Quels sont les deux types de dissipateurs thermiques ?
Votre appareil chauffe-t-il plus qu'il ne le devrait ? Qu'il s'agisse d'un CPU, d'un GPU ou d'un SSD, le bon type de dissipateur thermique peut améliorer ou réduire les performances de votre système.
Il existe deux types principaux de dissipateurs de chaleur : les dissipateurs actifs et les dissipateurs passifs. Les dissipateurs actifs utilisent des pièces mobiles telles que des ventilateurs, tandis que les dissipateurs passifs s'appuient sur la circulation naturelle de l'air.
Savoir quel type de dissipateur thermique utiliser vous permet de gérer la chaleur plus efficacement, d'allonger la durée de vie de votre appareil et d'éviter l'étranglement thermique. Examinons les différents types de dissipateurs, leurs principes de fonctionnement et les scénarios pratiques.
Quels sont les différents types de dissipateurs thermiques ?
Lorsque l'on s'intéresse pour la première fois aux composants de refroidissement, on peut avoir l'impression qu'il n'existe qu'un seul type de dissipateur thermique. En réalité, il en existe plusieurs variantes, chacune répondant à un besoin différent.
Les trois principaux types de dissipateurs thermiques sont les suivants : passifs, actifs et hybrides. Ils se distinguent par la manière dont ils évacuent la chaleur, soit par convection naturelle, soit par flux d'air forcé, soit par les deux.
Catégories communes de dissipateurs thermiques :
-
Dissipateurs thermiques passifs
- Pas de pièces mobiles
- En aluminium ou en cuivre
- S'appuyer sur la convection naturelle
- Utilisé dans les systèmes à faible consommation d'énergie
-
Dissipateurs thermiques actifs
- Inclure un ventilateur ou une soufflerie
- Nécessite une alimentation électrique pour fonctionner
- Offrir un refroidissement plus rapide
- Courant dans les CPU, les GPU et les serveurs
-
Dissipateurs thermiques hybrides (ou semi-actifs)
- Combinez la base passive avec le ventilateur optionnel
- Possibilité de changer de mode en fonction de la température
- Utile pour les appareils intelligents ou à faible consommation d'énergie
Par matériel :
| Matériau | Pour | Cons |
|---|---|---|
| Aluminium | Léger, abordable | Moins conducteur que le cuivre |
| Cuivre | Excellente conductivité thermique | Plus lourd, plus cher |
| Combinaison | Ailettes en aluminium + base en cuivre | Optimisation des performances et des coûts |
Par processus de fabrication :
- Extrudé: Le plus courant, le plus simple, le plus rentable
- Estampillé: Léger, moins cher, moins efficace
- Aileron collé: Pour des appareils compacts et performants
- Enlevée: Ailettes à haute densité, performances précises
- Forgé: Durable, excellente performance thermique
Chaque facteur de forme est choisi en fonction du flux d'air, des limites de taille, de la consommation d'énergie et du budget. Par exemple, les consoles de jeu haut de gamme ont besoin d'un boîtier à ailettes ou d'un boîtier à ailettes collées. Les routeurs basse consommation utilisent souvent des modèles en aluminium embouti.
Les dissipateurs thermiques hybrides combinent les caractéristiques des systèmes de refroidissement passif et actif.Vrai
Ils utilisent le flux d'air naturel et peuvent activer un ventilateur lorsque la température dépasse une certaine limite.
Tous les dissipateurs thermiques ont des ventilateurs intégrés et ont besoin d'une alimentation externe pour fonctionner.Faux
Seuls les dissipateurs thermiques actifs sont équipés de ventilateurs ; les dissipateurs passifs n'ont pas besoin d'être alimentés.
Quels sont les deux principaux types de chaleur ?
Vous vous demandez peut-être pourquoi toute cette attention portée aux dissipateurs de chaleur ? La raison réside dans les types de chaleur que nous devons gérer.
Les deux principaux types de chaleur en électronique sont la chaleur conductive et la chaleur convective. Les dissipateurs de chaleur gèrent ces deux types de chaleur en les transférant des composants vers l'air ambiant.
1. Chaleur conductrice
Il s'agit de la chaleur qui traverse les matériaux solides. Par exemple, lorsque votre unité centrale chauffe, elle conduit la chaleur dans le dissipateur thermique qui lui est rattaché.
- La chaleur circule de la surface chaude vers le métal plus froid
- Le type de métal et la surface de contact affectent les performances
- Des bases plus épaisses ou des surfaces polies améliorent la conduction.
2. Chaleur convective
Une fois que la chaleur atteint les ailettes, elle doit se déplacer dans l'air. C'est la convection.
- Passif : utilise le mouvement naturel de l'air
- Actif : utilise des ventilateurs pour pousser ou tirer l'air à travers les ailettes.
- Plus de flux d'air = transfert de chaleur plus rapide
Certains dispositifs traitent également chaleur rayonnantemais c'est minime à la petite échelle de l'électronique.
Tableau récapitulatif
| Type de chaleur | Description | Rôle dans le système de dissipation thermique |
|---|---|---|
| Conduction | Transfère la chaleur à travers le métal | Déplacement de la chaleur de la puce vers les ailettes |
| Convection | Transfère la chaleur dans l'air | Élimine la chaleur des ailettes |
| Rayonnement | Emet de la chaleur sous forme d'infrarouge | Mineure, non significative ici |
Sans une conduction et une convection efficaces, votre dissipateur thermique devient un morceau de métal chaud. C'est pourquoi la conception, les matériaux et le flux d'air sont importants.
La convection est la principale méthode de transfert de la chaleur d'un puits de chaleur vers l'air.Vrai
Les ailerons utilisent le flux d'air pour évacuer la chaleur par convection.
