Le refroidissement

Le refroidissement

Dans le monde de l’informatique, le système de refroidissement est quelque chose qu’il ne faut absolument pas négliger. En effet, le sous-estimer risque de conduire à des instabilités et une durée de vie moindre des composants. Par conséquent un confort d’utilisation amoindri est un coût global supérieur. Vous trouverez dans ce guide, tout le nécessaire pour bien comprendre et choisir votre système de refroidissement pour votre PC.


Sommaire

  1. Page 1 – Quelques principes sur le refroidissement
    1. Pourquoi ça chauffe ?
    2. La chaleur et ses effets
    3. Les principales sources de chaleur d’un PC
    4. Déterminer la capacité de mon système de refroidissement
    5. Fiabilité du TDP
  2.  Page 2 – Les différents types de refroidissement
    1. Le refroidissement standard
    2. Le refroidissement extrême
  3. Page 3 – Dans tous les cas
    1. Quel flux d’air choisir ?
    2. Ventilateurs PWM ou DC ?
    3. Pression statique
    4. L’entretien c’est aussi important !


Quelques principes sur le refroidissement

Pourquoi ça chauffe ?

La production de chaleur provient de la circulation du courant dans un conducteur, c’est l’effet joule. Plus particulièrement, le courant est une circulation d’électrons libres ou électrons de valence, d’atomes à atome. Cette circulation est plus ou moins gênée en fonction de la résistance électrique. Ce sont ces collisions et frottements, plus ou moins importants selon le matériau, qui va générer cette manifestation thermique.

La chaleur et ses effets

Depuis toujours la chaleur et l’électronique sont deux ennemis farouches !. L’électronique produit de la chaleur en fonctionnement, qui si elle n’est pas maîtrisée réduit la performance et la durée de vie des composants, comme un CPU ou un GPU. D’ailleurs il y a un indicateur clair à ce sujet, la MTBF. Pour les composants électroniques, cela montre clairement une courbe parabolique ou exponentielle en fonction de la température !. En clair plus ça chauffe, plus la durée de vie s’effondre rapidement. 

Les deux effets fondamentaux de la chaleur sur les composants informatiques :

  1. premièrement il est mécanique. Chaque phase d’élévation et de baisse de la température dilate puis contracte le composant. Ce stress mécanique continu, fatigue les matériaux, effet d’autant plus grand que l’écart de température est important.
  2. deuxièmement il est électrique. Contrairement au conducteur électrique les semi-conducteurs voient leur résistance baisser avec la montée en température. Par conséquent plus un CPU (par exemple) va chauffer, plus le courant qui le parcourt va augmenter, la chaleur va donc aussi augmenter et ainsi de suite ! Il y a au final un emballement possible sans un système de régulation et de refroidissement adéquat, avec une destruction à la clé.

Les principales sources de chaleur d’un PC 

Les composants qui chauffent le plus dans un ordinateur son :

  • le CPU ou processeur central
  • le GPU ou processeur graphique
  • les VRM ou les modules de régulation de tension
  • le chipset de la carte-mère
  • la RAM De la carte-mère et de la carte graphique 
  • les SSD M.2 NVMe

Déterminer la capacité de mon système de refroidissement 

Tous d’abord il y a une règle simple, à rendement égal, plus un composant consomme de l’énergie électrique et plus il dégage de chaleur. Ensuite le TDP ou Thermal Design Power fourni par le fabricant, renseigne sur la quantité de chaleur que doit dissiper (ou produite) le système de refroidissement pour que le composant fonctionne correctement de façon prolongée. Il s’exprime en Watt, c’est une puissance thermique. Plus le TDP est élevé, plus la température du composant le sera, à dissipation thermique égale bien entendu. C’est cette valeur qui permettra de calibrer correctement la capacité de son système de refroidissement. Attention à ne pas le confondre avec la puissance électrique. Malgré tout, on peut considérer que le TDP fournit une indication grossière et inférieure à la réalité sur la consommation électrique du composant.

Fiabilité du TDP

Le problème c’est que cette valeur n’est pas issue d’un processus de mesure normalisée. Il peut donc avoir des différences entre la valeur officielle et la réalité du terrain. C’est grâce à des essais suivis de calcul que les fabricants déterminent cette valeur. Tout d’abord ils décident d’une température ambiante et de fonctionnement conseillé ou normal, pour le composant en charge. Bien entendu ce n’est pas la température maximale possible, puisque c’est une zone néfaste pour la durée de vie du composant. Ensuite par essai pratique successif, tout en restant sous ou au niveau des valeurs précédentes, le radiateur idéal est déterminé. Reste au final un calcul simple à faire pour avoir le TDP. 

Et le fond du problème est là, c’est le fabricant qui va décider de ces seuils, qui influencera donc fortement le TDP. De plus elle reflète la puissance thermique dégagée du CPU au niveau de l’IHS, pas celui du die. La performance du joint thermique entre le die et l’IHS peut varier énormément, par conséquent le TDP calculé aussi.

Bien ou pas ?
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Jean-seb

Fondateur et rédacteur de Config-PC.tech, a travers ce site je souhaite partager mon savoir et ma longue expérience sur le matériels et services autour du monde informatique pour que vous puissiez mieux acheter et utiliser.

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