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II/ Les composants du Watercooling :
A/ L'échangeur :
L'échangeur (dit Waterblock)
est le matériel le plus important d’un Watercooling.
C'est lui qui assure l'échange de chaleur entre le
processeur et l'eau. Son efficacité dépend principalement
de deux facteurs: la surface présentée au caloporteur
et surtout la capacité du Waterblock à pomper
la chaleur de l’objet chaud, sa capacité à
conduire celle-ci, en un mot sa conductivité. C’est
là qu’intervient le choix du matériau
à employer. En effet tous les matériaux sont
loin d’avoir une conductivité équivalente.
Comme nous le montre le tableau ci-contre, on peut voir que
le champion de la conductivité est (si l´on exclut
le diamant) l’argent… mais son prix est prohibitif
et sa densité très importante. Suivent le cuivre,
l’or, et l’aluminium. C’est ce dernier matériau
qui est le plus largement utilisé, mais ce n’est
pas le plus efficace. Il constitue en effet un excellent compromis
conductivité/légèreté/prix et
c’est pour cela qu’il est difficile de trouver
aujourd’hui des Waterblock employant d’autres
matériaux que l’aluminium.
(Animation : montages
de l'échangeur sur le processeur)
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Les échangeurs actuels sont en général classés
selon trois catégories:
* Les mazes type "réservoir"
: Aucun circuit n'est véritablement conçu pour
l'eau, les performances sont dans tous les cas les moins bonnes
du Watercooling, mais les prix sont également les plus
bas... |
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* Les mazes 1 constituent
la majorité des échangeurs. L’eau arrive
d’un premier coté de l’échangeur,
parcourt un labyrinthe basique souvent en forme de W, dont
le but est de faire le maximum de trajets à l’eau
pour que celle-ci refroidisse l’intégralité
de la chaleur transmise par le processeur sur le bloc, puis
elle repart de l’autre côté. |
* De conception plus
étudiée et plus chère, le type «
Maze 2 » augmente la performance. En effet, l’eau
froide arrive directement au centre de l’échangeur,
c’est à dire au-dessus du core
(centre) du processeur puis suit un parcours dessinant des
cercles concentriques qui s’éloignent progressivement
du centre afin de refroidir la totalité de l’échangeur,
tout en privilégiant l’écart de températures
le plus important au centre, à l’inverse du «
Maze1 ». Ce sont les circuits les plus efficaces, mais
aussi les plus compliqués à usiner, et donc
les plus chères. |
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D’autres designs sont recherchés
par d’autres constructeurs : switech, silverprop,
innovatek…
Aujourd'hui, le Waterblock considéré comme
le plus performant est un Waterblock qui n'utilise aucun
de ces 3 mazes, il s'agit de l'Innovatek révision
3.
Le core est surmonté d'un cylindre
en cuivre conséquent, et fileté : Ce circuit
présente plusieurs avantages, d'abord le fait que,
contrairement à un maze classique, l'eau parcours
un circuit très court et sans angles; la résistance
est beaucoup plus faible, le débit plus important.
Mais ceci ne saurait suffire sans un excellent transfert
de chaleur, qui lui est assuré par le choix du cylindre
: la surface de contact entre le cylindre et l'eau est très
importante.
Bref, la théorie rejoint ici la pratique puisque
ce Waterblock bénéficie à la fois du
meilleur maze sur le papier, et des meilleures performances.
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B/ La pompe :
Véritable coeur du circuit du Watercooling, c'est
elle qui maintient le flux du caloporteur.
On peut se poser la question de savoir quel débit
doit être privilégié pour obtenir les
meilleures performances. Certains pensent que de faibles
débits permettent à l'eau de bien capter toute
la chaleur, d'autres sont convaincus que l'eau chaude doit
être évacuée le plus rapidement possible.
Les tests prouvent de manière évidente que
la température du processeur décroît
proportionnellement à la vitesse du flux d'eau.
En vert, le flux d'eau, en jaune, la température
du processeur.
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Cependant, à partir d'un certain
débit, les pompes commencent à ronronner, et
les prix s'envolent. Il faut donc savoir faire le bon choix
avec son circuit, mais disons que le minimum est 600l/h, le
maximum est 1200.
En effet, il arrive un stade où le débit est
si important que le remplacer par un débit 2 ou 3x
supérieur ne fait plus gagner un seul degré,
d'après les tests. Sur un circuit avec un gros radiateur,
et deux Waterblocks, cette limite est à 1200l/H.
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Dans le monde du Watercooling, deux marques
reviennent souvent chez les utilisateurs: il s'agit des Maxi
Jet, et des Eheim qui proviennent de l’aquariophilie.
L’utilisation 24h/24h en position immergée ou
émergée, une faible consommation et dissipation
d’énergie et un faible niveau sonore sont les
caractéristiques pour une pompe idéale, qu’une
pompe d’aquarium se répond de résoudre.
Les Maxi Jet sont aujourd'hui les pompes qui présentent
le meilleur rapport débit/prix. Pour 25 € en effet,
on peut trouver les Maxi Jet 1000 qui débitent 950
l/h. Auto protégées en cas de surchauffe, elles
restent petites, consomment peu, et sont peu bruyantes.
Il faut cependant savoir que vu qu'elles fonctionnent aussi
bien en position immergée qu'émergée,
elles feront beaucoup moins de bruit recouvertes dans l'eau.
Ceci présente néanmoins un désavantage
: La pompe chauffe, et immergée, elle chauffera donc
l'eau avec.
