Le refroidissement thermoélectrique permet de maîtriser au mieux la température des systèmes industriels sensibles. Cette technologie, qui exploite l’effet Peltier, offre des avantages plutôt uniques : absence de pièces mécaniques, pas de fluide réfrigérant, contrôle thermique très précis. Découvrez, à travers notre article, tout ce que vous devez savoir au sujet du refroidissement par thermoélectricité : ses atouts, ses limites, les techniques de refroidissement thermoélectrique qui existent.
Refroidissement thermoélectrique : kézako ?
Le refroidissement thermoélectrique permet de contrôler la température des dispositifs de manière précise, sans les pièces mécaniques ou les fluides réfrigérants des systèmes de refroidissement classiques.
Cette technique utilise l’électricité pour refroidir les éléments, grâce à un phénomène appelé effet Peltier. Lorsqu’un courant électrique traverse certains matériaux, il provoque un transfert de chaleur, ce qui fait qu’un côté du dispositif devient plus froid tandis que l’autre côté se réchauffe. Plus concrètement, l’électricité déplace la chaleur d’un endroit à un autre, créant une différence de température entre les deux côtés du dispositif.
Les avantages et inconvénients du refroidissement par thermoélectricité
Les atouts du refroidissement par thermoélectricité
Contrairement aux systèmes de refroidissement classiques, avec le refroidissement thermoélectrique, il n’y a ni compresseurs ni ventilateurs. Cette absence de pièces mobiles rend le système silencieux et réduit les risques d’usure mécanique. Il nécessite également peu d’entretien.
Par ailleurs, la technique se veut très précise. Le refroidissement thermoélectrique permet de réguler la température en ajustant simplement l’intensité du courant électrique. L’idéal pour les composants électroniques.
Autre point fort, les dispositifs thermoélectriques sont souvent petits et légers, parfaits pour les espaces restreints ou les éléments portables.
Les limites du refroidissement par thermoélectricité
Malgré tous les atouts du système, le refroidissement par thermoélectricité connaît certaines limites :
- Son efficacité peut être limitée, voire inférieure à celle des systèmes de refroidissement plus classiques. Les dispositifs thermoélectriques sont efficaces pour des applications nécessitant un refroidissement léger à modéré, mais ils peinent à gérer de grandes charges thermiques.
- Étant donné qu’un côté du dispositif chauffe pendant que l’autre refroidit, il est souvent nécessaire de dissiper ensuite cette chaleur pour éviter une accumulation de température.
Les techniques de refroidissement thermoélectrique qui existent
Les modules à effet Peltier
Les modules à effet Peltier sont des composants clés dans les systèmes de refroidissement thermoélectrique. Ils fonctionnent comme des « pompes à chaleur » électroniques, transférant la chaleur d’un côté du module à l’autre lorsqu’ils sont alimentés par un courant électrique.
Les modules à effet Peltier se composent de matériaux semi-conducteurs, placés entre deux plaques en céramique. Lorsqu’une tension continue est appliquée, une différence de température se crée entre les deux faces du module :
- Un côté devient plus froid et peut absorber la chaleur de l’environnement ou du composant qu’il refroidit.
- L’autre côté se réchauffe en accumulant la chaleur transférée du côté froid. Cette chaleur doit ensuite être dissipée pour éviter une baisse d’efficacité.
Lorsqu’ils sont alimentés, les modules à effet Peltier transfèrent la chaleur rapidement, offrant un contrôle précis de la température. Lorsqu’ils ne sont pas alimentés, ils fonctionnent alors comme des capteurs thermiques, générant un faible courant électrique en fonction de la différence de température entre les deux faces.
Compelma propose une gamme étendue de modules à effet Peltier. Ces derniers permettent un réglage rapide de la température. Ils sont particulièrement adaptés pour les équipements de laboratoire, l’électronique ou les dispositifs médicaux.
Nos modules à effet Peltier peuvent être commandés directement depuis un catalogue de modules standards. Vous pouvez également personnaliser certains éléments (dimensions, puissance thermique) en fonction de vos exigences de refroidissement ou de chauffage.
Enfin, pour des besoins thermiques plus importants, nos modules Peltier peuvent être multipliés ou « multiplexés ». Ils offrent alors une meilleure capacité de refroidissement et permettent d’atteindre des différences de température encore plus élevées.
Les dissipateurs thermiques
Les dissipateurs thermiques sont des pièces métalliques (souvent en aluminium ou en cuivre) conçues pour maximiser la dissipation de chaleur. Ils facilitent l’évacuation de la chaleur accumulée sur le côté chaud des modules à effet Peltier pour éviter toute surchauffe.
Compelma offre une solution spécialisée en dissipateurs thermiques sur mesure pour des applications exigeantes, comme le refroidissement des modules thermoélectriques et des composants électroniques (cartes PCB, CPU, GPU). Il existe :
- des profils standards, disponibles dans notre catalogue ;
- des options sur mesure pour répondre aux besoins spécifiques de chaque application.
Dans ce second cas, nous pouvons réaliser des dissipateurs de diverses tailles et formes, avec des reprises d’usinage sur mesure. Nos dissipateurs sont fabriqués dans des matériaux de haute conductivité thermique comme le cuivre ou l’aluminium. Ces matériaux sont sélectionnés pour leurs capacités de conduction et leurs propriétés mécaniques.
Pour augmenter la dissipation, nous pouvons même intégrer des ventilateurs sur le dissipateur ou fournir des interfaces thermiques. Ces interfaces améliorent le contact entre le dissipateur et le composant, éliminant l’air (un isolant thermique) et assurant une conductivité thermique maximale.
Les assemblages
Les assemblages thermoélectriques combinent plusieurs composants pour offrir une solution complète de refroidissement par effet Peltier. Il s’agit, finalement, d’une solution tout-en-un qui comprend :
- un module à effet Peltier ;
- un dissipateur thermique de chaque côté ;
- des interfaces thermiques ;
- et dans certains cas, un ventilateur monté sur les dissipateurs thermiques afin d’améliorer le transfert de chaleur.
Là encore, Compelma propose des assemblages intégrés, comprenant les modules Peltier, dissipateurs thermiques et interfaces thermiques adéquates. Cette solution prête à l’emploi est idéale pour ceux qui recherchent une installation rapide et une performance optimisée, sans avoir à assembler les composants eux-mêmes.
Nous utilisons des dissipateurs et des interfaces thermiques soigneusement choisis pour garantir une dissipation efficace de la chaleur générée par le module Peltier. Là encore, les assemblages peuvent être entièrement personnalisés pour répondre aux exigences de puissance, de taille et de dissipation thermique spécifiques de chaque projet.
Vous avez besoin d’éléments pour le refroidissement thermoélectrique de vos applications ? Contactez l’équipe de Compelma sans plus tarder !