Le tourbillon apprivoisé

Georgios Vatistas, du Département de génie mécanique de l’Université Concordia, avec son échangeur thermique
Photo: Annik MH de Carufel Le Devoir Georgios Vatistas, du Département de génie mécanique de l’Université Concordia, avec son échangeur thermique

Des côtes grecques de sa jeunesse jusqu’à son laboratoire de l’Université Concordia, le chercheur Georgios Vatistas a toujours été fasciné par les tourbillons. Trente années de recherches sur le sujet l’ont mené à l’obtention d’un brevet qui lui permettra, espère-t-il, de mettre les forces de la nature au service des entreprises et de la planète.

M. Vatistas, qui enseigne au Département de génie mécanique de Concordia, a devant lui le fruit d’un incalculable nombre d’heures de travail. Cet assemblage de tuyaux et de pièces métalliques colorées pourrait bientôt se retrouver dans des centaines d’usines et de raffineries, ou encore sous le capot de votre voiture. Voici l’échangeur thermique à vortex, mis au point avec son collègue Mohamed Fayed et breveté depuis le 29 décembre dernier.

« Nous avons pris des tornades, nous les avons emprisonnées dans notre système et nous les laissons travailler pour transférer la chaleur d’un endroit à un autre de la manière la plus efficace possible. Parce que la nature trouve toujours la manière la plus efficace de faire les choses », explique-t-il avec enthousiasme.

Le système utilise le pouvoir du vortex pour refroidir ou réchauffer un liquide ou un gaz, selon les besoins. Le secret de l’invention réside dans la superposition de compartiments cylindriques chauds et froids. Par exemple, un fluide à refroidir est entraîné dans un tourbillon formé entre deux disques et transfère sa chaleur au tourbillon du dessous. L’inverse est aussi vrai pour les fluides à réchauffer.

« Ce vortex a des caractéristiques très particulières. Il transfère la chaleur de la portion chaude à la portion froide sans utiliser beaucoup d’énergie pour le pompage, souligne M. Vatistas. C’est très novateur. Aucun dispositif comme celui-là n’existe à travers le monde. »

L’échangeur thermique à vortex écrase la concurrence, ajoute le coloré chercheur. Les échangeurs de chaleur avec tubes sont reconnus pour leur efficacité, mais ils sont difficiles d’entretien, consomment beaucoup d’énergie et entraînent donc des coûts d’utilisation élevés. Les modèles avec plaques, de plus en plus utilisés, sont pour leur part moins coûteux, plus efficaces et plus compacts que les échangeurs avec tubes.

Mais il y a mieux, juge le professeur. Selon ses estimations, son échangeur thermique est dix fois plus petit et consomme deux à trois fois moins d’énergie pour le pompage que le modèle avec tubes. Il admet que son système est deux fois plus gros que celui utilisant des plaques, mais il est en revanche beaucoup plus efficace.

« On peut réaliser le même travail en utilisant quarante fois moins d’énergie, dit-il. C’est révolutionnaire ! »

 

Atteindre les « grandes ligues »

Georgios Vatistas croit que les entreprises en tout genre s’arracheront son invention, puisqu’elle est performante et efficace sur le plan énergétique, ce qui rapporte plus et pollue moins.

« Les échangeurs thermiques sont partout, fait-il remarquer. Pour n’importe quel secteur ou machine qui a besoin d’un échangeur thermique, ce dispositif est la meilleure solution. »

Le système est fonctionnel, ne reste plus qu’à passer à la production industrielle et à le vendre. « Maintenant, la partie commence. Nous voulons jouer dans les grandes ligues. »


La commercialisation
 

Avec son brevet en main, M. Vatistas a confié à l’entreprise Aligo le soin de commercialiser son invention. Son objectif est de solliciter les grands manufacturiers d’échangeurs thermiques aux États-Unis, en Europe ou en Inde, en espérant qu’ils accepteront de distribuer son produit.

Il sait que la commercialisation de son système pourrait lui rapporter gros, mais il répète qu’il n’a jamais travaillé pour gagner beaucoup d’argent. « J’ai d’abord compris comment fonctionnent les vortex. Mais le but ultime pour un ingénieur, c’est de trouver comment appliquer ce qu’on a appris pour permettre à la société d’en bénéficier. »

Mis à part son échangeur thermique rempli de promesses, M. Vatistas s’est fait connaître en 2008 lorsqu’il est parvenu à observer en laboratoire un phénomène décrit de manière théorique il y a 125 ans par le scientifique anglais Joseph John Thomson. Il a en effet pu apercevoir la formation de formes géométriques au centre d’un tourbillon, de l’ellipse à l’hexagone, comme cela avait décrit en 1883. Cette découverte fondamentale permet aujourd’hui à la communauté scientifique de mieux comprendre les tornades et le fonctionnement des systèmes qui font appel à un mouvement de rotation semblable, comme les pales d’un hélicoptère.


Grand-maman disait...
 

Et Georgios Vatistas n’a sans doute pas fini de nous surprendre. Il raconte que son premier contact avec la science remonte à son enfance en Grèce, quand sa grand-mère le mettait en garde contre les tourbillons en mer. Encore aujourd’hui, il dit s’inspirer des écrits de ses ancêtres Homère, Aristote ou Platon, qui ont tous fait référence à leur façon au phénomène des vortex, pour trouver des idées à explorer.

En avez-vous une en tête, Monsieur Vatistas ? « Bien sûr, mais je ne peux pas vous le dire. On pourra s’en reparler », lance-t-il en arborant son plus beau sourire.