Note informative sur la Laing DDC

Suite aux problèmes de démarrage sur certaines pompes Laing DDC empêchant l'utilisation en toute sécurité d'un watercooling, j'ai entamé une discussion avec le responsable technique chez Laing Allemagne, Ralf Dörrenberg, pour approfondir, avoir des réponses de leur part sur ce problème récurrent et tenter de résoudre le problème.

On rappelle que pour une pompe, et plus globalement un moteur, la phase la plus délicate est toujours celle du démarrage car il faut pouvoir accrocher magnétiquement le rotor pour l'entraîner jusqu'à atteindre sa vitesse de croisière. Or, à cet instant précis, le couple qui sert à faire tourner l'ensemble est faible et doit lutter contre l'inertie et les frottements qu'oppose le rotor à l'arrêt. La Laing DDC est donc programmée pour faire plusieurs tentatives de démarrage si elle ne détecte pas la rotation, mais elle se met en sécurité au bout de quelques essais.

La DDC est une pompe très optimisée au niveau de son électronique de commande et même peut être un peu trop car il arrive parfois qu'elle ne sache pas démarrer faute de puissance (tolérances de fabrication). Il faut alors la tapoter légèrement pour l'aider à se lancer, ce qui est évidemment inadmissible !

Malgré leurs tests sur des modèles "défectueux", Laing Allemagne n'a su reproduire ce phénomène très aléatoire que sur un petit nombre de pompes. Laing USA a pu reproduire ce phénomène avec une pompe provenant d'un kit Corsair testé sur SystemCooling, avec 3 échecs pour 20 tentatives de démarrage par exemple.

Il faut savoir que Laing fournit Apple en très gros volume pour leurs machines (plus de 150000 unités), c'est infiniment plus en comparaison des quelques milliers destinées uniquement aux particuliers, et pourtant ils n'ont jamais recensé le moindre défaut là-bas. En effet, elle est originellement conçue exclusivement pour Apple avec un cahier des charges entièrement dédié qui n'est pas forcément adapté au monde PC. Quand j'ai pu me procurer la DDC en Août 2004 bien avant tout le monde, il était à peine envisagé de l'envoyer sur le marché des particuliers, son existence ayant été dévoilée trop tôt suite à une fuite sur leur site web, vite rétablie mais trop tard évidemment...

Le problème qui empêche donc parfois la Laing DDC de démarrer dans nos systèmes est à imputer à la présence d'un champ électromagnétique au démarrage trop faible par moment. Il en résulte un couple légèrement insuffisant qui est alors incapable de lancer correctement et rapidement le rotor, ce n'est pas un défaut mécanique. Ce problème est aléatoire et ne peut être relié à des numéros de série précis.

Origine et explication du problème de démarrage

Pour leurs systèmes, Apple utilise une séquence de démarrage spécifique au niveau de l'alimentation et l'électronique de la DDC leur est adaptée. C'est pour cela qu'ils n'ont aucun problème de retour sur cette pompe et l'on se doute d'ailleurs bien qu'Apple ne le tolérerait pas vu le prix exorbitant de leurs machines ! Dans le monde PC, le choix sur les composants est infiniment plus vaste et, avec certains types de matériel, la pompe peut avoir des difficultés à démarrer car des éléments internes à celle-ci ne sont pas forcément adaptés pour nous. Ca ne pouvait pas être détecté avant car ce n'est pas l'utilisation qui en était prévue à l'origine. Ce n'est pas un manque de fiabilité au sens strict du terme car tout dépend du contexte. Et ce ne sont pas les théories fumeuses de certains qui remettront ça en cause (mauvaise position du rotor, couvercle qui se déforme et autres bêtises)...

