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question ventirad

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question ventirad

Message le 25 Mar 2020 11:49

Bonjour à tous,
une question existentielle, pourquoi installe t'on un radiateur ( qui émet de la chaleur ) + ventilo ( qui dissipe cette chaleur ) sur un CPU alors qu'on cherche constamment à refroidir le plus possible
donc pourquoi ne pas faire des ventirad sans radiateur, comme ça plus de chaleur émise
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goldorak
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Re: question ventirad

Message le 25 Mar 2020 13:59

Bonjour goldorak

ça c'est une question pour un physicien :wink: ... ça tombe bien ! :lol:

le CPU est un système physique qui, du fait de l'effet joule (résistance des circuits électriques) accumule très rapidement de l'énergie thermique sous forme de chaleur.

[Chaleur, en physique, c'est énergie microscopique due à l'agitation des atomes responsable de la température d'un système physique. La température mesurée dépend de la nature du système et de la chaleur c'est pourquoi on peut mettre sa main 10 seconde dans 10 L d'air chaud à 200°C alors que c'est fortement déconseillé dans 10L d'huile à la même température]
La chaleur, comme toute forme d'énergie, peut être échangée entre deux systèmes. La chaleur accumulée par le processeur lui est nocive aussi, il faut facilité son déplacement vers l'extérieur par conduction thermique.

[conduction thermique: propagation de proche en proche de l'agitation moléculaire par contact entre atome. de deux atomes en contact formant immédiatement une moyenne l'atome le plus agité ralenti et le plus lent accélère. c'est pourquoi que lorsqu'on mélange 1L d'eau à 80°C avec un litre d'eau à 20°C on obtient 2L à 50°C (les deux litres ayant les mêmes propriétés de stockage de chaleur)]

La conduction thermique est plus efficace quand la surface de contact entre la partie froide et la partie chaude est importante.

Pour refroidir un CPU, il faut donc transférer de la chaleur depuis celui-ci au reste de l'univers (l'air de la pièce) pour cela plusieurs difficultés
1> le CPU est très petit---> il faut augmenter la surface de contact avec l'air extérieur
2> l'air présent dans le PC à une faible capacité thermique, si on ne le remplace pas rapidement, il sera rapidement très chaud et ne pourra plus échanger de la chaleur avec le processeur.

pour régler le premier point, on utilise un radiateur dont les ailettes augmentent énormément la surface en contact avec l'air, le radiateur étant fait de métaux qui transfèrent rapidement la chaleur du processeur au radiateur. on ajoute une faible couche de pâte thermique (contenant des métaux très conducteur de chaleur comme l'argent) afin d'avoir la meilleur conduction possible entre le processeur et le radiateur. Ainsi, on obtient une grande surface d'échange thermique avec l'air

Pour régler le deuxième point, on assure le remplacement rapide de l'air avec un ou plusieurs ventilateurs, celui sur le radiateur ayant pour fonction de créer un courant d'air continu "léchant les surfaces métalliques du radiateur" pour accélérer les échanges thermiques, les autres ventilateurs présents dans le PC ayant pour fonction de remplacer l'air chaud créé par l'échange thermique par de l'air plus froid plus apte à favoriser l'échange (un air à 20°C s’échauffera plus et plus rapidement qu'un air à 80°C)

Si on se contentait de mettre un ventilateur sur le CPU
1> la surface d'échange avec l'air serait ridiculement petite
2> la circulation d'air serait moins efficace, la hauteur du radiateur aidant le flux...

Une autre option est le Watercooling, elle nécessite une surface moindre que pour l'air car la capacité thermique de l'eau est importante (de l'eau à 45°C est dangereuse pour la peau, de l'air à 45°C provoque simplement une forte transpiration)
aussi, le dispositif de transfert thermique au voisinage du processeur est alors de plus petite taille, mais il faut gérer des tuyaux et, de toute façon avoir un gros échangeur thermique avec l'air quelque part dans la machine. le fait de déporter l'échangeur thermique avec l'air permet de le placer à un endroit plus proche de l'extérieur du PC et avec une forme plus efficace que celle du radiateur d'un ventirad. On peu aussi, pour les refroidissement extrême concevoir un dispositif utilisant un module de réfrigération à très basse température...mais c'est une autre histoire :wink:
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Re: question ventirad

Message le 25 Mar 2020 18:04

de part ton noms et ton avatar tu es un génie, j'ai tout lu et pas forcément tout compris mais j'ai franchement hâte de lire l'histoire sur la réfrigération à basse température
P.S: je ne sais pas si tu connais la série Stargate, mais si c'est le le cas, je suis Jack O'neill et toi Sam Carter :D
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goldorak
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Re: question ventirad

Message le 25 Mar 2020 18:42

Il est clair que je ne suis pas totalement ignorant en astrophysique....car curieusement la relativité générale et la physique des trous noir ne me sont pas trop inconnu 8)

pour ce qui est du refroidissement à base température.... les bricoleurs mettent simplement le processeur (voir tout le PC ) dans un congélateur...voir dans l'azote liquide (−195,79 °C)

de façon professionnelle, les physicien fonts appel à des dispositifs supraconducteurs (la résistance électrique disparait en utilisant les bons matériaux ) pour générer des champs magnétiques "monstrueux" nécessaire au appareil IRM ou dans les grand accélérateur de particules comme le LHC du centre européen de recherche nucléaire CERN qui est à la frontière franco-suisse et ou, en 1989 le Web (la toile internet) a été inventée >>voir ici<< par le chercheur britannique "Tim Berners-Lee"
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