Comment refroidir électriquement ?

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Comment refroidir électriquement ?
1.
Les différents procédés
Dans la réfrigération domestique, on rencontre trois procédés de réfrigération :
la compression connue de tous car utilisée à la maison par le réfrigérateur de cuisine, congélateur ou climatiseur,
l'absorption plus connue des caravaniers et des hôteliers,
l'effet Peltier encore appelé procédé Thermoélectrique.
Ces trois procédés offrent chacun des avantages et des inconvénients. Il est clair que les petits plus de l'un sont les grands moins
de l'autre et réciproquement. La compression domine totalement le marché de l'électroménager. L'absorption se retrouve dans
des créneaux très particuliers où le silence total, l'encombrement réduit et l'utilisation au gaz sont des critères déterminants. Le
thermoélectrique (ou effet Peltier) pour sa part est souvent utilisé sur des petites glacières portables 12V de piètre qualité.
2.
Refroidissement thermoélectrique
Le refroidissement thermoélectrique est une technique de refroidissement
utilisant la thermoélectricité. On utilise pour cela des composants nommés
« modules Peltier » qui transforment un courant électrique en une différence de
température.
Module Peltier
Les modules Peltier sont nommés ainsi car ils mettent en œuvre
la thermoélectricité et plus précisément l’effet Peltier. Ce module est alimenté
par un courant et présente deux faces, l’une dite froide et l’autre chaude. L’objet
à refroidir doit se mettre sur la face froide, tandis qu’il est nécessaire d’avoir un mécanisme d’évacuation de la chaleur de l’autre
côté (Ventilateur...). Un module Peltier est constitué d’une série de « couples »
constitués d’un matériau semi-conducteur sélectionné pour que les électrons
puissent jouer le rôle de fluide caloporteur.
Pour pouvoir utiliser correctement les modules Peltier, les fabricants fournissent
des courbes donnant la différence de température en fonction du courant
appliquée et de la chaleur transférée.
3.
Avantages et inconvénients
Par rapport à un système de refroidissement par compresseur (tel qu'utilisé notamment dans les réfrigérateurs), le
refroidissement thermoélectrique par effet Peltier a pour principaux avantages :
 sa simplicité et donc son faible coût de fabrication
 l'absence d'utilisation de gaz
 le peu d'entretien nécessaire
 le faible niveau de bruit (y compris avec l'ajout d'un ventilateur)
 l'absence de vibrations

Il a en revanche comme principaux inconvénients
 une consommation électrique élevée (rendement 0,6)
 une efficacité moindre (dépendance à la température ambiante)
Les glacières réfrigérées par effet Peltier que l'on trouve dans le commerce
sont généralement capables de produire une température de 8 à 10 °C (et
parfois le double dans les conditions idéales) au-dessous de la température
ambiante, celle-ci étant critique pour le refroidissement du côté chaud du
module, là où un système par compresseur permet de descendre en
dessous 0 °C, y compris lorsque la température ambiante est élevée.
STI2D EE DIJON B.Aublin
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Lycée Gustave Eiffel