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Mort aux idées préconçues sur le watercooling ! - Page 2/6

Rédigé par David D. - 09/05/2003
Catégorie : Watercooling



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Radiateur avant le waterblock = mort de la pompe ?

Cette question est également récurrente lorsqu'on monte un circuit de watercooling. L'opinion générale tend à croire que si on met le radiateur juste après la pompe, et donc avant le waterblock, la pompe va subir des dommages puisqu'elle va recevoir de l'eau soi-disant "chaude". Les constructeurs de pompe d'aquarium, comme Eheim, conseillent de ne pas les faire tourner avec de l'eau à plus de 35 °C, mais en règle générale les pompes tournent très bien avec de l'eau bien plus chaude. Les pompes 12 V type Laing DDC ou D5 tournent sans aucun souci avec un liquide à 60 °C. En voyant le radiateur après la pompe, la plupart des gens considèrent que l'eau va retourner "chaude" à la pompe comme si la différence de température allait être énorme après le passage dans les waterblocks. Nous allons donc voir de combien ça augmente réellement et si on doit vraiment s'inquiéter...

La première chose à faire est de considérer le système à étudier. On choisit un circuit classique composé d'un waterblock CPU, d'une pompe et d'un radiateur classique. On quantifie les valeurs de puissances mises en jeu dans le circuit en choisissant :

  • une pompe externe de 600 L/h maxi de 15 W de consommation et qui rejette 7 W dans l'eau directement
  • processeur donné pour dissiper 100 W

Toute la puissance du processeur sera intégralement transmise à l'eau (on néglige les pertes secondaires vers la carte mère). Il est alors très facile de calculer l'augmentation de température d'un fluide passant dans un échangeur soumis à une puissance avec la formule de calorimétrie suivante.

Q = M x Cp x (T°sortie - T°entrée) => T°sortie - T°entrée = Q / (M x Cp)
  • Cp = capacité thermique massique de l'eau, elle vaut 4180 J/kg·K à 25 °C (il faut 4180 J pour augmenter la température de 1 kg d'eau de 1 °C)
  • M = masse d'eau qui passe dans l'échangeur chaque seconde en kg/s
  • Q = puissance appliquée au waterblock en W

Il est facile de sortir les courbes pour chaque valeur de débit et à différentes puissances pour voir les évolutions.

Exemple

Si on a 300 L/h dans le circuit avec un waterblock absorbant 100 W, on observe une différence réelle de température entre l'entrée et la sortie du waterblock de seulement 0,29 °C. Le passage dans la pompe à 300 L/h fait augmenter la température de l'eau de 0,02 °C à cause des 7 W dissipés. Pas de quoi s'affoler...

Bref, on voit très bien qu'avec une grosse puissance à dissiper et un débit raisonnable d'eau, on aura du mal à dépasser 1 °C de différence entre le point le plus chaud et le moins chaud du liquide lors d'une boucle dans le circuit. Parler d'eau soi-disant "chaude" qui arriverait dans la pompe est complètement exagéré. Pour obtenir une variation de température "énorme" pour l'eau, il faudrait avoir un débit extrêmement faible et cela se voit bien sur le graphe ci-dessus. Même à seulement 1 L/min, on arrive qu'à 2,1 °C d'écart pour 150 W réels, c'est tout à fait honorable. On aura ce genre d'augmentation de température dans le cas de waterblocks à très forte perte de charge qui ne permettent pas de faire passer beaucoup de débit sans une pompe capable de fournir beaucoup de pression.

Il y a aussi une deuxième idée reçue qui consiste à croire que l'eau à l'équilibre thermique sera plus chaude si le radiateur est placé juste derrière la pompe. L'erreur est de ne pas prendre en compte la globalité du circuit et le fait que celui-ci soit bouclé sur lui-même. A un moment donné, l'eau va de toute façon céder sa chaleur à l'air ambiant quand elle passera dans le radiateur ventilé. Dans les deux cas de figure, la température finale en sortie du radiateur est donc égale, car quel que soit l'endroit où il est placé, il recevra toujours la même puissance et son efficacité sera la même. Il n'y a que l'ordre de cumul des puissances qui change.

Le radiateur reçoit toujours 106 W, peu importe l'ordre de placement

Si on veut être pinailleur jusqu'au bout, il faudrait mettre le radiateur juste avant le waterblock puisque l'eau qui en sort est la plus fraîche possible de tout le circuit. Dans l'autre cas, l'eau doit repasser par la pompe, ce qui la réchauffe légèrement avant de rentrer dans le waterblock, mais on a vu que l'augmentation de température due à la pompe est de toute façon négligeable...

En définitif, on peut placer les éléments du circuit dans l'ordre qui nous arrange lorsque le débit est suffisamment grand (disons au moins 100 L/h). Le plus simple est de limiter la longueur des tuyaux, d'éviter les croisements de ces tuyaux, etc. En général, vu l'agencement de la carte mère, la manière la plus efficace de les placer est de commencer par le processeur pour aller au chipset et ensuite plonger vers la carte graphique, le radiateur se mettant là où on a de la place. Dans le cas des circuits à très faible débit, il est préférable de commencer par le processeur, car l'écart de température de l'eau entre l'entrée et la sortie du waterblock sera un peu plus élevé, le reste des éléments est un peu moins important.

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