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Convertir la chaleur en électricité pour refroidir nos CPU
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Il y a quelques mois une société londonienne faisait sensation en annonçant avoir mis au point une puce capable de convertir de la chaleur en électricité, ou vice versa. Cet exploit a aussi été accompli par une équipe de chercheurs américains, emmenée par Orest Symko. Miracle ? non, physique appliquée.
Chaleur = son = électricité
Le principe exploité par Symko et son équipe est similaire à celui d’un mini réfrigérateur thermo-acoustique. En clair, un dispositif évacuant la chaleur grâce au mouvement d’air crée par une source sonore. Le dispositif de Symko va plus loin, puisqu’il utilise pour seule source d’énergie la chaleur. Non, ce n’est pas un poisson d’avril, d’ailleurs nous sommes le 5 juin.
Ce dispositif est constitué de résonateurs de forme cylindrique, contenant des plaques de grande surface, tels de la laine d’acier, des plaques de plastiques, ou des fibres de verre. Chauffées au-delà d’un certain seuil, ces plaques finissent par vibrer. Ces vibrations sont amplifiées par le résonateur puis ensuite converties en électricité par des cristaux piezo-électriques.
Le problème du rendement
Cette suite de transducteurs intermédiaires peut faire craindre un rendement très mauvais. L’étape piezo-électrique est assez efficace, avec 80 % de l’énergie sonore convertie en électricité. Mais au total, le rendement n’atteint que 20 à 25 %. Ces chiffres peuvent néanmoins beaucoup varier, au gré des optimisations prévisibles, et, surtout, des conditions opératoires.
Quelles applications ?
Une des premières applications de la technologie pourrait être la production d’énergie solaire. Les panneaux solaires, en effet, voient leur rendement baisser avec la chaleur. Non seulement l’ajout d’un convertisseur de M. Symko et al. permettrait de baisser leur température opératoire, mais en plus, ils contribuerait à la production électrique. D’un rendement moyen de 20 %, les panneaux commerciaux pourraient passer à 50 % ou plus.
Ces technologies pourraient aussi révolutionner l’informatique, et notamment les terminaux mobiles, en leur permettant d’embarquer des processeurs plus puissants, sans sacrifier leur autonomie ni leur design. Ici, en effet, la chaleur n’est plus un problème au contraire : plus le CPU serait chaud, plus d’électricité serait produite.
Un “léger” inconvénient
Malheureusement, tout cela restera sans doute du domaine du rêve. Le frigo thermo-acoustique a un gros défaut : il fait du bruit. Et même beaucoup de bruit : selon les termes même de M. Symko « de quoi impressionner des spectateurs ». Rédhibitoire, sauf à entrer le domaine des ultra-sons...
Source : TG Daily
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Test d'un PC de salon refroidi par...

eh non, raté, ça ne servirait absolument à rien.
En effet, introduire un tel dispositif dans un PC (ou appareil mobile) n'aurait qu'un seul effet : chauffer encore plus ! (Découle du 2eme principe de la Thermodynamique)
Il y avait un bon article dans science et vie il y à quelques mois...
on en parlait pour les voitures notamment, et effectivement, de passer dans le domaine des ultrasons.
Actuellement, l'essentiel des recherches à ce sujet a été mené aux Etats-Unis dans le cadre de la navigation aérospatiale puis militaire, notament en ce qui concerne la régulation de la température dans les circuits électroniques des radars équipant les sous-marins de l'armée américaine. Néanmoins, des équipes de laboratoires européens, en particulier français et slovènes, ont approfondi les recherches dans cette direction, et proposent des mises en équations et des montages expérimentaux de telles machines.
La photo suivante présente un réfrigérateur thermoacoustique créé par le laboratoire de Los Alamos aux Etats-Unis:
http://www-archives.script.univ-pa [...] rateur.jpg
Y'a de quoi refroidir un P4 à 8 GHz...
"veridian" : il ne suffit pas d'invoquer le seoncd prinicipe de thermondynamique, faut aussi le comprendre
Avec ce dispositif, une partie de la chaleur dissipée par l'électricité est reconvertie en électricité : globalement on économise de l'électricité, et on donc chauffe donc moins.
Par ailleurs l'article d'origine précise que le son n'est pas un pb, car il peut etre étouffé (il a fait exprès de faire un max de bruit pour la démo). Pour un refroissideur pour PC, ils parlent d'un prix de 100$ à 200$. Ca me parait assez crédible d'ici quelques années... mais c'est pas la révolution non plus
hehe bien sûr qu'"il faut le comprendre. Et pour ça, il faut bien définir le système que l'on étudie,

