Refroidissement à eau

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un système complet en fonctionnement

Le watercooling est une méthode de refroidissement pour ordinateur, qui à l'inverse de l'aircooling préfère un liquide comme élément caloporteur, plus efficace que l'air.

Le principe est simple et s'inspire de procédés déjà utilisés dans le monde industriel et automobile. La chaleur produite par un élément (usuellement les processeurs) est transférée dans l'eau à travers un échangeur (waterblock). Le liquide sera ensuite lui-même refroidi dans un radiateur transmettant la chaleur à l'air.

Les utilisateurs du watercooling cherchent par un refroidissement plus efficace à pouvoir tirer le meilleur de leur matériel grâce au surcadençage. Sans pour autant sacrifier le silence, le radiateur qu'intègre un watercooling est libéré des contraintes de montage que possède un ventirad. Le watercooling désigne l'ensemble du circuit fermé de refroidissement. On retrouve toujours une pompe, un radiateur, un ou des waterblocks, un réservoir ou air-trap, des tuyaux et des raccords

Présentation du watercooling

Le watercooling dans son principe de fonctionnement descend directement de l'industrie. Son application à l'informatique est apparue au début des années 2000 avec la démocratisation des ordinateurs et d'internet.

Des pompes d'aquariophilie étaient d'abord utilisées, avec des waterblocks fabriqués par l'utilisateur (dits homemade, de l'anglais : « fait maison »). Les radiateurs étaient ceux utilisés dans les voitures, en particulier ceux de la Renault Twingo ou de l'Opel Corsa, ces radiateurs étaient appelés Big Moma.

Peu à peu, un marché a su se développer autour du watercooling, et de nos jours les pompes proviennent de l'industrie. Les radiateurs et waterblocks sont fabriqués par des entreprises spécialisées. Les moyens de production et de conception ont évolué, permettant la conception de waterblocks plus performants.

De nos jours, de nombreux magasins (principalement sur internet) proposent des gammes complètes de produits aussi bien au détail qu'en kits contenant le nécessaire pour assembler un circuit complet.

Un watercooling peut être intégré dans le boîtier. Dans certains montages, la pompe et le radiateur peuvent être déportés dans une Watercase.

Les Éléments d'un Watercooling

Le Liquide De Refroidissement (LDR)

Il ne sagit jamais d'eau du robinet, dans laquelle pourrait se développer des micro-organismes tel que des algues mais aussi favoriser l'oxydo-réduction. Ces phénomènes conduiraient à une obstruction des autres éléments du circuit comme le radiateur ou les waterblocks, voire leur causer des dommages irrémédiables pouvant conduire à des fuites dans le cas de l'oxydoréduction.

C'est pourquoi du liquide de refroidissement pour voiture est utilisé, il contient les additifs nécessaires à la prévention de ces phénomènes. Selon sa viscosité il peut être coupé avec de l'eau déminéralisée.

Il est parfois complété par des colorants qui sont adapté et souvent réactifs aux Ultraviolets, dans un but esthétique.

Les Waterblocks

Ils forment l'élément clef du watercooling. Le ou les waterblocks, par leur conception et les pertes de charge qu'ils engendrent, définissent le choix des autres éléments du circuit, en particulier celui de la pompe. Ainsi en règle générale avec des blocs très restrictifs (qui engendrent d'importantes pertes de charges) on choisira une pompe au débit faible mais avec une pression importante. Au contraire avec des blocs peu restrictifs, on utilisera une pompe au débit important.

La Pompe

La pompe assure la circulation du liquide de refroidissement dans le circuit. Elle doit être adaptée au reste du circuit en prenant en compte sa longueur (nombres de waterblocks, taille du radiateur) et sa restrictivité.

L'utilisation d'une pompe, trop puissante pour un circuit restrictif pourrait l'endommager et être bruyant. Le choix de la pompe peut également être motivé par son intégration : encombrement, sens de montage, alimentation, immergée ou non dans le réservoir.

Le Radiateur

Le Radiateur va assurer le transfert de la chaleur emmagasiné dans le liquide de refroidissement avec l'air.

Les radiateurs utilisés dans le watercooling possèdent des dimensions adaptés pour être intégrés dans les boîtiers d'ordinateurs. Ils possèdent des emplacement pour fixer des ventilateurs afin de maximiser l'échange avec l'air. Les ventilateurs peuvent être optionnels selon la quantité de chaleur a dégager.

Il est également possible d'utiliser de véritables radiateurs normalement destinés à chauffer une pièce. Dans ce cas la taille du radiateur et l'inertie thermique de ce dernier permet de s'affranchir de ventilateurs, on parle alors de refroidissement passif ou fanless.

Le Réservoir ou l'Air-Trap

L'air-trap (de l'anglais « piège à air ») et le réservoir désigne dans un watercooling le même élément qui a en réalité deux rôles :

  • Faciliter le remplissage du circuit.
  • Retenir les bulles pour empêcher leur circulation dans le circuit. Leur passage dans la pompe produirait du bruit.

Les Raccords

On distingue 3 grands types de raccords utilisés en watercooling :

  • Les raccords cannelés, où le tuyau une fois branché dessus doit être maintenu par des colliers de serrages. C'est le raccord le plus universel il est disponible en beaucoup diamètres différents, il est aussi possible de forcer un tuyau trop petit dessus. Son démontage est souvent difficile.
  • Les raccords à coiffes, le tuyau une fois branché dessus est maintenu par une coiffe qui se visse sur le raccord. Plus simple à utiliser que le raccord cannelé, il est disponible droit ou coudé, pivotant ou non. C'est le type de raccord le plus utilisé en watercooling.
  • Les raccords PNC (Plug aNd Cool), le tuyau a juste besoin d'être branché sur le raccord. Pour être utilisé la découpe du tuyau doit être parfaitement transversale et droite.

Les raccords en watercooling utilisent un filetage gaz. Il sagit généralement de G1/4 ou parfois G1/8. L'étanchéité du raccord est généralement faite grâce du TeflonPolytétrafluoroéthylène appliqué dans le sens contraire du filetage. Elle peut également être assurée par un joint torique ou par un joint liquide à appliquer sur le filetage.

Des raccords en Y permettent de brancher deux tuyaux sur un seul. Il est utile lors d'un montage en parallèle ou sur un waterblock qui possède 3 raccords. Des nourrices de distribution peuvent être utilisées, elles agissent comme des prises multiples.

Les Tuyaux

Les tuyaux utilisés en watercooling peuvent être colorés, réactifs aux ultraviolets ou simplement transparents. En watercooling on cherche généralement un tuyau souple afin de faciliter son intégration, mais il doit également ne pas pincer ou s'aplatir.

Leur choix va aussi être définit par le type de raccord utilisé : l'utilisation de raccords PNC ou à coiffes nécessite un tuyau de diamètre interne et externe précis. On préférera également des tuyaux d'un diamètre important dans un circuit peu restrictif.

Le Montage Série ou Parallèle

La variation de la température du liquide de refroidissement dans un watercooling étant très faible, il n'est pas intéressant de monter les waterblocks en parallèle, ce qui diviserait le débit, et donc les performances du circuit. C'est pourquoi le montage en série en plus d'être simple est préféré au montage en parallèle.

Néanmoins le montage en parallèle peut devenir intéressant dans certains circuits qui mélangent des waterblocks de type différents et en grand nombre. Il demande une étude approfondie du circuit et de la répartition des pertes de charges. Un montage en parallèle est aussi plus dur à intégrer : il multiplie le nombre de tuyaux.

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