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Fluides de refroidissement par immersion comparés : hydrocarbures, esters et fluides fluorés

Six familles de fluides sont utilisées en refroidissement par immersion. Ce comparatif montre les points forts de chacune et ce qui demande de l’attention.

Mis à jour le 9 novembre 2026 · Publié par IsoTec

Les familles de fluides

Huiles minérales – huiles de pétrole raffinées, les plus anciens fluides de refroidissement diélectriques.
PAO (polyalphaoléfines) – hydrocarbures synthétiques à distribution moléculaire étroite.
Fluides GTL – hydrocarbures synthétiques produits à partir de gaz naturel (gas-to-liquids).
Esters synthétiques – surtout des esters de polyol, issus de polyols et d’acides gras.
Esters naturels – huiles végétales raffinées (triglycérides), par exemple de colza, de soja ou de tournesol.
Fluides fluorés – fluorocarbures, hydrofluoroéthers et fluorocétones ; utilisés surtout en diphasique.

Tableau comparatif

Propriété	Huile minérale	PAO / GTL	Ester synthétique	Ester naturel	Fluoré
Permittivité relative	env. 2,2	env. 2,1	env. 3	env. 3	le plus souvent env. 1,8–2 ; certains grades plus
Point d’éclair / de feu	Modéré	Augmente avec la viscosité	Élevé ; grades de classe K avec point de feu au-delà de 300 °C	Très élevé	Généralement ininflammable
Tolérance à l’humidité	Faible	Faible	Élevée	Élevée	Faible solubilité de l’eau
Stabilité à l’oxydation	Modérée	Élevée	Très élevée	Plus faible – antioxydants et contact limité avec l’air nécessaires	Très élevée
Transfert de chaleur	Bon	Bon ; grades de très faible viscosité	Bon ; conductivité thermique et chaleur spécifique plus élevées	Bon ; conductivité thermique plus élevée, viscosité plus élevée	Monophasique modéré ; diphasique très élevé
Compatibilité des matériaux	Bonne, certains élastomères gonflent	Bonne, certains élastomères gonflent	Plus polaire – tester plastiques, élastomères, TIM	Plus polaire – tester plastiques, élastomères, TIM	Bonne ; extraction de plastifiants possible
Fluoré / PFAS	Non	Non	Non	Non	Le plus souvent oui
Coût du fluide	Faible	Modéré	Modéré à élevé	Modéré	Élevé

Valeurs typiques de chaque famille ; chaque produit est différent. Seule la fiche technique du fluide concerné fait foi.

Huiles minérales

Les huiles minérales sont bon marché et bien connues dans les transformateurs. Les exigences d’immersion de l’OCP indiquent toutefois qu’elles doivent être évitées et que des huiles synthétiques, des esters synthétiques ou des esters naturels traités doivent être utilisés. Les points d’attention habituels sont la composition variable, la teneur en soufre et des points d’éclair plus bas à faible viscosité.

Hydrocarbures synthétiques (PAO et GTL)

Les fluides PAO et GTL sont purs, stables et disponibles en très faibles viscosités, ce qui favorise le transfert de chaleur et le pompage. Leur faible permittivité est un atout pour les signaux haut débit. La contrepartie : pour les hydrocarbures, une viscosité plus faible signifie généralement un point d’éclair plus bas, et leur faible solubilité de l’eau fait que de l’eau libre peut se former rapidement en cas d’entrée d’humidité.

Esters synthétiques

Les esters de polyol synthétiques atteignent des points d’éclair et de feu élevés, sont très résistants à l’oxydation et dissolvent beaucoup plus d’eau que les hydrocarbures sans perdre en rigidité diélectrique. Ils ont généralement une conductivité thermique et une chaleur spécifique plus élevées que des hydrocarbures de viscosité comparable. Leur polarité impose des essais de compatibilité des plastiques, des élastomères et des matériaux d’interface thermique, et le fluide doit rester sec pour éviter l’hydrolyse. Ils conviennent très bien aux cuves en contact avec l’air.

Esters naturels

Les esters naturels sont fabriqués à partir d’huiles végétales raffinées. Ils ont des points de feu très élevés et une forte tolérance à l’humidité. Une partie de leurs acides gras étant insaturée, ils s’oxydent plus vite au contact de l’air et ont une viscosité et un point d’écoulement plus élevés. En cuve d’immersion, ils nécessitent des couvercles étanches ou un gaz inerte, des antioxydants adaptés et une surveillance régulière. Voir ester naturel ou synthétique.

Fluides fluorés

Les fluides fluorés sont ininflammables et la plupart des grades ont une faible permittivité. Ils permettent le refroidissement diphasique, mais ils sont chers et la plupart sont des PFAS. 3M a annoncé sa sortie de la production de PFAS d’ici fin 2025, et l’UE prépare une large restriction des PFAS. Voir PFAS et refroidissement par immersion.

Comment choisir

Définissez le type de cuve (ouverte, couverte, étanche) et les températures de fonctionnement.
Fixez les valeurs minimales de sécurité incendie (OCP : point d’éclair ≥ 150 °C ; exigences de l’assureur et locales).
Confrontez la viscosité à la conception des pompes et des débits.
Testez la compatibilité avec vos composants.
Vérifiez l’intégrité des signaux si des interfaces haut débit sont immergées.
Planifiez la surveillance et l’entretien du fluide.

Le processus complet : comment qualifier un fluide d’immersion.

Questions fréquentes

Quel fluide d’immersion transfère le mieux la chaleur ?

Parmi les fluides monophasiques, les esters ont généralement une conductivité thermique et une chaleur spécifique plus élevées que des hydrocarbures de viscosité comparable. Une faible viscosité améliore aussi le transfert de chaleur, ce qui avantage les hydrocarbures légers. C’est la combinaison des deux qui décide.

Pourquoi les esters ont-ils une permittivité plus élevée ?

Les groupes esters sont polaires. La permittivité relative s’élève ainsi à environ 3, contre environ 2 pour les hydrocarbures.

Peut-on mélanger différents fluides d’immersion ?

Pas sans essais. Le mélange modifie le point d’éclair, la viscosité et la compatibilité, et peut affecter la garantie du fluide ou du matériel.

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Sources et lectures complémentaires

Vous comparez des fluides pour votre cuve ?

Envoyez-nous vos exigences – nous comparons les options esters et les testons avec vos composants. Nous livrons les produits IsoTec à des clients hors d’Allemagne.