Le fait qu'elle ait des soucis peut également venir de la configuration de l'utilisateur et par exemple de la tension délivrée par l'alimentation quand tout démarre en même temps. On a alors un gros appel de courant sur le 12 V et une chute de tension sur les Molex chargées suivant l'alimentation employée. Certains s'étonnent que plusieurs modèles aient des soucis chez eux mais pas chez les autres, c'est qu'il y a une raison quelque part, non ? Dans le cas présent, il vaut mieux avoir 12.3 V que 11.8 V car on pourra faire transiter un peu plus de puissance (le petit plus qui fait que ça démarre) sans que la pompe ne bride le courant trop vite avec ce qui va suivre. Combien en sont satisfaits pour combien qui ont le problème ? Qui se plaint, ceux qui en sont contents ou ceux qui ne le sont pas ?

Pour résoudre ce problème, Laing a décidé d'éliminer 2 sécurités dans la nouvelle révision. Ces modifications ne sont effectives qu'à partir du numéro de série #292521 tout récent (apparu en magasin il y a ~3 semaines). Attention, cette numérotation a changé par rapport aux anciennes désignations. Les changements électroniques portent sur :

1 - le retrait de la protection contre les surtensions (problème d'alimentation ou utilisateur qui abuse)
2 - le retrait du limiteur de courant (utilisé principalement pour la phase de démarrage)

Ce courant de démarrage est l'élément le plus intéressant car c'est lui qui limitera directement la force du champ électromagnétique lors de la mise en route, le couple étant directement proportionnel aux courants statoriques. Il est utilisé pour contenir le pic de courant (égal à plusieurs fois le courant nominal) qui se produit lorsqu'on allume la pompe (Laing parle d'une limite à 40 % au démarrage). Le fait que ses bobinages statoriques ne soient pas pilotés avec des signaux rectangulaires, à la manière de la Laing D4, mais avec un signal moyenné de type sinusoïdal (découpage haute fréquence) donne plus de douceur de fonctionnement et un peu moins de nervosité. Depuis cette révision, Laing annonce que les problèmes de démarrage n'existent plus et qu'elle est compatible avec nos systèmes en permettant l'utilisation de 100 % de la puissance au démarrage.

En ce qui concerne le contact mécanique et le film hydrodynamique qui se produit au contact lors de la rotation, la nature du fluide peut avoir une petite part de responsabilité. Apple utilise un mélange d'eau et de glycol pour la longévité du système (80 % d'eau et 20 % d'additifs a priori), mais ça ne veut pas dire qu'il en faut impérativement ! La DDC marche avec n'importe quel fluide et de l'eau suffit largement. Chez certains, le fait d'ajouter un peu de liquide de refroidissement gras corrige le problème en rendant le contact un tout petit peu moins rude juste pour la phase de démarrage, mais ça ne marche pas chez tout le monde...

Evitez les poudres inutiles ou certains LDR qui fonctionnent par dépôt sur les éléments pour les protéger. Ils se déposeront partout et notamment sur la bille en matériaux céramiques et son logement en carbone ultra dur dans le rotor (liaison rotule) pour participer potentiellement aux problèmes de mise en route sur les DDC trop limites ! Veillez donc à nettoyer ces deux parties à l'aide d'un coton tige pour voir si cela améliore les choses. Moins de frottements signifie moins de force à fournir, il ne faut vraiment pas grand chose...

Personnellement, des problèmes de démarrage sont apparus sur l'une des mes deux DDC (eau déminéralisée) et le simple fait d'intervertir les 2 rotors a réglé le problème. J'ai effectué des dizaines de démarrages sous différentes conditions environnementales et il n'y a plus aucun signe de faiblesse, le problème parait donc résolu ! Très récemment, une nouvelle campagne de tests a été faite pour voir l'influence de la tension sur le démarrage de cette DDC récalcitrante à laquelle j'ai remis le rotor d'origine pour tenter de retrouver le bug de démarrage. Rien n'y a fait !! Elle a démarré à tous les coups après plus de 60 démarrages réalisés à différentes restrictions, dans différentes positions et avec une tension échelonnée de 11.3 V à 12.6 V ! Difficile dans ces conditions de tirer une conclusion universelle sur ce qu'il faut faire ou ne pas faire...

L'utilisateur ne peut malheureusement pas modifier l'électronique lui même en shuntant les sécurités donc si le problème survient, la meilleure chose à faire est de la faire passer en garantie.

