Chaleur et électrons
Certains effets mêlent chaleur et électrons, et la thermoélectricité, malgré son nom, ne concerne que certains effets spécifiques, à savoir les effets Seebeck, Peltier et Thomson.
Sont exclus de la thermoélectricité :
- L'effet Joule et la supraconductivité.
- La pyroélectricité
- L'effet Hall thermique
- Ainsi que d'autres effets moins connus, souvent quantiques.
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Historique
Comme c'est un peu la confusion entre les effets Seebeck, Peltier, Thomson, ainsi qu'avec les thermocouples et les barreaux homogènes de matériau, le mieux est encore de savoir comment tout cela a été découvert.
Seebeck
Thomas Johann Seebeck (1770-1831) est le premier à avoir mis en évidence les effets thermoélectriques de production de courants qui se manifestent dans un circuit constitué de deux métaux dont les deux soudures se trouvent à des températures différentes.
ce qui provoque un champ magnétique qui dévie la boussole.
Il ne manqua pas de noter le phénomène provoqué par une différence de température le long d'un conducteur homogène, phénomène qui sera redécouvert trente ans plus tard par William Thomson et qu'on appellera Effet Thomson.
Et pour ajouter à la confusion, Thomson deviendra lord Kelvin.
Peltier
Jean Charles Athanase Peltier, physicien français (1785-1845), abandonne la profession d'horloger à l'âge de trente ans pour se consacrer à la recherche en physique.
Il est connu pour sa découverte en 1834 de l'effet Peltier : lorsqu'un courant électrique passe dans une jonction de deux conducteurs de métaux différents, on observe une augmentation et une baisse de température selon le sens du courant. La quantité de chaleur dégagée/absorbée étant proportionnelle à l'intensité du courant.
C'est l'inverse de l'effet Seebeck : le passage d'un courant provoque un transfert de chaleur.
Thomson
Après démonstration théorique, William Thomson a retrouvé l'effet déjà noté par Seebeck le long d'un conducteur homogène. C'est l'effet Peltier/Seebeck car un gradient de température se forme nécessairement entre les deux jonctions.
L'effet Thomson se rapporte à l'émission/absorption de chaleur provoquée par le passage d'un courant dans une portion de conducteur, en présence d'une différence de température entre les extrémités du tronçon.
Et on fera attention à ne pas confondre avec l'effet Joule, qui est un simple dégagement de chaleur dans un matériau parcouru par un courant.
Maintenant, je vous propose de regarder de plus près les effets Seebeck, Peltier et Thomson pour tenter de lever la confusion, et mieux comprendre les histoires de thermocouples.
On regardera ensuite les cellules thermo-électrochimiques, qu'on peut voir comme une variante "liquide" des thermocouples.