Tout savoir sur les ventilateurs PWM et DC- Guide d’achat

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Sommaire

  1. Page 1 – Tout savoir sur les ventilateurs
    1. Les ventilateurs, toujours présent !
    2. Quel flux d’air choisir ?
    3. Les critères de sélection d’un ventilateur
    4. L’entretien, c’est aussi important !
  2. Page 2 – Sélection ventilateurs
    1. Entrée de gamme
    2. moyenne gamme
    3. haut de gamme


Les ventilateurs, toujours présent !

Quel que soit le système de refroidissement PC, il faut quasiment tout le temps un ou plusieurs ventilateurs. Parlons donc un peu de cet élément central de tout système de refroidissement PC et aussi de la poussière x-) . 

Quel flux d’air choisir ?

Pression positive

Il y a tout d’abord la pression positive qui consiste à faire rentrer plus d’air qu’il n’en sort (c’est une surpression). Donc plus de ventilateur en aspiration qu’en extraction. L’avantage, c’est que cela permet à l’air de sortir par tous les interstices ou ouvertures du boîtier. Il y a ainsi par conséquent plus de poussières qui rentrent dans le boîtier. Sauf bien entendu par les ventilateurs d’aspiration et dans une moindre mesure s’ils sont équipés de filtres. En revanche, l’air qui sortira du boîtier ne sera pas que de l’air surchauffé. En effet, de l’air frais sortira aussi, avant même d’avoir fait son œuvre, ce qui n’est pas du tout l’effet recherché.

Pression négative

Ensuite la pression négative qui consiste à faire sortir plus d’air qui n’en rentre (c’est une dépression). Donc plus de ventilateurs en extraction qu’en aspiration. L’avantage ce qu’il y a plus d’air chaud qui sort, qu’avec la ventilation par pression positive. La température du boîtier est de ce fait plus bas. En effet, par pression négative, le but, c’est d’extraire le plus possible d’air chaud. En revanche, comme il y a une dépression au sein du boîtier, la poussière rentrera par tous les interstices possibles, où il n’y a aucune filtration.

Ses différents cas de figures ne concernent pas les boitiers open frame et les tables de bench ou encore les systèmes de watercooling externe, n’étant pas dans un conteneur fermé.

Les critères de sélection d’un ventilateur

Pour rappel, un ventilateur est composé d’un châssis, sur lequel est fixé un moteur électrique, le stator. Ce dernier repousse, grâce aux champs électromagnétiques qu’il génère, le rotor (les pales) qui tourne sur un roulement. C’est le mouvement du rotor qui déplace l’air. Elle est aspirée d’un côté et refouler de l’autre.

Ventilateurs PWM ou DC ?

Vous connaissez déjà sûrement ces termes, mais rappelons en détail ce qu’il signifie. 

DC

Un ventilateur DC pour Direct Current, indique qu’il est alimenté par courant continu et qu’il a un connecteur 3 broches. Pour faire varier sa vitesse, il faut moduler sa tension. La tension de démarrage, pour un traditionnel ventilateur 12v, se trouve autour des 5v. Le problème, c’est que la plage de vitesse se trouve réduite a cause de cela.

Les contrôleurs de ventilateurs DC

En utilisant un rhéobus analogique ou numérique ou encore une simple résistance. Le rhéobus analogique permet de régler la vitesse grâce à des potentiomètres, la manœuvre est exclusivement manuelle, pas très pratique.

L’ajout d’une résistance en série amène le ventilateur à une vitesse bien précise, aucune modification de la vitesse n’est possible à moins de changer la résistance. Système très limité ! L’option intéressante, c’est le contrôleur numérique qui permet logiciellement de régler une vitesse à la volée. Ou même de définir une température mini et maximum et de choisir une courbe d’évolution pour permettre d’avoir un ventilateur à vitesse dynamique, en fonction de la température.

PWM

Un ventilateur PWM pour Pulse Width Modulation, est alimenté en courant continu, mais avec un contrôle de vitesse de rotation qui est réalisé par coupure et rétablissement plus ou moins rapide pour baisser ou augmenter sa vitesse. C’est un hachage de la tension. Plus le hachage sera lent, plus il va tourner lentement et inversement. Le ventilateur reçoit le signal puis s’occupe de hacher la tension. À chaque coupure, il ne s’arrête pas immédiatement grâce à l’inertie accumulée par le ventilateur. Ces ventilateurs sont un peu plus chers que leurs homologues DC du fait de l’électronique embarquée dans le ventilateur. Par contre, le contrôle de vitesse est bien plus puissant, il permet de descendre à des vitesses bien plus basses qu’en DC !

Un connecteur 4 pins

Le connecteur d’alimentation possède 4 broches, c’est un copier-coller des connecteurs à 3 broches des ventilateurs DC, mais avec une broche de plus, côté fil tachymétrique, pour le signal de contrôle PWM. Par ailleurs, les connecteurs 3 broches sont compatibles avec les 4 broches, et vice-versa, car la masse, le +12 v et le tachymètre sont dans le même ordre. La régulation du ventilateur se fait soit par la carte-mère équipée de connecteur 4 broches, soit par un contrôleur compatible avec le PWM.

Taille des ventilateurs

Il y a les tailles de ventilateurs standard : 80 mm, 92 mm, 120 mm,140 mm, 200 mm, etc. Également les non-standard, le sur mesure, certains fabricants de boitier n’hésite pas 🙂 . Le principe de base, c’est plus le ventilateur est grand, plus à régime égale il déplacera de l’air. De plus, avec un bruit, mieux supportable pour l’oreille humaine, car plus grave. Mais le but, c’est justement de réduire sa vitesse pour réduire encore plus le bruit, tout en gardant un débit suffisant.

