{"id":7042,"date":"2025-06-05T14:59:25","date_gmt":"2025-06-05T13:59:25","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/?p=7042"},"modified":"2025-06-10T09:30:39","modified_gmt":"2025-06-10T08:30:39","slug":"generateurs-thermoelectriques-pour-cheminee","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/2025\/06\/05\/generateurs-thermoelectriques-pour-cheminee\/","title":{"rendered":"G\u00e9n\u00e9rateurs thermo\u00e9lectriques pour chemin\u00e9e"},"content":{"rendered":"\n

R\u00e9duire sa consommation d\u2019\u00e9nergie\u2026 depuis sa chemin\u00e9e ?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Dans un monde o\u00f9 chaque geste compte pour pr\u00e9server notre plan\u00e8te, tirer parti de la chaleur perdue de nos foyers devient une opportunit\u00e9 concr\u00e8te. <\/p>\n\n\n\n

Gr\u00e2ce aux g\u00e9n\u00e9rateurs thermo\u00e9lectriques (TEG), il est possible de transformer la chaleur d\u00e9gag\u00e9e par une chemin\u00e9e en \u00e9lectricit\u00e9, contribuant ainsi \u00e0 la sobri\u00e9t\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique. Ce projet innovant s\u2019inscrit dans une d\u00e9marche \u00e9cologique, visant \u00e0 r\u00e9utiliser les pertes d\u2019\u00e9nergie pour r\u00e9duire notre d\u00e9pendance aux sources polluantes. <\/p>\n\n\n\n

D\u00e9couvrez comment une chemin\u00e9e peut devenir un outil pour un avenir plus durable.<\/p>\n\n\n\n

I- Pr\u00e9sentation de notre projet<\/h2>\n\n\n\n

Bonjour! Nous sommes 2 \u00e9tudiants, actuellement en fin de PEIP2. Dans le cadre de notre formation nous avons r\u00e9alis\u00e9 un projet de fin d’ann\u00e9e des g\u00e9n\u00e9rateurs thermo\u00e9lectriques sur une chemin\u00e9e. <\/p>\n\n\n\n

Notre projet consiste \u00e0 r\u00e9utiliser les pertes d’\u00e9nergie d’une chemin\u00e9e pour cr\u00e9er de l’\u00e9lectricit\u00e9. Pour expliquer un peu plus, dans une chemin\u00e9e, la dissipation de la chaleur sert \u00e0 chauffer une pi\u00e8ce, le probl\u00e8me est que lorsque que le conduit de chemin\u00e9e passe dans une zone qu\u2019on ne veut pas chauffer (\u00e0 l\u2019ext\u00e9rieur ou dans un grenier par exemple), cette dissipation de chaleur devient simplement une perte d\u2019\u00e9nergie. L’id\u00e9e est donc de transformer ces pertes en \u00e9lectricit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Pour ce faire, on utilise des g\u00e9n\u00e9rateurs thermo\u00e9lectriques qui reposent sur l’effet Seebeck.<\/p>\n\n\n\n

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L\u2019effet Seebeck a \u00e9t\u00e9 d\u00e9couvert en 1821 par le physicien allemand Thomas Johann Seebeck. C\u2019est en manipulant diff\u00e9rents m\u00e9taux qu\u2019il a accidentellement mis en \u00e9vidence ce ph\u00e9nom\u00e8ne.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Pour essayer de pr\u00e9senter assez simplement ce ph\u00e9nom\u00e8ne, l\u2019effet Seebeck est un ph\u00e9nom\u00e8ne physique qui permet de produire de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 \u00e0 partir d\u2019une diff\u00e9rence de temp\u00e9rature. <\/p>\n\n\n\n

Lorsqu\u2019on relie deux m\u00e9taux diff\u00e9rents pour former un circuit ferm\u00e9 et que les jonctions sont \u00e0 des temp\u00e9ratures diff\u00e9rentes, un courant \u00e9lectrique se cr\u00e9e naturellement. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne est cr\u00e9\u00e9 par le d\u00e9placement des \u00e9lectrons du c\u00f4t\u00e9 chaud vers le c\u00f4t\u00e9 froid, g\u00e9n\u00e9rant une tension. Plus la diff\u00e9rence de temp\u00e9rature est importante, plus la tension produite est \u00e9lev\u00e9e. Cet effet est \u00e0 la base du fonctionnement des g\u00e9n\u00e9rateurs thermo\u00e9lectriques (TEG), qui vont convertir la chaleur de notre chemin\u00e9e en \u00e9lectricit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

