Qu'est-ce qu'un convertisseur thermique?
Un convertisseur thermique, également appelé convertisseur de thermocouple ou générateur thermoélectrique, est un dispositif électronique capable de convertir de l'énergie thermique en énergie électrique. Bien qu'il existe plusieurs types de convertisseurs thermiques, ils sont tous basés sur l'effet Seebeck. L'effet Seebeck est un phénomène dans lequel les différences de température peuvent être exploitées pour générer un courant électrique. Thomas Johann Seebeck le découvrit pour la première fois en 1826, lorsqu'il remarqua que deux métaux différents pouvaient générer une charge électrique tant que les points de connexion des deux métaux étaient à des températures différentes. Depuis lors, il a été constaté que l’effet thermoélectrique généré par ces circonstances augmente avec l’écart de température.
Une idée fausse commune est qu'un convertisseur thermique est la même chose qu'un moteur thermique. Un moteur thermique convertit les différences de température en sortie mécanique, tandis qu'un convertisseur thermique convertit directement les différences de température en énergie électrique. De même, alors que les moteurs thermiques sont souvent plus efficaces que les convertisseurs thermiques, ils peuvent être préférables dans certaines situations car ils sont plus petits et plus compacts que la plupart des moteurs thermiques. La principale différence entre les convertisseurs thermiques et les moteurs thermiques réside dans le fait que, contrairement à la plupart des générateurs, un convertisseur thermique ne comporte généralement aucune pièce mobile, à l'exception d'un éventuel ventilateur de refroidissement.
Les convertisseurs thermiques peuvent être appliqués à différentes situations. En plus d'être utilisées pour remplacer les moteurs thermiques, des recherches sont également en cours pour exploiter l'utilisation de la chaleur perdue provenant des moteurs à combustion, tels que ceux utilisés dans les voitures et les avions. Si cela peut être fait, l'efficacité énergétique de ces machines pourrait être augmentée assez largement. Les convertisseurs thermiques sont également utilisés dans les sondes spatiales éloignées pour générer une source constante d'énergie électrique.
L'utilisation de convertisseurs thermiques pose toutefois quelques problèmes. Par exemple, les convertisseurs ne produisent généralement qu’une efficacité de 5 à 10% sauf si la tension est augmentée de manière significative. Afin de créer une sortie suffisamment importante pour que le convertisseur thermique puisse concurrencer l'efficacité d'un moteur à combustion, le nombre d'éléments dissemblables utilisés pour générer le courant électrique doit être augmenté. Le résultat final est que le convertisseur thermique finit par devenir trop volumineux pour être efficace. Cependant, des recherches sont en cours pour augmenter la capacité de génération des convertisseurs thermiques. Ainsi, ces différences de température pourront être exploitées plus efficacement au fil du temps sans être trop importantes pour ne pas perdre en efficacité.