Conceptuellement, un système de refroidissement liquide peut se
représenter ainsi :
En effet, la chaleur du CPU est transmise au bloc échangeur eau/eau
interne par conduction (1) . Puis, par convection forcée, le caloporteur absorbe
cette chaleur (2), chaleur ensuite évacuée par l’échangeur externe (ici de type
air/eau (3)) pour amorcer alors un nouveau cycle (4).
Typiquement a masse volumique égale on considère qu’un
échangeur à eau à un résistance thermique 30 fois moindre à celle d’un couple
dissipateur/ventilateur classique. On peut estimer qu’en moyenne sa résistance
thermique est de 0.08°C/W contre 0.9°C/W pour un dissipateur/ventilateur de base et
0.23°C/W pour les tout meilleurs modèles, mais aussi les plus coûteux, bien plus
encombrants et bruyants. En considérant qu’un CPU hautement overclocké dégage
entre 50 et 100w (en omettant l’usage d’une plaque à effet Peltier), on voit
facilement que dans des cas d’utilisation parfaits (contacts parfaits, flux constant
et maîtrisé…) un CPU dégageant 100w ne montera que de 8°C par rapport à la
température de l’eau caloporteuse contre plus de 20°C supplémentaires par rapport
à la température de l’air ambiant dans le cas des meilleurs couples
radiateurs/ventilateurs. Bien sûr ces chiffres sont bien plus que théoriques et ces
conditions parfaites n’auront jamais lieu, mais ils se révèlent une bonne base de
comparaison, les mêmes contraintes étant présentes aussi bien dans le cas de
refroidissements à eau ou à air. De plus, de nombreux autres facteurs sont à prendre en
compte, tels la médiocrité de la surface de contact CPU / Echangeur (inférieure à
200mm²) qui rend le choix des matériaux composant ces systèmes primordial. Cependant,
les CPUs refroidis à eau seront donc bien moins sensibles aux changements climatiques et
opéreront toujours avec une marge de manœuvre plus importante ce qui les préservera
de plantage et allongera leur durée de vie.
La force de ces systèmes ne réside pas seulement dans son
efficacité, mais surtout dans son intégratibilité (preuve en est l’annonce par
Toshiba de son nouveau portable de la gamme Protégé refroidi de la sorte), son
autonomie, l’absence totale d’entretien, le coût bien inférieur à celui de
solutions plus radicales (très loin des 5000FF d’un système à compresseur comme
ceux de Kryotech ou d’Asetek) et l’absence quasi totale de bruit.
Au final, devant l’explosion des sources de chaleur dans nos PCs
et la puissance toujours plus importante de nos microprocesseurs, le refroidissement à
eau séduit par les avantages que j’ai tenté de vous présenter. Alors que la
deuxième partie abordera de façon bien plus concrète chacun des organes composant ce
type de système et s’efforcera de recenser tout ce qui est aujourd’hui
disponible à la vente, cette première partie n’a eu pour but que de montrer
d’une approche posée et conceptuelle divers aspects du fonctionnement d’un
système à refroidissement liquide. Elle revendique pour objectif de tenter de
démystifier ces dispositifs qui passent parfois pour de simples gadgets ou bricolages
alors qu’ils sont, depuis des décennies, utilisés dans de nombreuses autres
industries et, souvent, dans des conditions de températures et de pression bien plus
extrêmes que celles que l’on rencontrera jamais dans un ordinateur particulier…
du moins, espérons-le.