L’objectif de notre projet est de cr\u00e9er la maquette d’une chemin\u00e9e afin de tester les g\u00e9n\u00e9rateurs, faire des mesures et savoir si cette solution est durable et efficace. Dans les contraintes donn\u00e9es par nos professeurs, la maquette devait \u00eatre d\u00e9montable pour faciliter son transport et pour pouvoir l’am\u00e9liorer en changeant certains composants.<\/p>\n\n\n\n

II- Les \u00e9tapes de construction de la maquette<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

La premi\u00e8re \u00e9tape, pas la plus marrante, a \u00e9t\u00e9 celle des recherches pour l’achat des composants.<\/p>\n\n\n\n

Le premier achat a \u00e9t\u00e9 la r\u00e9sistance chauffante. <\/p>\n\n\n\n

Les crit\u00e8res de recherche \u00e9taient la puissance et la ventilation. Pour la puissance, la r\u00e9sistance devait \u00eatre assez puissante pour pouvoir chauffer l’air de la chemin\u00e9e \u00e0 100\u00b0C. Pour la ventilation, elle permet de diriger l’air dans le conduit de chemin\u00e9e et de chauffer l’air de mani\u00e8re plus uniforme.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Ensuite, nous avons cherch\u00e9 nos g\u00e9n\u00e9rateurs thermo\u00e9lectriques. Nous avons choisi d’en acheter 4 diff\u00e9rents afin de les comparer et de savoir si la diff\u00e9rence de prix \u00e9tait visible dans leur efficacit\u00e9 ou non.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Pour le b\u00e2ti et la chemin\u00e9e, nous avons choisi d’utiliser de l’acier car c’est le plus pratique pour la soudure tout en \u00e9tant assez r\u00e9sistant \u00e0 une certaine temp\u00e9rature.<\/p>\n\n\n\n

Pour le b\u00e2ti nous avons d\u00e9cid\u00e9 de le faire nous m\u00eame avec une plaque. Pour la d\u00e9coupe et la soudure de la plaque, nous avons d\u00fb faire appelle \u00e0 la m\u00e9tallurgie d’une autre \u00e9cole, les Beaux-arts. Nous n’avons malheureusement pas pu r\u00e9aliser nos d\u00e9coupes et nos soudures nous m\u00eame car \u00e7a n\u00e9cessite de ma\u00eetriser des outils que nous ne ma\u00eetrisions pas. Heureusement, Victor Gilles (notre sauveur), a r\u00e9aliser les d\u00e9coupes \u00e0 l’aide de la meuleuse et d’une guillotine et pour les soudures, il a utilis\u00e9 des soudures \u00e0 l’arc.<\/p>\n\n\n\n

Pour la soudure, nous avons eu un probl\u00e8me majeur, l’\u00e9paisseur de la plaque d’acier. <\/p>\n\n\n\n

En effet, nous avions command\u00e9 une plaque de 1.5mm d’\u00e9paisseur pour deux raisons. La premi\u00e8re est la solidit\u00e9. Pour supporter la r\u00e9sistance et le conduit, il fallait une plaque assez \u00e9paisse. La deuxi\u00e8me est la plus importante, la soudure. En effet, plus une plaque est fine, plus la soudure est difficile \u00e0 faire pour diff\u00e9rentes raisons. Lors d’une soudure, on chauffe \u00e0 haute temp\u00e9rature la plaque. Le risque, si la plaque est trop fine est qu’elle ne “supporte” pas cette temp\u00e9rature et se d\u00e9forme voire se troue. Le probl\u00e8me est que nous n’avons pas re\u00e7u une plaque de 1.5mm mais bien 0.5mm.<\/p>\n\n\n\n

Malgr\u00e9 \u00e7a, Victor a r\u00e9ussi \u00e0 souder tout le b\u00e2ti. Cependant, pour r\u00e9aliser les montants du b\u00e2ti, il a d\u00e9cid\u00e9 de nous donner des profil\u00e9s ( des pi\u00e8ces en forme de L) d’\u00e9paisseur 3mm.<\/p>\n\n\n\n

Voici le b\u00e2ti que nous avions imagin\u00e9 en conception assist\u00e9e par ordinateur et le rendu final.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Une fois les TEG coll\u00e9s et l’assemblage des composants r\u00e9alis\u00e9s, voici le r\u00e9sultat:<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Et si vous suivez toujours, vous aurez s\u00fbrement remarqu\u00e9 qu’il manque un \u00e9l\u00e9ment primordial \u00e0 notre projet… le conduit!<\/p>\n\n\n\n

