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Dans quels domaines d’application trouve-t-on des éléments
Peltier ?
Dans diverses applications – des objets solides ainsi que liquides peuvent être refroidis –
vous trouverez ces éléments dans :
Le domaine médical : refroidisseur à pipette, analyseur sanguin
(technique d’analyse), plaques de refroidisse-
ment (technique en milieu hospitalier) ; sac
isotherme mobile pour transports d’organes,
conserves de sang, etc
Le domaine expérimental : détecteurs infrarouges, refroidissement par
diodes laser, refroidisseur pour circuits imprimés,
un osmomètre, un stabilisateur de température
lors de bain, chambres froides pour tests de
composants.
Dans la technique sensorielle : (refroidissement du processeur CCD pour la
réduction du bruit).
Dans le domaine informatique : refroidissement du microprocesseur, refroidis-
sement des groupes de semi-conducteurs,
Dans le domaine de la recherche : détection/dépistage de la fonction test des com-
posants électroniques dans le cas d’alternance
de cycles : refroidissement et réchauffement aux
moyen des éléments Peltier.
Dans le domaine aéronautique : refroidissement de l’équipement électronique.
Dans l’industrie de consommation : compartiments frigorifiques portatifs, refroidisseur
de vin, refroidisseur d’insuline portatif.
Dans les restaurants : vitrines frigorifiques
Le schéma 1 est la représentation graphique d’un élément Peltier. Une couche céra-
mique (A12 O3) est apposée à la face chaude et à la face froide. Ces couches servent
de support pour les ‘’composants’’ p-n et leur isolation. Les petits tubes Wismuttelurit
sont branchés en série du point de vue électrique et en parallèle du point de vue
thermique. La céramique a l’avantage que les éléments Peltier sont faciles à fabriquer
et d’un prix abordable. De plus, elle convient parfaitement en raison de sa bonne
conductivité thermique et fournit aux éléments une résistance à la pression mécanique
élevée. Sous les platines de céramique se trouve une plaque de cuivre qui est en
contact direct et qui détermine la géométrie d’un bloc refroidisseur. Les platines de
cuivre ont – en raison de la bonne conductivité thermique de cuivre – un très faible
coefficient Seebeck et n’ont aucune influence sur l’effet réfrigérant.
Mode de fonctionnement
Les batteries à effet Peltier fonctionnent d’après l’effet qui fut découvert en 1834 par le
physicien français Peltier. Peltier observa une baisse de température par rapport à l’air
ambiant lors du passage de courant aux bornes de contact de deux métaux différents
se contractant. Cette quasi inversion de l’effet thermoélectrique (ou même effet
Seebeck) était au début très petit et à peine utilisable. Cet effet pourrait s’améliorer ces
dernières années dans l’utilisation de nouveaux matériaux semi-conducteurs.
La résistance à spécificité électrique, ainsi que la conductivité thermique, compte parmi
les valeurs les plus importantes de la matière semi-conductrice.
Si on part simplement du fait qu’un courant électrique passe par une branche en
matériau semi-conducteur et qu’il en résulte une différence de température, des
particules de chaleur Joule (= la chaleur Joule correspond au travail de frottement du
courant électrique dans la matière), ainsi que des particules de conduction de chaleur
(c’est-à-dire que la chaleur passe de particule en particule à l’intérieur d’une matière,
mais les particules ne sont pas transportées. Certains fournisseurs qualifient cette
conduction de chaleur de convection).
L’apparition de ces deux processus agissent à l’encontre de l’effet Peltier à proprement dit !
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