Qu’est-ce qu’un module Peltier ?
Les modules Peltier sont des dispositifs qui utilisent l’effet thermoélectrique pour convertir la chaleur et l’électricité l’une en l’autre.
Grâce à un phénomène connu sous le nom d’effet Peltier, la chaleur est transférée dans une direction par le passage d’un courant électrique. L’effet Peltier a été découvert au XIXe siècle par le physicien français Jean-Charles Assayul Peltier.
Cet effet est un phénomène dans lequel le transfert de chaleur est provoqué par le passage d’un courant électrique lorsque différents types de conducteurs sont mis en contact les uns avec les autres. Il se compose généralement de plusieurs éléments Peltier en céramique ou en matériaux semi-conducteurs.
En raison de leur taille relativement petite et de leurs performances de régulation élevées, les modules Peltier sont également utilisés pour le refroidissement et la gestion thermique des équipements électroniques. Comme ils n’utilisent pas de composants mécaniques, ils ne génèrent pas de bruit et il n’est pas nécessaire de tenir compte de l’usure des composants. Toutefois, leur efficacité peut encore être améliorée et il existe de nombreuses situations dans lesquelles d’autres technologies de refroidissement ainsi que de chauffage sont plus efficaces.
Utilisations des modules Peltier
Les modules Peltier sont des composants utilisés dans une grande variété d’utilisations. En voici quelques exemples :
1. Le refroidissement d’équipements électroniques
Les modules Peltier sont utilisés pour évacuer efficacement la forte chaleur générée par les équipements électroniques. Les unités centrales et les cartes graphiques des ordinateurs génèrent de grandes quantités de chaleur lorsqu’ils sont soumis à de fortes charges. Les modules Peltier peuvent être alors montés directement sur ces composants afin de les refroidir.
En faisant passer le courant d’un côté, l’autre côté est refroidi. Cela permet de réduire la température de fonctionnement des équipements électroniques et d’améliorer la stabilité ainsi que la fiabilité des performances.
2. Les réfrigérateurs et unités de refroidissement
Les modules Peltier sont utilisés dans certains petits réfrigérateurs et unités de refroidissement. Ils se caractérisent par leur petite taille, leur silence et leur facilité de déplacement.
C’est pourquoi ils sont parfois utilisés dans les petits réfrigérateurs et unités de refroidissement à usage personnel ainsi que dans ceux des chambres d’hôtel. Toutefois, lorsqu’un refroidissement de grande capacité ou à haut rendement est nécessaire, les unités de réfrigération à compression sont souvent préférées.
3. Le refroidissement d’équipements optiques
Les modules Peltier servent également à refroidir les équipements optiques. Les composants des appareils optiques tels que les télescopes et les lentilles modifient souvent leurs propriétés optiques en raison de la dilatation et de la contraction thermiques. Le refroidissement des éléments optiques minimise les changements de température et améliore la stabilité ainsi la précision de ceux-ci.
Les lasers à semi-conducteurs, par exemple, peuvent également atteindre des températures élevées en raison de l’entraînement. Pour éviter les pannes dues à la surchauffe, ils sont souvent refroidis par des modules Peltier.
Principe des modules Peltier
Le principe des modules Peltier repose sur un phénomène appelé “effet thermoélectrique”. Ce dernier est un phénomène dans lequel le transfert de chaleur est provoqué par la circulation d’un courant électrique lorsque différents conducteurs sont mis en contact. Les modules Peltier sont des dispositifs qui utilisent cet effet thermoélectrique pour convertir mutuellement la chaleur et l’électricité.
Les modules Peltier sont constitués de semi-conducteurs de type P et de type N et de métal, qui sont alternativement collés entre deux plaques métalliques : lorsque le courant passe du semi-conducteur de type N au semi-conducteur de type P, les plaques métalliques collées sont refroidies. En revanche, lorsque le courant passe du semi-conducteur de type P au semi-conducteur de type N, elles sont chauffées.
Lorsqu’une différence de température est appliquée au module Peltier, une tension est alors générée. Ce phénomène est l’effet Seebeck ou phénomène Peltier inversé. Ce phénomène est utilisé dans les thermomètres à thermocouple.
Comment choisir un module Peltier ?
Pour choisir un module Peltier, il faut tenir compte de la tension de fonctionnement, de la différence de température et de l’absorption de chaleur générée, ainsi que des dimensions.
1. La tension de fonctionnement
La tension de fonctionnement est la tension que le module Peltier peut tolérer. Elle doit être fournie par une alimentation en courant continu, et les produits à basse tension de 30 V ou moins sont courants. La tension de fonctionnement à choisir doit correspondre aux spécifications du système d’alimentation et de contrôle utilisé.
2. La différence de température générée et l’absorption de chaleur
Les modules Peltier génèrent une différence de température pour obtenir un refroidissement ou un chauffage. En fonction de la capacité de refroidissement ou de chauffage requise, la différence de température générée et l’absorption de chaleur du module doivent être sélectionnées. Si une grande différence de température et une forte absorption de chaleur sont nécessaires, il convient de choisir un module ayant la capacité correspondante.
3. Les dimensions et la forme
Les dimensions et la forme du module Peltier doivent être choisies en fonction des contraintes de l’environnement et de l’équipement à utiliser. Choisissez des modules aux dimensions et à la géométrie appropriées, en tenant compte des contraintes d’espace et de la forme du site d’installation. En particulier, si des modules de petite taille ou des géométries spéciales sont nécessaires, choisissez des modules qui répondent à ces exigences.