Le 1er critère pour choisir la taille des ventilateurs, reste bien entendu la taille des emplacements de votre boitier PC ou encore la taille de vos radiateurs !

Débit d’air 

Mesuré en CFM, c’est-à- dire le nombre de pieds cube d’air par minute que déplace le ventilateur. À noter que le débit d’air est obtenu, à vitesse maximum et sans obstacles autour. Cette valeur est conditionnée par la forme, la vitesse et la taille du ventilateur. Plus la valeur est élevée, plus le débit est grand. On reconnait les ventilateurs qui privilégient le débit à la pression statique, par un nombre de pales élevées et minces.

Pression statique

C’est une notion importante à rappeler pour bien choisir son ventilateur. La pression statique, donné normalement par le constructeur, est le niveau de pression qu’exerce l’air expulsé du ventilateur sur la paroi dans la direction de l’écoulement. L’unité de mesure est le mm H₂O (unité pour mesure de pression faible). C’est une dépression à l’aspiration et une surpression au refoulement.

Quand elle est faible, c’est un choix pour ventiler un boitier ou un radiateur fin, à faible densité d’ailettes, donc quand il n’y a pas trop d’obstacle. Lorsque la pression est forte, c’est un choix idéal pour un radiateur épais à ailettes denses, car l’air pourra les pénétrer plus facilement.

Pour repérer rapidement un ventilateur qui privilégie la pression statique au débit : un nombre de pales faibles, mais larges. En effet, plus la pression est élevée, plus les pales sont couvrantes, indispensables pour augmenter le “tirage de l’air”.

Les technologies de roulement

Quand on réfléchit bien, on s’aperçoit qu’un ventilateur qui tourne à 1000 tours par minute, par exemple, pendant 10 ans, est soumis finalement à un stress mécanique énorme ! Son roulement en particulier. Celui-ci doit générer le moins de friction possible, pour limiter l’usure et le bruit. Il y en a de plusieurs types : lévitation magnétique, palier manchon, palier fluide et roulements à billes.

Palier manchon

Appelé aussi palier lisse, c’est un palier dans un manchon, le tout lubrifié. C’est robuste et simple et assez silencieux, mais la durée de vie n’est pas la plus longue.

Palier fluide

Différence entre un palier simple, dit, lisse et fluide dit hydraulique

Également nommé palier hydraulique, c’est une évolution du palier lisse. C’est toujours un palier dans un manchon, sauf que le manchon a une structure interne, des canaux, qui dirige l’huile quant le rotor tourne vers le centre du palier. La stabilité est plus grande, le contact est ainsi limité grâce à un film d’huile permanent.

Roulements à billes

Roulements NSK a billes céramiques

Un roulement à billes, ce sont des billes, en acier ou céramiques, prit entre deux cercles, qui glisse l’un par rapport à l’autre. Ce type de roulement est plus bruyant que les paliers lisse, mais bien plus robuste (en température et durée de vie). La lubrification (graisse), se dégrade au fil du temps, ce qui augmente également progressivement le bruit. Il ne s’use pas plus quelle que soit l’orientation axiale.

Lévitation magnétique

Comparaison entre le SSO et le SSO2 de Noctua. Un palier hydraulique stabilisé par un aimant.

Appelé aussi maglev, c’est une technologie de roulement récent et efficace. Un aimant, grâce à son champ magnétique, permet un centrage permanent du palier hydraulique, quasiment sans contact, il « lévite ». Par conséquent, cela limite considérablement les frottements, et donc l’usure et le bruit. Corsair et Sunon, par exemple, propose ce genre de roulement sur leur ventilateur. Les roulements SSO2 de Noctua peuvent être classé dans la même famille, c’est mon avis… certain dise le contraire, le débat est ouvert. Plus cher que les autres solutions.

Ventilateur maglev Corsair.

Le bruit

Les fabricants essayent non seulement de baisser le niveau de bruit, exprimer en dBa (décibels), mais en plus avec des fréquences (plus grave) plus agréables à l’oreille humaine. Les marques ont plusieurs axes d’améliorations, quelle que soit la taille et la vitesse : les roulements, la matière et la forme du châssis et du rotor (de la pure mécanique des fluides) et le découplage du ventilateur.

L’entretien, c’est aussi important !

L’air qui circule dans votre boîtier ou à travers votre radiateur, est nécessaire pour son refroidissement, mais malheureusement amène aussi de la poussière. Cette poussière s’accumule plus ou moins rapidement en fonction du débit d’air et de l’environnement. Le problème, c’est que la poussière est un excellent isolant thermique, qui entraîne donc à force une diminution de la capacité de refroidissement et donc une augmentation du bruit des ventilateurs si une régulation automatique de la vitesse existe. En outre, avec le poids supplémentaire ( /!\ pas énorme non plus 😉 ) généré par l’accumulation de la poussière sur les pales de ventilateur, on peut même dire, également, que leur consommation augmente légèrement.

Je dépoussière, tu dépoussières…

Tout ça pour dire qu’il faut régulièrement contrôler et nettoyer ces composants informatiques. Vous pouvez chasser la poussière à l’aide de bombes d’air sec que l’on peut trouver dans les commerces spécialisés. Ou bien à l’aide d’une méthode plus économique sur le long terme, avec un compresseur à air. Équipés avec un filtre anti-eau et anti-poussière pour éviter de projeter des gouttelettes d’eau et des petites particules solides et réglé à 2 bars, c’est impeccable. 

Pour en savoir plus sur les boîtiers PC.


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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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