La Défense indienne franchit une étape majeure avec le développement par l’organisation DRDO d’un système indigène de refroidissement par compression vapeur. Conçu pour relever les défis thermiques imposés par les radars AESA de nouvelle génération, ce système équipe désormais les Su-30MKI modernisés, marquant un progrès significatif vers l’autonomie technologique dans le refroidissement critique des appareils avioniques.
Face à des charges thermiques atteignant 10,5 kW générées par les radars AESA, essentiels à la supériorité tactique et la précision de ciblage de l’Indian Air Force (IAF), ce système assure une dissipation efficace de la chaleur. Il empêche toute diminution de performance liée à la surchauffe, prolonge la durée de vie des composants et permet une exploitation à haute puissance sur diverses missions, de la supériorité aérienne aux frappes en mer.
Les radars AESA modernes, comme la suite indienne Uttam prévue pour les Su-30MKI, produisent une chaleur importante lors d’émissions prolongées, risquant pertes d’efficacité voire pannes en l’absence d’un refroidissement adapté. Les méthodes traditionnelles d’aération sont insuffisantes dans l’espace confiné et exigeant des avions de chasse, où la fiabilité et le poids doivent être maîtrisés. La machine à compression vapeur (VCM) développée par le DRDO repose sur un cycle frigorifique fermé utilisant le changement de phase pour un rejet de chaleur optimisé.
Le système fonctionne en transférant la chaleur depuis une solution d’éthylène glycol-eau (EGW), circulant au sein des échangeurs thermiques du radar, vers un fluide frigorigène froid dans l’évaporateur. L’EGW, maintenu à une température d’entrée stable de 38°C, absorbe la chaleur puis ressort jusqu’à 43°C avant d’être refroidi de nouveau. Le frigorigène R-134a suit un cycle classique : évaporation (absorption de chaleur), compression (augmentation de pression et température), condensation (rejet de chaleur vers l’extérieur via le carburant Jet A1), puis détente. Ce procédé offre un coefficient de performance (COP) de 2,1 en conditions ISA +25°C.
Cette conception hermétique limite les fuites de frigorigène tout en maximisant l’efficacité énergétique, surpassant les systèmes importés dans les environnements opérationnels rigoureux indiens. « Le VCM ne se contente pas de refroidir, il protège les équipements électroniques cruciaux, garantissant la létalité de nos chasseurs dans des espaces aériens contestés », a souligné un scientifique du DRDO impliqué dans le programme de modernisation Su-30MKI, valorisé à 59 000 crores de roupies.
Le système VCM se compose de quatre unités remplaçables sur le terrain (LRU) : évaporateur, compresseur, condenseur et valve thermostatique d’expansion. Le rejet de la chaleur s’opère dans le condenseur où le vaporéfrigérant comprimé se condense en transférant son énergie thermique au carburant de l’avion (Jet A1), circulant à 74 litres par minute. Ce procédé ingénieux de double usage garantit à la fois le refroidissement du radar et le préchauffage du carburant, contribuant à l’efficacité de combustion moteur.
| Paramètre | Spécification | Avantage opérationnel |
|---|---|---|
| Capacité d’absorption thermique | 10,5 kW (charge maximale radar AESA) | Supporte les émissions maximales sans réduction de puissance |
| Débit EGW vers radar | 40 L/min | Assure un refroidissement homogène des modules |
| Plage de température EGW | Entrée : 38°C ; Sortie : 43°C (max) | Maintient le radar autour de 40°C en moyenne |
| Débit carburant (condenseur) | 74 L/min (Jet A1) | Intègre le système carburant de l’avion |
| Élévation de température carburant | Entrée : 55°C ; Sortie : 63°C (max) | Optimise l’efficacité de la combustion moteur |
| Frigorigène | R-134a | Conforme environnementalement, faible toxicité |
| COP | 2,1 (à 40°C ambiant) | 20 % plus efficace que les systèmes anciens |
| Masse/volume système | Design compact LRU (< 50 kg total) | Impact minimal sur la traînée et le poids de l’avion |
Ces caractéristiques font du VCM une solution légère et fiable, validée lors d’essais au sol et en vol à l’Aeronautical Test Range de Chitradurga.
Spécifiquement conçu pour le radar AESA Virupaksha du Su-30MKI, qui devrait étendre sa portée de détection à plus de 300 km, le système modulaire peut être adapté à d’autres plateformes plus légères. Le DRDO explore par ailleurs des variantes pour les Tejas Mk1A/Mk2 et l’Advanced Medium Combat Aircraft (AMCA), où le refroidissement liquide est indispensable pour les modules émetteurs-récepteurs à base de nitrure de gallium (GaN) générant des densités thermiques encore plus élevées.
Cette démarche complète s’inscrit dans un effort plus large d’indigénisation des écosystèmes de refroidissement liquide, incluant pompes à haut débit et matériaux d’interface thermique, afin de réduire la dépendance face aux systèmes importés, notamment israéliens, utilisés dans les radars actuels des Tejas. Une intégration complète prévue vers 2027 pourrait réduire les coûts de maintenance de 30 % tout en ouvrant la voie à l’exportation vers les partenaires du QUAD, confrontés à des défis thermiques similaires sur leurs appareils furtifs.