Article de référence | Réf : NM5100 v1
Auteur(s) : Jean-Marc FOURNIER, Charles SALVI, John STOCHKOLM
Date de publication : 10 avr. 2006
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Transferts de chaleur à l'échelle du nanomètreCet article fait partie de l’offre
Nanosciences et nanotechnologies (149 articles en ce moment)
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L'application aux systèmes thermoélectriques des techniques de la microélectronique et, de façon générique, de ce qu'il est convenu d'appeler les nanotechnologies, est en train de faire vivre une révolution pour les performances, mesurées ou prévues, des systèmes thermoélectriques.
Dans le même temps, le domaine des micro- et nanotechnologies lui-même exprime des besoins nouveaux et en plein essor pour des microsources d'énergie et des microrefroidisseurs. Il est évident que les systèmes thermoélectriques par leur capacité intrinsèque de miniaturisation sont parfaitement placés pour répondre à ces besoins. Néanmoins, il ne faut pas oublier, dans les applications en générateur autour de la température ambiante, l'existence du principe de Carnot selon lequel le rendement ne peut dépasser le rendement idéal de Carnot :
Si la thermoélectricité permet effectivement de générer de l'électricité à partir de gradients thermiques extrêmement faibles, comme 1 K, en revanche dans ce cas les rendements seront très faibles.
5.1 Utilisation des techniques « standard » de la microélectronique
Les premiers progrès qui ont été faits, depuis quelques années concernent la simple miniaturisation de modules thermoélectriques utilisant les matériaux classiques en particulier le tellure de bismuth. Ainsi, Seiko a réalisé le seul produit ayant été finalisé pour alimenter une montre à partir de la chaleur du poignet (figure 17).
Une image en microscopie électronique de la partie thermoélectrique est donné sur la figure 18.
Ce module est composé d'éléments de 120 × 120 µm2 et fonctionne avec un gradient thermique de seulement 1 K. Il produit au maximum 22 µW sous 300 mV et un amplificateur de tension augmente la tension...
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NANOSCIENCES ET NANOTECHNOLOGIES
(1) - GERL (M.), ISSI (J.P.) - Traité des Matériaux. - Vol. 8, chap. 8, Presses polytechniques et universitaires romandes, Suisse (1995).
(2) - NOLAS (G.S.), SHARP (J.), GOLSMID (H.J.) - Thermoelectrics. - Springer, Material Sciences, vol. 45 (2001).
(3) - Handbook of Thermoelectrics. - D.M. ROWE ed. CRC Press, London (1995).
(4) - DOBRETSOV (L.N.), GOMOYUNOVA (M.V.) - Emission electronics. - Israel Program for Scientific Translation, Jerusalem (1971).
(5) - Encyclopedia Universalis France. - Vol. 16, p. 45 (1974).
(6) - FOURNIER (A.) - Électronique et radioélectricité générale. - Chap. 7, Delagrave Paris (1961).
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