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L’effet Seebeck, c’est quoi ? C’est un état qui est provoqué par une différence de potentiel entre la jonction de deux corps conducteurs. Autrement dit, c’est la différence de température qui provoque cette tension. Il s’agit d’un effet thermoélectrique, un phénomène physique qui associe la chaleur d’un matériau aux courants électriques présents dans ce même matériau.
D’où vient l’effet Seebeck ? C’est le physicien allemand Thomas Johann Seebeck qui, en 1821, met un nom sur ce phénomène physique. Il observe l’apparition d’une tension lorsqu’il place l’aiguille d’une boussole entre deux conducteurs différents. L’aiguille est alors déviée.
L’effet Seebeck peut être déterminé en utilisant une simple formule, le coefficient Seebeck. Cette formule dépend des matériaux à effets thermoélectriques utilisés. Elle s’exprime en V.K-1. Le coefficient Seebeck est nul lorsque deux matériaux supra-producteurs sont utilisés. Cela donne la base du coefficient Seebeck pour les autres matériaux.
Généralement, les métaux possèdent un coefficient de Seebeck de seulement quelques μV.K-1. Les semi-conducteurs, dont les propriétés électriques sont entre celles des métaux et des isolants, ont un coefficient de Seebeck plus important. Cela est dû à leur faible conductivité thermique.
Concrètement, l’effet Seebeck, c’est quoi dans l’utilisation quotidienne ? À quoi sert ce phénomène de thermoélectricité ? L’utilisation la plus connue est la mesure de la température grâce aux thermocouples.
La recherche dans ce domaine, notamment dans l’utilisation de nouveaux matériaux, montre que l’effet Seebeck peut être utile dans d’autres domaines. Un flux de chaleur peut être transformé en un flux électrique. Bien que jusqu’ici le rendement soit faible, cet effet peut être intéressant dans le domaine de la nanostructuration.
C’est quoi un thermocouple ? Les thermocouples sont des instruments de mesure thermique fonctionnant avec l’effet Seebeck. Le couple thermoélectrique permet de connaître la température d’une pièce ou d’une surface.
Dans un thermocouple, un couple de matériaux est utilisé. Les fils des métaux sont soudés entre eux, en un point précis appelé soudure chaude. Cette dernière est mise en contact avec l’élément dont la température est à calculer. C’est un capteur bien utile pour de nombreux domaines. Il y en a, par exemple, dans les chaudières à gaz.
Concrètement, l’effet Peltier est l’inverse de l’effet Seebeck. Une tension est appliquée à la jonction des deux corps conducteurs, ce qui va provoquer une augmentation ou une diminution de la température. C’est en 1834 que le physicien Jean-Charles Peltier découvre ce phénomène.
D’où vient l’effet Peltier ? La tension électrique va pousser les électrons d’un métal à l’autre. L’énergie qui est libérée va faire monter la température qui se trouve au niveau de la jonction des métaux. Au contraire, l’énergie qui est utilisée par les électrons va faire descendre la température.
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