Principes sur le refroidissement PC

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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 PC
    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

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, c’est un fait. Si elle n’est pas maîtrisée, elle réduit la performance et la durée de vie des composants. Par exemple 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. 

Deux effets…

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 également augmenter, et ainsi de suite ! Il y a finalement 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 PC 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 son système de refroidissement PC 

Tous d’abord il y a une règle simple. À rendement égal, plus un composant consomme de l’énergie électrique, plus il dégage de chaleur. Ensuite le TDP ou Thermal Design Power fourni par le fabricant, renseigne sur la quantité de chaleur produite par le composant. C’est celle que doit être capable de dissiper le système de refroidissement PC, pour que le composant fonctionne correctement de façon prolongée. Il s’exprime en Watt, c’est ici une puissance thermique. Attention à ne pas le confondre avec la puissance électrique. Malgré tout, on peut considérer que le TDP propose une indication grossière et inférieure à la réalité sur la consommation électrique du composant. 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.

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 en dernier lieu 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 (surtout avec le temps), par conséquent le TDP réel aussi.

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Crédit images et vidéo : Wikipédia, LD Cooling, Koolance, Noctua, Der8auer, Corsair, Aqua Computer, Watercool.

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Jean-seb

Fondateur, au milieu de l'année 2019, de Config-PC et également rédacteur, je souhaite a travers ce site, partager mon savoir et ma longue expérience sur le matériels et logiciels autour du monde informatique, pour que vous puissiez ainsi mieux acheter et utiliser le matos PC 8-) .

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