le second principe de la thermodynamique étant énoncé en système fermé.
Si je dispose un tel dispositif sur un CPU, ce n'est pas "globalement" (on peut considérer le système fermé comme étant le PC) que je vais
moins chauffer, c'est localement (on peut tout à fait faire baisser l'entropie d'un système ouvert, mais c'est au prix d'une augmentation globale de l'entropie).
C'est d'ailleurs pour ça qu'un frigo refroidit localement (l'intérieur), mais réchauffe globalement (la cuisine).
Globalement, mon PC sera forcément plus chaud qu'au départ, même si je pourrai en théorie
abaisser localement la température de mon CPU.
Mais ceci implique que la température globale du PC augmentera, rendant le refroidissement global plus compliqué. Nécessitant de mieux
refroidir le boitier, la carte graphique, etc ... et donc nécessitant une consommation électrique plus élevée !
De plus, attention aux conversions chaleur/électricité, qui ont des rendements très faibles (moins de 30%).
Je suis persuadé que ce genre de dispositif ne sera jamais utilisé dans nos PCs, mes c_u_l_es sur le billot
Par contre en aérospatiale, ça peut le faire. Avec les températures auxquelles sont soumis les satellites au soleil, on pourrait réduire les surfaces de GS, leur température et augmenter le rendement (à la foi parce qu'il sont plus froids et à cause de l'énergie ainsi générée), en mettre à la place des couches isolantes... Humm, intéressant.
Par contre en aérospatiale, ça peut le faire. Avec les températures auxquelles sont soumis les satellites au soleil, on pourrait réduire les surfaces de GS, leur température et augmenter le rendement (à la foi parce qu'il sont plus froids et à cause de l'énergie ainsi générée), en mettre à la place des couches isolantes... Humm, intéressant.
C'est effectivement séduisant surtout dans les conditions précisées, par contre je me demande le comportement de l'appareil lors des changements brusques de température puisque, pas de bol, l'amplitude de température est énorme entre l'ensoleillement et la nuit
pour en revenir au: "sur les mobiles, de tels systèmes permettraient de mettre des processeurs plus puissants sans entacher l'autonomie (...)" étant donné le rendement annoncé, je ne suis pas sûr du tout du calcul... ça me fait plutôt penser à Coluche:
Dans un gruyère, il y a des trous... Plus il y a de gruyère, plus il y a de trous, et donc, plus il y a de trous et moins il y a de gruyère....
veridian, excuses moi, mais j'ai du mal à te suivre. Pour reprendre l'exemple du frigo de cuisine, il chauffe la pièce environnante parce qu'il puise de l'énergie pour refroidir son intérieur.

Là, il n'y aucun apport d'énergie supplémentaire. En gros, c'est comme un frigo que tu ne branches pas et qui pompe tout suel la chaleur des aliments.
Pour moi, vu que la quantité d'énergie de ton système n'augmente pas (au contraire, à cause du rendement de 20 %), il n'y a aucune raison pour que ça chauffe plus.
Mais je me trompe peut-être, j'ai jamais aimé la thermo
pour ce que je me souviens de mes cours, la thermodynamique considère qu'un ''moteur thermique'' avec une seule source de chaleur n'existe pas.
Oula !
) , et du coup ca rend la trouvaille bcp plus interessante pour nos ordi puisque de toute maniere, aujourd'hui la chaleur du processeur est perdue ! Alors qu'avec ce systeme, on peut la transformer en partie en electricité et donc par exemple la reinjecter dans la batterie d'un portable.
!
Il y a une très grosse erreur dans cet article ! C'est certainement due a la traduction Anglais Français...
D'abord, vous pouvez lire cet article qui traite le même sujet mais sans cette erreur :
Ce que le scientifique presente là, N'EST PAS un refrigerateur Thermo acoustique !
Ce scientifique travail pour un projet qui a pour but d'en créer un miniature, mais ca c'est autre chose.
Ce que le scientifique présente est autre chose, c'est un petit appareil qui transforme la chaleur en electricité, donc RIEN A VOIR avec le refrigerateur thermo acoustique (voir l'article qui file un lien avec une explication du refrigerateur thermo acoustique).
Donc ca coupe court a tout votre débat (désolé
Merci de corriger votre article, sinon j'en profite puisque je suis un tout jeune inscrit ici, votre site est très sympa et l'actualité est de qualité, continuez comme ca
Merci pour les infos et les compliments nebu_06.
Par contre je n'irais pas jusqu'à dire que ce la n'a rien à voir avec les frigos thermoacoustiques, ça en reprend quand même le principe.
Oui, je me suis peu etre un peu emporté, c'est vrai que ca reprend les memes principes, vu qu'il doivent developper un mini frigo thermo acoustique, ils en ont profité pour nous sortir cet appareil.
C'est effectivement séduisant surtout dans les conditions précisées, par contre je me demande le comportement de l'appareil lors des changements brusques de température puisque, pas de bol, l'amplitude de température est énorme entre l'ensoleillement et la nuit
On peut s'arranger avec les trajectoires d'orbites et leurs dérives naturelles pour que le satellite présente toujours la même face au soleil. Suffit de faire chauffer un peu les équations de méca spa pour trouver l'orbite rêvée.
Matthieu / Veridian , le second principe... Non Veridian, ça va pas chauffer plus : comme le rappelle Matthieu, il n'y a pas d'apport d'énergie supplémentaire. Je rappelle que comme il n'y a aucun mouvement mecanique ni reaction chimique dans un CPU, tout part en chaleur. Le dispositif va améliorer le rendement du CPU : il va pouvoir consommer moins en faisant les même calculs.. et donc chauffer moins.
Dans un gruyère, il y a des trous... Plus il y a de gruyère, plus il y a de trous, et donc, plus il y a de trous et moins il y a de gruyère....
La caractéristique principale du gruyère, c'est qu'il n'y a pas de trous dedans.
C'est l'emmenthal qui en fait les frais.