Tout savoir sur le refroidissement PC extrême

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Le refroidissement PC extrême permet de s’approcher de zéro ou même aller bien en dessous de zéro. Ils sont utiles essentiellement pour l’overclocking très poussé ou extrême. Ce sont des systèmes compliqués à mettre en œuvre, parfois très chers et même inutilisables en continu, comme pour le LN2 et la glace sèche. Par ailleurs, en dessous de 0 degré, il y a un risque de cold bug ou de cold boot.

waterchiller

Le waterchiller exc-800 de Koolance

Le waterchiller est dans une certaine mesure une combinaison du watercooling et du phase change. Plus particulièrement c’est un système watercooling sans radiateur, le refroidissement de l’eau étant effectué par un échangeur ou évaporateur, d’un phase change situé dans le réservoir d’eau. La partie watercooling est constituée d’un classique waterblock relié à une pompe et un réservoir par des tuyaux. La partie phase change est constitué d’un compresseur, de l’évaporateur placé dans le réservoir, d’un radiateur ou condenseur et d’un détendeur. C’est le même fonctionnement que dans un réfrigérateur ou une climatisation.

Condensation et isolation

C’est plutôt un système qui s’utilise avec une température d’eau au-dessus de zéro, même si l’on peut descendre bien en dessous de zéro. La zone de réglage peut-être large, et on peut tout à fait vouloir régler la température d’eau à 12 à 15 degrés par exemple. Le problème, c’est que dès que l’on passe en dessous de la température ambiante, et que l’on atteint le point de rosée, il se produit de la condensation. Avec à la clé un risque de plantage, voire de court-circuit.

Pour se prémunir de ce risque il faut isoler de l’air à l’aide de mousse de néoprène de silicone, la partie autour de la zone refroidie. De plus si on souhaite passer en dessous de zéro on ne peut plus mettre de l’eau distillée, à cause de la congélation de celle-ci. Il faut mettre un certain pourcentage d’antigel, comme du propylène glycol. Bien sûr, la proportion d’antigel déterminera la température de congélation de l’eau. Ce système peut fonctionner en continu. 

Phase change

Le phase change ld-pc-v2 de LD Cooling

Comme expliquer plus haut avec le système waterchiller, le système de refroidissement phase change fonctionne de la même manière que votre réfrigérateur. Il y a tout d’abord un compresseur qui va compresser un gaz et donc le chauffer. Ensuite, il y a le condenseur sous forme de radiateur qui va permettre de refroidir les gaz grâce à l’air qui circule à travers les ailettes. Le détendeur, qui va comme son nom l’indique détendre le gaz et alors le refroidir. Et enfin pour finir le condenseur ou échangeur, de la forme d’un waterblock qui va venir refroidir un composant, par exemple le CPU

Ce système permet d’atteindre des températures plus basses que le waterchiller, donc pour des overclockings encore plus poussés. En revanche il y a le même problème que le waterchiller avec le risque de condensation quand on atteint le point de rosée. On peut atteindre avec un phase-change simple – 50 degrés. En revanche avec un système en cascade, pratiquement – 200 degrés ! Ce système peut fonctionner en continu. 

LN2 et glace sèche

Un gros dewar de stockage d’azote liquide. C’est avec ça que le T1000, dans Terminator 2, a été gelé !

Tout d’abord la glace sèche, c’est de la glace carbonique (- 75 degrés). Elle ne laisse aucun résidu après évaporation, d’où le terme de glace sèche.  Son prix est peu élevé. Le LN2 quant à lui vient de l’azote, un gaz qui a été refroidi en dessous de son point d’ébullition a -196 degrés, qui devient alors liquide. On obtient donc plus de froid avec le LN2, mais c’est plus cher (toujours une contrepartie 8-/ ). Sans parler du transport et du stockage qui doit se faire dans un conteneur très isolé thermiquement, appelé un dewar (vous pouvez aussi mettre votre café dedans, il restera chaud très longtemps 😉 ). 

Un overclocking avec un godet rempli de LN2 sur un Intel 10900K de Der8auer.
C’est beau, c’est froid, c’est liquide, c’est de l’azote liquide, mais ce n’est pas à boire !

Ces “substances” très froides sont utilisées pour refroidir à l’aide de conteneur appelé godet, un CPU, voire plus rarement un GPU. Un godet a une base, souvent en cuivre surmonté d’une chambre où est placé le LN2 ou la glace carbonique. Même s’il y a des godets spécifiques au LN2, on peut utiliser le même godet pour ces deux substances froides. Y a toujours le problème de condensation qui nécessite d’isoler les zones refroidies. Un autre gros point noir, c’est un système qui ne peut pas marcher en continu, car il faut sans cesse le réalimenter en glace sèche ou LN2.

La sécurité avant tout

Il faut manier ces substances avec prudence, voici les points importants :

  • Toujours travailler dans un local aéré pour éviter l’accumulation de gaz carbonique ou d’azote quand ces substances s’évaporent
  • Ne pas toucher directement avec la peau ! Utiliser des gants cryogéniques, conçus pour le froid et pour manipuler ces substances 
  • ne pas stocker la glace carbonique dans un conteneur hermétique, car au fur et à mesure de l’évaporation, la pression augmentera. Avec à terme bien évidemment un risque d’explosion ou de blessures (selon le conteneur) ! L’origine de ce problème vient du fait qu’elle prend beaucoup plus de place sous forme évaporée

Le module Peltier

Un module Peltier, ces deux plaques reliées par un « labyrinthe » de semi-conducteurs

Peu utilisée pour refroidir son PC, à cause de ces inconvénients, la plaque Peltier permet d’exploiter l’effet Peltier, du nom son découvreur, le physicien Jean-Charles Peltier. Cet effet relève d’un phénomène physique de thermoélectrique. Pour résumer, grâce à un courant électrique de l’énergie thermique se déplace, on obtient donc du chaud d’un côté et du froid de l’autre. 

Fonctionnement en détail

Pour ce faire deux plaques de conducteur de nature différentes sont reliées par une jonction de semi-conducteur. Un courant continu est appliqué, le + sur une plaque, le – sur l’autre. La circulation du courant déterminera la position de la plaque chaude et froide, c’est un transfert thermique et c’est réversible. En outre la plaque – sera froide et la plaque + sera chaude.

Au rayon des soucis, c’est tout d’abord que la partie chaude, l’est beaucoup. Il faut de ce fait la refroidir avec un système qui a une bonne capacité de refroidissement. Par exemple pour un PC ou la place est restreinte, le watercooling, sinon c’est possible avec un gros radiateur (aircooling) mais pour d’autres applications ou la place est plus importante. Pour finir la consommation électrique est importante. Il y a également toujours un risque de condensation. Son utilisation par contre peut être continue.



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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