L'utilisation d'un Peltier sur Celeron

Refroidir son processeur est devenu une nécessité pour dépasser le cap des 500 Mhz, que vous utilisiez un Celeron, un PII, un PIII, ou un AMD. Dans la gamme des solutions disponibles, on trouve 2 principaux types de systèmes :

• Les radiateurs à convection naturelle ou forcée (avec ventilos) ou les systèmes utilisant un fluide de refroidissement. Le but est de transférer la chaleur loin du processeur, mais on ne baisse jamais la température en dessous de la température ambiante. C’est souvent un peu juste, et seules des puces triées sur le volet atteignent ce niveau de fréquence avec une parfaite stabilité.
• Les systèmes actifs qui pompent la chaleur du processeur et descendent en dessous de la température ambiante. On pousse jusqu’à des températures inférieures à 0°c, et on rejette la chaleur qui est pompée aussi loin que possible.

C’est clairement ces systèmes actifs qu’il va falloir utiliser pour le " gros OC’ing ", car les processeurs actuels en technologie 0.25 microns chauffent beaucoup trop à de hautes fréquences. C’est vrai, le PIII 550 Mhz est depuis peu disponible, mais ce n’est pas le processeur rêvé pour la stabilité, du moins pour un boîtier moyennement ventilé.

Alors, avec quoi peut-on pousser un processeur ordinaire à plus de 550 Mhz ? ? ?

Les solutions s’appellent réfrigération (le frigo, quoi…) ou cellule à effet peltier, deux systèmes actifs plutôt efficaces. Mais attention, si elles sont réellement efficaces, elles ne sont pas faciles à mettre en œuvre et peuvent être coûteuses. Comme je n’avais pas les 5000 F en poche pour essayer la réfrigération, j’ai testé la seconde solution, et je me suis heurté à pas mal de petits soucis, dont j’espère vous faire profiter.

Les cellules petlier, comment ca marche ?

L’effet peltier à déjà longuement été présenté sur le site de Marc ou sur le Forum. Vous savez tous que ça se présente sous la forme d’une plaquette de 30 x 30 ou 40 x 40 mm, et de 3 à 4 mm d’épaisseur (pour les modèles qui nous intéressent), qu’il faut l’alimenter avec un courant basse tension continu et qu’on obtient ainsi du froid sur un côté de la plaque et du chaud de l’autre côté.On les appelle plaques à effet peltier ou TEC (Thermo Electric Cooler).

Les choses se compliquent un peu car la quantité de chaleur générée est toujours supérieure à celle du froid obtenu, et parce que plusieurs paramètres doivent être pris en compte pour obtenir un système réellement efficace :

La puissance de la plaque :

Elle est indiquée par le nombre de watts (W) que peut absorber la plaque, dans des conditions optimales d’alimentation électrique. En général, les plaques les plus puissantes font entre 50 et 70 W. Attention, cela ne veut pas dire qu’en utilisant une plaque de 70 W vous allez pouvoir pomper 70 W de chaleur, ça serait trop facile ! Lisez donc ce qui suit :

L’alimentation en électricité :

Elle est indiquée avec une tension maxi (V) et un courant maxi (A). Une plaque puissante peut être alimentée à environ 15 ou 16 V et en 6 à 10 A. Ces valeurs indiquent un maximum qu’il ne faut pas dépasser pour obtenir une efficacité parfaite. Au-delà, l’effet peltier est rattrapé par l’effet Joule qui crée plus de chaleur que vous ne pourrez obtenir de froid. C’est une des première difficultés à contourner, car la quantité de chaleur générée augmente toujours plus rapidement que celle du froid. Du coup, on alimente les TEC seulement entre 25 et 80% de leur puissance maxi.

Le DT max :

Ce terme barbare indique la différence de température maxi que l’on peut obtenir entre la face froide et la face chaude d’un TEC, encore une fois dans des conditions d’alimentation maximales. Les bons TEC ont un DT max de 60 à 70°c. Ne rêver pas, il est plutôt difficile d’atteindre ce maximum.

La dissipation de la chaleur :

Vous venez de le voir, un TEC dégage toujours plus de chaleur qu’il ne pompe de froid. Aussi, il faut coller la face chaude des TEC sur un dissipateur conséquent, comme un radiateur équipé de deux gros ventilos. Autant vous dire, la chaleur sera bien plus importante que celle dégagée par votre processeur en temps normal. On peut monter facilement à 40/50°c, voire plus.

C’est facile à calculer : si vous obtenez un DT max de seulement 30°c avec votre TEC, en prenant en compte la température ambiante (disons 25°c) et la chaleur dégagée par la face chaude, le radiateur pourrait monter facilement à 35°c. La température de la face froide sera donc de 5°c (35°c – DT max).

Donc, pour bien refroidir le processeur, commencez par placer un bon dissipateur thermique sur la face chaude du TEC. De plus, je n’ai pas encore pris en compte la chaleur dégagée par le processeur, qui va faire monter la température de la face froide…

L’isolation thermique du système :

C’est un paramètre très important pour deux raisons. La première, c’est que suivant les conditions d’humidité et la chaleur ambiante, de la condensation risque d’apparaître sur la face froide, même si vous n’avez pas dépassé les 0°c (la buée sur le pare-brise, ça n’arrive pas toujours que quand il gèle). A moins de 0°c, elle se change en givre, et bonjours le court-jus quand elle va se transformer en eau. Au mieux, votre beau PC va commencer à rouiller J

Deuxième raison, la partie froide va être contaminée par la chaleur de l’air ambiant si vous ne l’isolez pas correctement (en somme, c’est comme un radiateur " inversé "), et vous ne descendrez pas aussi bas que votre système le permettrait.

Pour ces deux raisons, il faut systématiquement réaliser une isolation thermique de la partie froide (et surtout pas sur la partie chaude, qui doit dissiper la chaleur vers l’air extérieur).

Il faut refroidir…mais aussi dissiper la chaleur du processeur :

Un système parfaitement conçu peut descendre assez bas en température (j’ai dépassé le –20°c sans problème). Encore faut-il qu’il soit assez puissant pour dissiper la chaleur dégagée par votre processeur, sans quoi, vous aller voir votre sonde de température faire un bond dès que vous allez faire tourner la moindre appli en 3D. Intel situe ce dégagement de chaleur aux alentour de 15 W. En réalité, un processeur overclocké peut facilement doubler ce chiffre, et plus vous augmentez sa tension et la fréquence, plus il dégage de chaleur. Il n’y a pas de règle précise à ma connaissance. Chaque processeur à un comportement particulier qui lui est propre, y compris en terme de dégagement de chaleur.

Notez que si votre système est trop peu performant (puissance du TEC insuffisant, alimentation pas adéquate, mauvaise dissipation de la chaleur, etc…) la solution sera plus mauvaise qu’un simple radiateur. Pour l’anecdote, un fabricant de système de refroidissement américain qui commercialise un dissipateur à base de TEC à été obligé de baisser sa tension de 12 v à 6 v, les tests de tous les collègues américains de Marc ayant décrit le produit par un adjectif flatteur : " dangereux !"

Après ce préambule, vous savez à quoi vous attendre. Voici donc un exemple de système qui fonctionne et ne fera pas exploser votre PC.

  Tec & Dissipateur