Chaleur et électrons

Des climatiseurs thermoélectriques ont été proposé dès 1958 pour les maisons et les voitures.

Dans certaines situations, par exemple les sièges de voiture, une solution thermoélectrique peut être intéressante pour réguler la température.

Vu le mauvais rendement, il vaut mieux avoir pas mal d'énergie à sa disposition. Ou alors être vraiment coincé du point de vue volume disponible, au point de devoir éviter le compresseur.

C'est une application un peu évidente à présent, vu que c'est exactement le dispositif ci-dessus en mode réfrigération.

Un réfrigérateur basé sur des modules Peltier est simple, ils fonctionnent en très basse tension (sur une batterie de voiture) et s'il n'y avait pas les ventilateurs, indispensables pour brasser l'air et répartir froid et chaleur, il n'y aurait aucune pièce mobile, et en particulier aucun gaz ni compresseur. Il existe des modèles sans ventilateur, totalement silencieux, mais ce sont des très petits modèles.

Il est intéressant de noter que souvent, les performances sont exprimées en degrés de refroidissement par rapport à l'extérieur: c'est exactement comme ça qu'un Peltier fonctionne, la différence de température entre les deux faces est le paramètre principal.

Mais leur rendement n'est pas terrible par rapport à la version habituelle utilisant un compresseur. On les trouve surtout des petits modèles plus ou moins transportables, pratiques pour voyager.

Extraire la chaleur du CPU d'un PC est toujours un problème, les constructeurs rivalisent d'idées pour faire des caloducs les plus efficaces et les moins chers possibles.

Alors utiliser un Peltier pour refroidir un CPU, cela parait une bonne idée au départ. Et ça se vend un peu.

Sauf que le rendement est mauvais, et qu'il faut en plus extraire la chaleur dégagée par effet Joule. Et à la fin de la journée, vaut mieux utiliser un refroidissement par circulation d'eau froide que ce genre de solution... Une fausse bonne idée. Ce qui est important, c'est la puissance/chaleur extraite, et il faudra bien renvoyer cette chaleur quelque part, donc si vous vous intéressez à ce problème, commencez par choisir comment vous allez vous débarrasser des calories. Ensuite vous déciderez comment vous transporterez cette chaleur depuis le CPU.

En refroidissant une caméra, on réduira le bruit thermique et on améliorera nettement les performances dans les cas difficiles genre temps de pose très long.

Par exemple, les astronomes utilisent des caméras pour photographier le ciel. Mais en pratique, la quantité de lumière reçue est très faible ─on compte quasiment les photons─ et il faut des temps de pose démentiels. Si vous avez déjà tenté de prendre une photo avec un temps de pose très long, vous êtes vite confronté au problème du bruit : votre capteur CMOS collecte également les électrons produits par le bruit thermique. Une caméra CCD (à l'ancienne, d'avant les caméras CMOS) offre de meilleures performances de ce point de vue.

C'est là que le module Peltier intervient car on a juste à refroidir une puce en silicium. C'est nettement plus abordable pour l'amateur que les systèmes à azote liquide. Mais on trouve des caméras déjà équipées de Peltier.

Il s'agit surtout d'une expérience pour bricoleurs qui veulent observer les particules nucléaires. Une chambre à brouillard contient de la vapeur sursaturée, et lorsqu'une particule traverse la vapeur, elle provoque une trainée de condensation.

Un des deux moyens de produire de la vapeur sursaturée est de la refroidir (chambres à diffusion ou Chambre de Langsdorf). On utilise pour ça de l'alcool à -30°C, et un refroidissement à module Peltier est utilisable.