En effet, durant tout le projet nous avons eu des probl\u00e8mes avec les commandes. Entre les sites o\u00f9 nous ne pouvions pas commander et les d\u00e9lais de livraison, les commandes ont \u00e9t\u00e9 notre principale difficult\u00e9. Et pour le conduit de la chemin\u00e9e, nous ne l’avons tout simplement pas re\u00e7u.<\/p>\n\n\n\n

Pour quand m\u00eame r\u00e9aliser des mesures, nous avons d\u00e9cid\u00e9 de coller les g\u00e9n\u00e9rateurs thermo\u00e9lectriques directement sur la r\u00e9sistance. Le probl\u00e8me de cette technique est que cela diminue la diff\u00e9rence de temp\u00e9rature et donc l’efficacit\u00e9 de l’installation, comme nous allons le voir dans les mesures. <\/p>\n\n\n\n

III- Les mesures<\/h2>\n\n\n\n

Comme nous l’avons dit pr\u00e9c\u00e9demment, les r\u00e9sultats ont \u00e9t\u00e9 fortement impact\u00e9s par le changement de place des TEG puisque apr\u00e8s mesure nous avons obtenu une tension de…0V.<\/p>\n\n\n\n

Ce r\u00e9sultat est facilement explicable. D\u00e9j\u00e0, m\u00eame si les TEG ont de nombreux avantages comme leur durabilit\u00e9, leur faible co\u00fbt (car pas de maintenance) et le fait qu’on utilise de l’\u00e9nergie perdue, ils ont un inconv\u00e9nient principal, leur manque d’efficacit\u00e9. En effet, m\u00eame dans des conditions id\u00e9ales, les TEG produisent tr\u00e8s peu d’\u00e9nergie. Or, dans ce cas, les TEG \u00e9tant coll\u00e9s \u00e0 la r\u00e9sistance la diff\u00e9rence entre la face chaude et la face froide est quasi nulle.<\/p>\n\n\n\n

Comme la production d’\u00e9lectricit\u00e9 d\u00e9pend de la diff\u00e9rence de temp\u00e9rature entre les deux faces, il est logique que nous ayons obtenu une tension nulle.<\/p>\n\n\n\n

Avec l’aide de nos professeurs nous avons donc eu une id\u00e9e pour tenter d’avoir une production. Comme le probl\u00e8me est la faible diff\u00e9rence de temp\u00e9rature nous pouvons soit augmenter la temp\u00e9rature d’une des faces soit r\u00e9duire la temp\u00e9rature de la face froide. Nous avons opt\u00e9 pour la deuxi\u00e8me option pour des raisons techniques.<\/p>\n\n\n\n

Pour cela, on a pos\u00e9 des pains de glace sur les TEG pour refroidir leur face froide. <\/p>\n\n\n\n

Avec cette technique on a obtenu des r\u00e9sultats bien meilleurs. <\/p>\n\n\n\n

Dans un premier montage, on a obtenu des tensions entre 1.2 et 1.7 V. Dans un deuxi\u00e8me, on a branch\u00e9 2 des TEG en d\u00e9rivation et avec \u00e7a, on a obtenu une tension de 3.3 V. Ce r\u00e9sultat est coh\u00e9rent puisque en d\u00e9rivation les tensions s’additionnent. <\/p>\n\n\n\n

IV- Conclusion<\/h2>\n\n\n\n

En conclusion, les g\u00e9n\u00e9rateurs thermo\u00e9lectriques ne sont clairement pas une solution miracle qui vont nous permettre de produire de l’\u00e9lectricit\u00e9 de mani\u00e8re efficace. <\/p>\n\n\n\n

Dans une application concr\u00e8te, si on pose des g\u00e9n\u00e9rateurs thermo\u00e9lectriques sur un conduit de chemin\u00e9e il faudrait pr\u00e9voir un syst\u00e8me qui refroidit la face froide des TEG. Ce syst\u00e8me pouvant \u00eatre tr\u00e8s co\u00fbteux en \u00e9nergie, mettre des TEG sur une chemin\u00e9e, en suivant les donn\u00e9es obtenues sur notre maquette, ne seraient pas pour l’instant b\u00e9n\u00e9fique. <\/p>\n\n\n\n

Nous tenons \u00e0 remercier tr\u00e8s particuli\u00e8rement nos professeurs r\u00e9f\u00e9rents Rima Al Aridi et Thierry Lemenand, ainsi que Boris Rayer le responsable FabLab de polytech Angers, et Victor Gilles le responsable m\u00e9tallurgie de l’\u00e9cole des Beaux Arts.<\/p>\n\n\n\n

Julien Boubet et Charles Burban.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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