par air et par liquide monophasique atteignent leurs limites thermiques. Les densités de puissance à l’échelle de la puce peuvent désormais dépasser 300 W/cm², exigeant des systèmes de gestion thermique plus performants. Les techniques de refroidissement diphasique (telles que le refroidissement par immersion, par pulvérisation ou par jet, et les plaques froides à micro-canaux ou caloducs) exploitent la chaleur latente de vaporisation pour obtenir un transfert thermique hautement efficace. Bien que prometteuses, ces méthodes présentent des défis importants pour la modélisation et la compréhension du comportement d’ébullition à petite échelle.

Objectifs:

Ce stage a pour objectif de développer un modèle CFD pour les applications de refroidissement diphasique à l’échelle de la puce pour les data centers à haute densité de puissance.

Mission:

•       Revue de la littérature : Analyse et comparaison des stratégies de refroidissement existantes (refroidissement monophasique vs. diphasique, refroidissement passif vs. actif) et synthèse des principales études expérimentales et numériques sur les configurations de refroidissement diphasique à l’échelle de la puce et le choix des fluides.

•       Définition d'un cas d'étude : Identifier une configuration de refroidissement diphasique représentative à l'échelle de la puce et sélectionner les jeux de données expérimentales pertinents pour la validation.

•       Développement du modèle CFD : Créer un modèle CFD du cas choisi à l'aide du logiciel ANSYS Fluent, intégrant le transfert de chaleur, le changement de phase et les conditions limites appropriées.

•       Validation et analyse : Valider le modèle par rapport aux données expérimentales, évaluer sa précision et analyser ses performances prédictives.

•       Rapport : Présentation orale, rédaction d'un rapport technique et publication éventuelle des résultats.

Diplôme préparé : Bac+5 – Diplôme Ecole d’ingénieurs ou Master

Compétences scientifiques : Mécanique des fluides, thermique, diphasique, simulation numérique

Moyens/Méthodes/Logiciels : ANSYS FLUENT

Commentaires libres : Le lancement d’une thèse sur ce sujet est envisagé à l’automne 2026. Si vous êtes intéressé/motivé par une thèse, ce serait un plus.