[Sujet Unique] PC + composants silencieux

Seasonic en a profité pour nous parler des futurs aménagements de leur gamme. Si la série des alimentations modulaires M12 ne bouge pas, avec pour rappel des blocs de 500, 600 et 700 watts, la gamme S12 va être entièrement remaniée. En effet, la gamme S12 et S12 Energy+ va être fusionnée pour ne faire plus qu'une sous l'appellation S12 II. Les puissances seront de 330, 380, 430, 500, 550 et 650 watts. Mais les changements ne se limitent pas à un regroupement puisque tous ces blocs porteront le label 80 Plus. Ceci signifie que les versions de 330, 380 et 430 watts seront mises à jour et n'auront plus beaucoup en commun avec les modèles Tornado sur lesquels elles sont actuellement basées. Seasonic en profitera également pour revoir ses prix à la baisse. Ce remaniement devrait être opéré en mai. Quant à l'alimentation fanless, Seasonic continue d'y travailler mais rien ne devrait sortir cette année, la marque préférant se concentrer sur des blocs avec des rendements approchant les 90%, voire les dépassant.

Dis monsieur, il y a quoi dans un caloduc ?
Posté par David D. le 15/05/2009 à 00:00 | Source : Thermolab
 
Un petit rappel ne fait jamais de mal, donc pour ceux qui se demandent ce qu'un caloduc peut bien contenir de mystérieux, la firme Thermolab, qui produit le Baram, s'est prêtée au jeu de l'éventrage de caloducs. Il en existe de nombreuses sortes qui se focalisent principalement et différemment sur un point crucial : le retour des condensats vers la partie chaude où est absorbée la chaleur par le caloduc.
 
Hormis l'apport de l'effet de la gravité si le caloduc est placé dans le bon sens pour en profiter, l'effet automatique que l'on puisse utiliser pour compléter cette action de retour est d'avoir recours à la capillarité. Ici, trois des techniques les plus courantes pour utiliser cette capillarité sont évoquées : les caloducs à poudre agglomérée, ceux à rainures et ceux à tresses. Toutes ne se valent pas en terme d'efficacité, car tous perdent irrémédiablement une partie de leur capacité maximale de transport de chaleur, parfois de manière extrêmement importante, quand le fluide recondensé (eau en général) doit remonter le caloduc dans le sens opposé à la gravité.
 
Ceux à poudre de cuivre agglomérée sont les plus performants à ce niveau (l'effet de succion est proportionnel à la taille des porosités), mais sont aussi les plus compliqués à produire et donc sont légèrement plus chers. Ceux à rainures sont nettement plus simples, mais perdent quasiment toute leur efficacité quand le liquide doit remonter verticalement contre la gravité dans les canaux sculptés sur la paroi. Et enfin ceux avec une tresse sont généralement un bon compromis entre facilité de fabrication et efficacité. Il n'est pas toujours évident de savoir ce qu'un fabricant utilise comme modèle de caloduc, même si certains le précisent volontiers...
http://www.cooling-masters.com/ima [...] oducss.jpg  

…
On entend souvent dire que l'aluminium aurait comme propriété de mieux dissiper la chaleur dans l'air que le cuivre tout çà parce qu'un radiateur (rad) en aluminium se refroidit plus vite qu'un rad en cuivre. Cette perception est réelle mais la conclusion qui en est tirée est totalement fausse ! Revenons d'abord aux caractéristiques physiques intrinsèques du cuivre et de l'aluminium (valeurs prises à 25 °C) :
 
Propriétés physiques des matériaux         Aluminium pur    Cuivre pur  
Densité (kg/m³) notée Ro                           2702             8933  
Conductivité thermique (W/m.K) notée k        216               401  
Capacité calorifique (J/kg.K) notée Cp           903               385  
 
La conductivité thermique est la capacité d'un métal à transmettre par conduction (mode de transfert dans les solides) la chaleur dans toutes les directions du volume, plus celle-ci est élevée mieux c'est dans notre cas. Le Cp est la capacité d'un volume de métal à emmagasiner une certaine énergie thermique au sein du volume. A poids égal, l'alu peut donc emmagasiner plus d'énergie que le cuivre (voir tableau) mais il ne faut pas oublier que 1 kg d'alu et 1 kg de cuivre n'occupent pas du tout le même volume puisque le cuivre est environ 3,3 fois plus dense que l'alu. La perception observée du refroidissement plus rapide vient de ce fait puisque le volume de l'objet intervient. Si l'on raisonne à design égal donc à volume égal, l'énergie emmagasinée se calcule de la façon suivante :
 
Energie emmagasinée entre 2 états distincts =  
Cp * Ro * Volume * Différence de T° entre les 2 états
 
