Qu’est-ce qu’un dissipateur thermique ?
Un dissipateur thermique est un composant fixé à un appareil à des fins de refroidissement. Il est principalement utilisé dans les équipements électroniques pour éviter les hausses de température excessives. Également appelé dissipateur de chaleur.
Son principe est très simple et sa structure ne nécessite pas d’action physique. Il est donc moins sujet aux pannes.
Utilisations des dissipateurs thermiques
Les dissipateurs thermiques sont combinés avec des composants électroniques qui génèrent de la chaleur. Un exemple typique est le refroidissement de l’unité centrale des ordinateurs personnels.
Les composants électroniques tels que les unités centrales de traitement utilisent des semi-conducteurs et des conducteurs à l’intérieur. Ces pièces génèrent constamment de la chaleur pendant leur fonctionnement. Si cette chaleur n’est pas contrôlée, la température à l’intérieur des produits électroniques augmente, faisant fondre le vernis environnant et brûlant les composants semi-conducteurs. Dissiper ces pièces génératrices de chaleur à l’aide d’un dissipateur thermique évite les défaillances dues à la surchauffe.
Dans une unité centrale normale, un dissipateur thermique est installé puis refroidi à l’aide d’un ventilateur. L’on parle alors d’un ensemble de refroidisseurs d’unité centrale.
Principe des dissipateurs thermiques
Un dissipateur thermique est constitué de métal disposé selon une structure en peigne. Les sections du peigne sont appelées des ailettes, et la forme du peigne augmente la surface et améliore les performances de dissipation de la chaleur. Le principe des dissipateurs thermiques est la deuxième loi de la thermodynamique. Il s’agit du principe extrêmement simple selon lequel la chaleur circule toujours des matériaux chauds vers les matériaux froids.
Par conséquent, si un dissipateur thermique fonctionne seul, il ne peut pas être abaissé en dessous de la température atmosphérique. Ils sont donc utilisés pour les petits composants électroniques et les équipements dont la température de résistance à la chaleur est élevée. L’efficacité du refroidissement peut être améliorée en utilisant une circulation forcée avec un ventilateur ou une pompe en conjonction avec le dissipateur thermique.
Si la production de chaleur est importante, il convient d’utiliser des dispositifs ayant une efficacité de refroidissement encore plus élevée, tels que des éléments Peltier ou des pompes à chaleur.
Autres informations sur les dissipateurs thermiques
1. Performances des dissipateurs thermiques
Les performances d’un dissipateur thermiques sont principalement indiquées par sa “résistance thermique”. La résistance thermique est une valeur qui indique la difficulté de transfert de la température et signifie “combien de degrés la température augmente lorsqu’un watt de chaleur est appliqué à un objet”. Les unités de résistance thermique sont “K/W” ou “°C/W”.
La résistance thermique dépend de la surface du dissipateur thermique et du matériau utilisé, les valeurs les plus petites étant les plus performantes. Les grandes surfaces réduisent le plus efficacement la résistance thermique, c’est pourquoi les dissipateur thermique sont conçus en forme de peigne ou de soufflet.
Une autre valeur qui indique les performances d’un dissipateur thermique est la perte de charge. La perte de charge est la résistance de l’air ou de l’eau de refroidissement à travers le dissipateur thermique : plus la valeur est faible, plus les performances sont élevées.
2. Matériau du dissipateur thermique
Les dissipateurs thermiques sont constitués de métaux à forte conductivité thermique. L’on utilise des matériaux en cuivre tels que les alliages d’aluminium, le laiton et le bronze, ou des métaux tels que l’argent et le fer. Le cuivre est le meilleur conducteur thermique mais il est lourd et cher. Par conséquent, il est rarement utilisé comme matériau pour les dissipateurs thermiques.
En revanche, l’aluminium est léger et peu coûteux. L’aluminium possède également de grandes propriétés de dissipation de la chaleur, ce qui le rend plus adapté que le cuivre dans certains environnements à faible débit d’air.
L’aluminium est le principal matériau utilisé pour les dissipateurs thermiques. D’autres matériaux sont envisagés lorsque l’aluminium ne répond pas aux spécifications requises.