CONTRIBUTION EXPERIMENTALE AU REFROIDISSEMENT DU MICROPROCESSEUR D'UN ORDINATEURDE BUREAU EN VUE DE L'AMELIORATION DE SES PERFORMANCES

Abstract

Suite aux progrès technologiques réalisés en électronique, les microprocesseur deviennent de plus en plus performants, ils peuvent dissiper plusieurs centaines de watts par centimètre carré. Ainsi, l’évacuation de cette chaleur est devenue un vrai problème à résoudre pour maintenir leur température de fonctionnement dans la limite des valeurs préconisées par les constructeurs. Cela implique que la conception d’un microprocesseur doit être accompagnée d’une étude thermique pour assurer et approuver son fonctionnement. Donc, le refroidissement efficace des microprocesseurs est devenu impératif afin d’éviter leur surchauffe. C’est dans ce sens que s’inscrit notre étude. Parmi les techniques de refroidissement les plus prisées, on trouve le refroidissement par convection d’air forcée, c’est la méthode la plus appropriée pour le refroidissement des microprocesseurs d’ordinateur de bureau. L’objectif de cette thèse est de mener une étude expérimentale pour la caractérisation des performances thermique et aérodynamique d’un dissipateur de chaleur à ailettes planes à mini canaux rectangulaires soumis à un jet d’air impactant. Ceci étant, pour analyser l'effet de plusieurs paramètres physiques, géométriques et dynamiques (vitesse d’écoulement, distance d'impact, débit d’air, positionnements de la source de chaleur) sur l’amélioration du refroidissement des microprocesseurs. A la lumière des résultats obtenus, Le rapport adimensionnel Y/D = 0.606, offre de meilleures performances de refroidissement. L'étude de l'influence de la position de la source de chaleur (microprocesseur) sur la base du dissipateur de chaleur, par rapport à la position initiale, à révélé que la position de la source de chaleur sur l'axe longitudinal, à 10 mm du centre de la base du dissipateur de chaleur, offre une meilleure dissipation de chaleur à travers le radiateur, le taux d'amélioration est de l'ordre de 10% comparativement à la position initiale de la source. Les résultats de l'étude expérimentale d'un système de refroidissement couplé d'un module thermoélectrique et d'un dissipateur de chaleur à mini canaux rectangulaire soumis à un jet d'air impactant piloté par un système de control de température intelligent à base de carte ARDUINO, ont bien montré les effets du courant d'entrée du module thermoélectrique et la vitesse du jet d'air impactant sur les performances thermiques. Les résultats expérimentaux indiquent que la température de la source de chaleur et la résistance thermique du système de refroidissement se sont nettement améliorées d'au moins 31%, 17% et 15%, pour les trois conditions de fonctionnement, 60W, 87W et 95W respectivement, lorsque le système de refroidissement thermoélectrique est installé par rapport au refroidissement sans module thermoélectrique. Les résultats de l'étude sont en bon accord surtout en terme de tendance avec ceux de la littérature, ils sont d'important intérêt pour les industriels du domaine.