Qu'est-ce que la thermoélectricité ? © Sergey Nivens, Fotolia

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Thermoélectricité

DéfinitionClassé sous :physique , thermoélectricité , effet thermoélectrique

La thermoélectricité correspond à un phénomène physique découvert au XIXe siècle, d'abord dans des conducteurs métalliques puis dans des semi-conducteurs. Elle fait le lien entre énergies thermique et électrique.

Principe de la thermoélectricité : effet Seebeck et effet Peltier

Ainsi, elle relie directement et réciproquement le flux de chaleur qui traverse certains matériaux au courant électrique qui les parcourt. L'effet Seebeck — le premier effet thermoélectrique découvert — et l'effet Peltier sont deux manifestations bien connues de la thermoélectricité.

Longtemps, le tellurure de bismuth (Bi2Te3) a constitué le principal matériau aux propriétés thermoélectriques identifiées. Dans les années 1990, les performances thermoélectriques de certaines familles d'oxydes ont été mises à jour et ont réveillé l'intérêt des chercheurs. Aujourd'hui, de nombreuses pistes sont explorées, comme celles des semi-conducteurs organiques ou des nanocomposites.

La PowerWatch, imaginée par la jeune pousse américaine Matrix Industries, est une montre connectée qui se recharge grâce à la chaleur dégagée par le corps, via un capteur thermoélectrique. © Matrix Industries

Applications de la thermoélectricité

Bien que découverte il y a plus d'un siècle, la thermoélectricité présente un rendement faible. Celui-ci avoisine classiquement les 10 % — et peut aller jusqu'à 20 % pour les dispositifs les plus avant-gardistes —, cantonnant ses applications à des marchés de niche.

En mode génération d'électricité, la thermoélectricité a, par exemple, été utilisée pour l'alimentation d'instruments de sondes spatiales telles que New Horizons ou Galileo. Dans le contexte énergétique actuel, la promesse de transformer des flux de chaleur perdus en courant électrique est séduisante. Dans le secteur automobile, on imagine ainsi recycler la chaleur en sortie de pots d'échappement.

À l'inverse, de nombreux systèmes de réfrigération reposent d'ores et déjà sur l'utilisation de modules thermoélectriques particulièrement fiables. Par ailleurs, des chercheurs ont mis au point une peinture thermoélectrique grâce à laquelle ils espèrent pouvoir convertir de la chaleur perdue en électricité. 

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