On calcule l'énergie emmagasinée pour un même volume et une même différence de température : on fait le rapport des 2 énergies donc le volume et la différence de température s'annulent (égaux entre eux), il reste donc Energie_cuivre/Energie_alu = 385*8933/903*2702 = 1,4. Ce qui signifie que pour une différence de température et un volume donnés le cuivre permet d'emmagasiner 1,4 fois plus d'énergie que l'alu. C'est cela qui nous donne une fausse impression sur le pouvoir de dissipation de l'alu par rapport au cuivre. Puisque l'alu contient moins d'énergie, il va forcément se refroidir plus rapidement à conditions extérieures égales.  
...
Un rad tout cuivre sera de toute façon plus performant qu'un radiateur alu ou alu/cuivre (à même design) puisque la conductivité plus importante du cuivre est bénéfique à plusieurs niveaux : celui de la base expliqué plus haut (étalement de puissance) et le fait qu'il augmente l'efficacité des ailettes en conduisant très vite la chaleur sur toute leur surface (ailettes fines). L'homogénéité dans toutes les ailettes est la clé d'un radiateur performant et du meilleur échange thermique possible
…
Il ne faut donc pas mélanger les 3 notions distinctes, mais liées entre elles, à savoir :
- h est la "force" avec laquelle le fluide peut absorber la chaleur
- la puissance dissipée par le radiateur qui est toujours la même quelque soit le matériau employé
- la convection dans l'air ne dépend pas du matériau
- la façon dont les températures se répartissent en fonction du matériau détermine la température du core

L'avantage des heat-pipes est de posséder une conductivité thermique axiale équivalente bien plus élevée que n'importe quel matériau (même le diamant), de l'ordre de 10000 à 500000 W/m.K en comparaison des ridicules 400 W/m.K du cuivre pur. On transfère ainsi très vite la puissance issue du core vers les ailettes pour éviter un échauffement important de la base.

1/ Les plus courants qui équipent les dissipateurs pour nos CPU sont en général au nombre de 3 à 6. Ils se caractérisent par un faible diamètre externe de l'ordre de 6-7 mm. Leur principale différence réside dans la texture interne microporeuse du tube (poudres métalliques agglomérées généralement) qui favorisent le retour du liquide par capillarité. On atténue ainsi l'effet de la gravité et l'on permet une utilisation dans presque toutes les directions. Un heat-pipe horizontal possède une capacité d'environ 70 % par rapport à un heat-pipe vertical avec le condenseur en haut (meilleure position) et un heat-pipe vertical avec le condenseur en bas (tête à l'envers) n'arrive plus qu'à 15 %. La multiplication du nombre de heat-pipes permet presque de s'affranchir du sens de montage car même si on perd un peu d'efficacité, le ventirad a toujours suffisamment de ressources pour ne percevoir qu'une baisse très faible des performances (tête en bas à éviter quand même).

2/ Ensuite, on trouve les ventirads à soit-disants "supertubes". Apparus il y a 2 ans, ils se présentent sous la forme d'un dissipateur classique avec, en leur centre, une colonne d'environ 20 mm de diamètre...
Ces gros tubes sont en fait de simples caloducs à changement de phase qui utilisent une structure interne légèrement différente de ceux de plus faible diamètre du fait de leur taille, mais elle sert aussi à engendrer le phénomène de capillarité. De plus, la base du tube est placée directement sur la source de chaleur ce qui améliore les performances car on élimine les interfaces inutiles. Le caloporteur utilisé est tout simplement de l'eau dans de très faibles quantités évidemment. L'enceinte est soumise à une dépression permettant de placer le fluide dans des conditions intéressantes pour son ébullition et sa condensation (35 à 60 °C)...

3/ Enfin, le troisième type de caloduc concerne les thermosiphons diphasiques. La différence majeure avec un heat-pipe vient du fait que les condensats reviennent au point de départ uniquement grâce à la gravité (tube lisse). Il y a donc des contraintes de positionnement à respecter scrupuleusement ! On peut alors réaliser un bouclage pour créer un sens de circulation privilégié dans le système. En effet, on trouve une partie montante dans laquelle la vapeur circule et une partie descendante où le fluide revient à l'état liquide. Le retour du liquide par un tube de fin diamètre empêche les vapeurs de prendre ce chemin car il débouche sous le niveau de liquide généralement. Pour conserver un fonctionnement correct, il sera donc impératif de toujours avoir l'évaporateur plus bas que le condenseur pour le garder noyé, sinon on tournera à sec et là ça deviendra catastrophique. Ils sont généralement un peu meilleurs que les heat-pipes de même catégorie car les pertes de débit dans la structure capillaire n'existent plus vu qu'il n'y en a pas (limite visqueuse).

On atténue ainsi l'effet de la gravité et l'on permet une utilisation dans presque toutes les directions. Un heat-pipe horizontal possède une capacité d'environ 70 % par rapport à un heat-pipe vertical avec le condenseur en haut (meilleure position) et un heat-pipe vertical avec le condenseur en bas (tête à l'envers) n'arrive plus qu'à 15 %. La multiplication du nombre de heat-pipes permet presque de s'affranchir du sens de montage car même si on perd un peu d'efficacité, le ventirad a toujours suffisamment de ressources pour ne percevoir qu'une baisse très faible des performances (tête en bas à éviter quand même).