Les dissipateurs de chaleur refroidissent les appareils principalement en absorbant le rayonnement.Faux
Le rayonnement est minime dans le refroidissement de l'électronique ; la conduction et la convection sont essentielles.
Quelle est la différence entre un dissipateur thermique actif et un dissipateur thermique passif ?
Les gens confondent souvent les deux ou pensent qu'actif signifie "meilleur". Ce n'est pas toujours vrai. Le choix de la bonne solution dépend de la puissance calorifique de votre système et de vos objectifs de conception.
Un dissipateur thermique actif comprend un ventilateur ou une soufflerie pour pousser l'air à travers la surface, tandis qu'un dissipateur thermique passif utilise uniquement le flux d'air naturel pour évacuer la chaleur.
Dissipateur thermique actif
- Ajout d'un ventilateur pour augmenter le débit d'air
- La chaleur est transmise plus rapidement que la chaleur passive
- Idéal pour les puces de grande puissance
- Nécessite de l'énergie, peut faire du bruit
- Plus de pièces mobiles = risque de défaillance plus élevé
Dissipateur thermique passif
- Complètement silencieux
- Aucune énergie n'est nécessaire
- Idéal pour les appareils de faible puissance
- Nécessite une bonne ventilation
- Risque de surchauffe en cas de stagnation de l'air
Tableau de comparaison
| Fonctionnalité | Dissipateur thermique actif | Dissipateur thermique passif |
|---|---|---|
| Mouvement de l'air | Assisté par ventilateur | Convection naturelle |
| Bruit | Oui (en fonction du ventilateur) | Pas de bruit |
| Maintenance | Un nettoyage du ventilateur peut s'avérer nécessaire | Très faible |
| Efficacité | Plus élevé (à court terme) | Plus bas mais cohérent |
| Puissance requise | Besoin d'électricité | Pas d'électricité nécessaire |
| Cas d'utilisation | CPU, GPU, systèmes à forte charge | SSD, routeurs, PC sans ventilateur |
Il ne s'agit donc pas de savoir si l'une des solutions est meilleure que l'autre, mais d'adapter la solution à la conception thermique de votre système.
Les dissipateurs thermiques passifs ne comportent pas de pièces mobiles et ne nécessitent pas d'alimentation électrique.Vrai
Ils s'appuient sur la circulation naturelle de l'air pour évacuer la chaleur.
Les dissipateurs thermiques actifs sont totalement silencieux et ne nécessitent aucun entretien.Faux
Ils contiennent des ventilateurs qui font du bruit et peuvent nécessiter un nettoyage.
Est-il possible d'utiliser un SSD sans dissipateur thermique ?
Si vous avez acheté un SSD NVMe rapide, vous vous demandez peut-être si j'ai vraiment besoin d'un dissipateur thermique. La réponse n'est pas toujours oui, mais cela peut dépendre de l'utilisation.
Techniquement, il est possible d'utiliser un disque SSD sans dissipateur thermique, mais en cas de charge de travail élevée, cela peut réduire les performances ou la fiabilité à long terme.
L'importance des dissipateurs thermiques
- Disques NVMe Gen 4 et Gen 5: Ils sont très chauds. Sans dissipateur, ils atteignent souvent 70-80°C sous charge.
- Jeux ou création de contenu: Des écritures ou des lectures soutenues provoquent des températures élevées.
- Systèmes fermés: Ordinateurs portables ou mini PC avec un flux d'air limité.
En l'absence d'un refroidissement adéquat, le contrôleur du disque dur SSD peut réduire la vitesse pour se protéger. Les temps de chargement ou les transferts de données peuvent alors être plus lents.
Quand il est acceptable de se priver
- Navigation de base sur Internet ou travail de bureau
- SSD SATA à faible consommation
- SSD NVMe avec dissipateurs thermiques intégrés
- Bancs d'essai en plein air avec une bonne circulation d'air
Néanmoins, la plupart des cartes mères modernes sont désormais équipées de dissipateurs de chaleur pour SSD. Si ce n'est pas le cas de la vôtre, des dissipateurs de rechange sont bon marché et faciles à installer.
Tableau des températures du SSD
| Type de SSD | Température de charge sans radiateur | Avec dissipateur |
|---|---|---|
| SATA SSD | 35-45°C | 35-40°C |
| NVMe Gen 3 | 50-60°C | 45-55°C |
| NVMe Gen 4/5 | 70-85°C | 50-65°C |
Même si votre SSD "fonctionne bien" sans cela, la chaleur affectera toujours sa durée de vie. Comme pour les processeurs, il est préférable d'être moins chaud.
Les disques SSD NVMe Gen 4 peuvent atteindre 80°C sous charge et bénéficier d'un dissipateur thermique.Vrai
Sans dissipateur thermique, les disques SSD à grande vitesse sont souvent bloqués par la chaleur.
Les disques SSD SATA nécessitent un grand dissipateur thermique externe pour une utilisation normale.Faux
Les disques SSD SATA fonctionnent à basse température et ne nécessitent généralement pas de refroidissement supplémentaire.
Conclusion
Les dissipateurs thermiques se présentent sous de nombreuses formes, mais la compréhension des deux principaux types, actifs et passifs, vous aide à faire les meilleurs choix en matière de matériel. De la convection de base dans les modèles passifs aux modèles actifs assistés par ventilateur, chacun a son rôle à jouer. Que vous refroidissiez un processeur, un disque dur ou une puce industrielle, le fait de choisir le bon dissipateur thermique en fonction de vos besoins thermiques garantit de meilleures performances et une durée de vie plus longue des appareils.
