Modules peltier : excellent accessoire de régulation de température

Le refroidissement thermoélectrique est une technique de refroidissement utilisant la thermoélectricité. On utilise pour cela des composants nommés « modules Peltier » qui exploitent l’effet Peltier, par lequel un courant électrique est converti en une différence de température.

Ces composants se retrouvent dans plusieurs montages où la production de froid (ou de chaud) doit être très précise. Et cela à l’insu de beaucoup de personnes.

Retrouvez dans cet article le mode de fonctionnement et le domaine d’application du module Peltier.

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Qu’est-ce qu’un module Peltier ?

Le module Peltier est un effet thermoélectrique consistant en un phénomène physique de déplacement de chaleur en présence d’un courant électrique.

L’effet se produit dans des matériaux conducteurs de natures différentes liés par des jonctions (contacts). L’une des jonctions se refroidit alors légèrement, pendant que l’autre se réchauffe.

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Comment fonctionne le module Peltier ?

Un modules Peltier est un assemblage de plein de morceaux de semi-conducteur P et N. Électriquement, ces éléments de semi-conducteurs sont placés en série. Thermiquement, ils sont mis en parallèle. L’arrangement géométrique fait que toutes les jonctions PN sont d’un côté et toutes les jonctions NP sont de l’autre.

Par conséquent, lorsqu’on fait circuler le courant dans le module, les trous du P sont tirés vers la borne négative(-) et les électrons du N sont poussés vers la borne positive(+). Ainsi, ils quittent donc tous les deux une jonction et se dirigent vers l’autre côté du module.

Une fois de l’autre côté, le trou se recombine avec un électron et l’électron avec un autre trou. Ces recombinaisons sont exothermiques: elles libèrent de la chaleur. Sur l’autre côté (le froid), la tension appliquée va forcer certains électrons à sortir de leur trou: on obtient alors un électron libre et un trou (qui vont alors migrer, etc.).

Cette création de paires électrons-trous est endothermique : elle requiert de la chaleur, qu’elle va puiser dans le module et va donc le refroidir. Pour résumer, à cause de l’arrangement des liaisons NP et PN, ainsi que de la nature des semi-conducteurs N et P, l’application d’un courant va produire des paires électrons-trous d’un côté et va le refroidir.

Par la suite, (l’énergie thermique est convertie en énergie potentielle électrique), et recombiner les électrons libres et les trous de l’autre, et ainsi libérer de la chaleur et donc chauffer ce côté (l’énergie potentielle électrique est reconvertie en énergie thermique)

Quels sont les domaines d’utilisation d’un module Peltier ?

Le module Peltier, surtout utilisé pour produire du froid, a beaucoup d’avantages par rapport à un système que l’on trouve dans un réfrigérateur: aucune partie mobile, pas de bruit, grande précision, faible consommation électrique… Ils sont par contre moins puissants.

Dans la vie courante, leur application se limite donc à de petites productions de froid : frigo USB, ou réfrigérateur de voyage, par exemple. Dans l’espace, on utilise les modules Peltier dans l’autre sens : comme producteur de courant à partir d’une source de chaleur.

Dans le froid sidéral, il suffit d’une petite source de chaleur et d’un module Peltier pour obtenir des courants exploitables. Par ailleurs, ce système est aussi utilisé quand les sondes sont amenées à voyager trop loin du Soleil pour permettre l’usage de panneaux solaires.

Comment choisir un module Peltier ?

L’efficacité de l’élément Peltier est la relation entre la capacité d’absorption de chaleur et l’énergie électrique utilisée. Des modules construits en cascade (multi-étages), peuvent générer une différence de température jusqu’à xxx. Seuls les modules Haute température pourront résister aux températures élevées. Alors tenez en compte avant d’effectuer votre choix .