Éléments Peltier

Comment fonctionnent les éléments Peltier ?

Le scientifique français Jean Peltier a publié en 1834 un article sur ses expériences électriques avec des points de contact de différents métaux. Lorsqu'il a relié les deux extrémités d'un fil de bismuth à des fils de cuivre et les a raccordé à une batterie pour faire passer un courant électrique, il a constaté que l'un des points de contact s'échauffait tandis que l'autre refroidissait. Lors de l'inversion du courant électrique, l'effet d'échauffement et de refroidissement des deux contacts s'inverse également. La cause de cet effet n'était pas encore connue. Ce n'est qu'après la découverte des lois de la thermoélectricité que ce phénomène a pu être expliqué. Il s'agit de processus de compensation d'énergie des porteurs de charge libres (électrons, trous) aux points de contact, lesquels se trouvent à différents niveaux d'énergie en fonction du matériau. Pour passer à un niveau d'énergie plus élevé, le porteur de charge prélève, dans son environnement immédiat, de l'énergie sous forme de chaleur. En cas de chute à un niveau inférieur, le porteur de charge évacue l'énergie sous forme de chaleur. Il en résulte une différence de température en fonction du courant.

Toutefois, 15 ans auparavant, le physicien prussien Johann Seebeck avait déjà découvert, avec un dispositif d'essai similaire, qu'une tension électrique entre les deux fils de cuivre si un l'un des deux points de contact était chauffé. Ainsi, l'effet Peltier tout comme l'effet Seebeck, utilisés chez les éléments thermoélectriques, sont connus depuis très longtemps mais n'ont trouvé de réelles applications pratiques qu'avec le développement de nouvelles technologies. Puisque les éléments Peltier et les éléments thermoélectriques, il est également possible de produire une tension électrique avec un élément Peltier, où un côté de contact s'échauffe et l'autre refroidit.