Comparaisons avec la nouvelle révision

Pour vérifier tout cela, Laing Allemagne m'a fourni une nouvelle révision pour comparer aux anciennes. Au final, se sont 3 Laing DDC qui seront utilisées : 2 versions "normales" qu'on appellera V1 et la troisième, notée V2, qui est la nouvelle révision. L'intérêt des 2 V1 est de pouvoir s'assurer qu'elles se comportent de la même manière malgré leur provenance différente et de pouvoir affirmer que la V2 est meilleure suite aux mesures qui vont suivre.

Hormis le fait que le fil de tachymétrie soit mis en place directement et que des pattes de fixation aient été ajoutées (déjà en place dans certaines évolutions précédentes), le reste est rigoureusement identique. Le PCB a été retravaillé légèrement et l'on note quelques différences au niveau des pistes électriques notamment :

Ce qui nous intéresse ici, c'est de voir dans quelles proportions le retrait du limiteur de courant permettra d'avoir une puissance de démarrage plus importante. Le courant au démarrage étant un peu variable, on effectue 10 démarrages pour chaque cas testé afin d'avoir une valeur moyenne et une vue globale. La méthode n'est pas la plus rigoureuse possible car elle nécessiterait un système de capture rapide pour visualiser un phénomène si bref. Néanmoins, le fait que la pompe ait un retard de 2 secondes à l'allumage, durant lesquelles le courant ne cesse d'augmenter, permet tout de même à l'ampèremètre de capturer automatiquement une valeur maximale (plusieurs mesures par seconde).

Chaque pompe est testée de 2 manières. L'une se fera à restriction nulle pour avoir la consommation maximale (boucle dans un réservoir) et l'autre avec une restriction moyenne imposée pour simuler un circuit complet (identique pour toutes les pompes). Après des dizaines de démarrages sans aucun échec, on obtient ceci :

La nouvelle version montre nettement son débridage au niveau du courant appelé au démarrage (3 à 4 fois supérieur au courant de fonctionnement normal). Les DDC V1 sont identiques et semblent montrer une limite à 2.5 A en pointe avec une moyenne à 2.35 A. Par contre, la V2 atteint 2.75 A en moyenne, soit 0.4 A de plus (+17 %) ce qui n'est pas rien ! L'électronique a donc bien évolué, dans le bon sens peut-on ajouter, puisque ce courant plus élevé apportera plus de force pour lancer correctement le rotor. Le démarrage sera plus franc qu'avant et empêchera la mise en sécurité de la pompe. A noter que la nature du circuit n'influence pas le courant de démarrage, une pompe ne "force pas"...

Les consommations électriques en fonctionnement permanent peuvent aussi être vérifiées. Cela nous donne :

Pompes @ 12.00 V	Consommation @ débit nul (W)	Consommation @ débit maxi (W)
Laing DDC V1 - Laing Allemagne	8.5	11.2
Laing DDC V1 - Swiftech USA	8.6	11.2
Laing DDC V2 - Laing Allemagne	8.3	11.1

La situation relevée est normale car la V2 n'est pas plus puissante que l'originale en fonctionnement continu. On ne fait que passer outre certaines sécurités lors du démarrage, les bobinages et le reste de l'électronique sont identiques donc la consommation électrique est identique.

Bilan : au final, il est incontestable que Laing ait modifié cette pompe pour en améliorer certains aspects et notamment les conditions de démarrage en éliminant des éléments définis par Delphi lors de sa conception. Cette nouvelle révision ne devrait pas tarder à apparaître en masse car certains revendeurs ont cessé momentanément les ventes en l'attendant, mais comme il y peut toujours y avoir du stock en boutique, ça serait dommage de tomber sur une ancienne... A noter qu'un nouveau couvercle avec des embouts filetés 1/4" (DDC-1R) va être proposé pour pouvoir mettre les connecteurs que l'on souhaite et rester cohérent avec le reste de son circuit. Si vous en achetez une, essayez donc d'exiger que ce soit une nouvelle révision !