En pratique, cela reste très silencieux (rien à
voir avec des systèmes classiques: ventilateurs + radiateurs,
mêmes silencieux) |
D’autres pompes pratiquement inaudibles venues d'Allemagne,
les Eheim, sont garanties deux ans mais coûtent plus cher
(40 € pour le modèle 1048 qui débite 600
l/h). Leur qualité de fabrication et leur durée
de vie s'en trouventà accrues. Elles seraient encore
plus silencieuses que les Maxi Jet, et chaufferaient très
peu. |
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C/ Le Radiateur :
Le radiateur étant chargé de refroidir l'eau chauffée
par l'échangeur, il est aussi important de choisir un bon
radiateur qu'un bon échangeur.
En réalité, il faut pour faire ce choix avoir déjà
une idée de comment on va monter son circuit. En effet, on
ne choisit pas le même radiateur si on doit l'intégrer
à l'intérieur de la tour ou si cela n'as pas d'importance
: les contraintes d'intégration ne sont pas les mêmes.
Le prix joue aussi un rôle important.
* Les Black-ice :
Ce sont véritablement les meilleurs radiateurs. Ultra
condensés pour y intégrer au choix un ou deux
ventilateurs de 12cm en série, ils sont extrêmement
efficaces pour leur taille.
Le seul problème de ces refroidisseurs est leur prix
exorbitant.
Le prix peu atteindre plus de 45€ pour un Black-ice 1,
et près de 100€ pour un Black-ice eXtreme.
Les performances sont néanmoins au rendez-vous. |
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* Le Big-Momma :
Trouvé dans les casses, comme radiateur de chauffage
d'Opel Corsa, voir mieux, de Twingo, ce radiateur tout en
cuivre mesure plus de 12*12cm: impossible de l'intégrer
dans une tour.
Pourtant, malgré son prix d'acquisition qui peut être
très bas, ses performances restent de très haut
niveau.
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* Les cubes :
Imposants, on passe ici à la taille 12*12*12cm. D'intégration
difficiles, ils inspirent confiance, mais la différence
de performance avec le Big-Momma n'est pas impressionnante. |
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D/ Le réservoir :
Le réservoir est utilisé de différentes
façons en fonction que la pompe soit émergée
ou immergée : on peut utiliser un gros (de 2 à 3L)
réservoir dans lequel on immerge la pompe, ce qui permet
« d’étouffer » son bruit de fonctionnement.
Mais l’inconvénient de ce système est que la
pompe chauffe, et immergée, elle chauffera l'eau. Ce type
de réservoir ne s’intègre pas très facilement
dans une tour de taille moyenne, on lui préférera
donc un Airtrap.
L’Airtrap, en français
"piège à air", n'est donc utilisé
que dans les circuits internes, afin de purger l'air qui vient inévitablement
parasiter le circuit lors du remplissage.
Le concept ? Créer un mini réservoir dans le circuit,
dans lequel l'eau arrive et repart par en dessous. Si des bulles
d'air se trouvent dans le circuit, étant chassées
vers le haut par l'eau du circuit, celles-ci se retrouveront coincées
dans ce réservoir dès qu'elles y rentrent.
Une fois l'air purgé, il ne sert que de réservoir.
E/ Les liquides utilisés
:
* L’eau distillé :
L’une des règles d'or dans le Watercooling c’est
de ne jamais utiliser l'eau du robinet !
Pourquoi ? Plusieurs raisons a cela:
- Tout d'abord, on constate la nette apparition, avec cette dernière
et avec le temps, de dépôts de calcaire, aussi bien
sur les tuyaux que sur l'échangeur (ce qui peut devenir très
gênant...).
- L’une des autres raisons est liée à la chimie:
l'oxydoréduction !
Si votre eau n'est pas distillée, veillez à ne pas
utiliser deux métaux différents dans le même
circuit. Si par exemple vous avez un échangeur en cuivre,
et un radiateur en aluminium, sachez qu'avec de l'eau normal, une
réaction naturelle se produit entre ces deux métaux,
et va faire que l'aluminium du radiateur va peu à peu migrer
en couches sur le cuivre (sur le maze de l'échangeur), et
qu'à la fin, votre Waterblock sera complètement bouché,
et votre radiateur percé.
Dans le cas où le radiateur et l'échangeur sont tous
les deux composés du même métal il n’y
a aucun problème mais dans le cas contraire, mieux vaut alors
utiliser du liquide de refroidissement (2€/L).
* Le liquide de refroidissement :
Celui-ci est issu de l'industrie automobile. Il est utilisé
dans le circuit de refroidissement du moteur... Son rôle est
d'empêcher l'oxydoréduction.
Dernier détail: il est généralement coloré
en bleu, ce qui peut être intéressant à certains
égards...
* La quantité de liquide :
Sachez que si une plus grande quantité d'eau augmente l'inertie
thermique du caloporteur (qui va mettre plus de temps à chauffer,
mais aussi à refroidir), elle ne change en rien la température
maximale atteinte par l'eau, en charge, une fois que toute l'eau
a chauffée. Certains se permettent néanmoins de se
passer de radiateur, en utilisant de gros réservoirs (plus
grand que 10 L) et en ne laissant jamais leurs machine tourner de
manière prolongée pendant une longue période.
Ne pas utiliser de réservoir (ou juste un Airtrap) n'est
donc pas gênant en soi, l'eau atteindra plus vite sa vitesse
maximale sans chauffer plus.
F/ L'architecture du circuit :
Maintenant que nous avons vu les composants en
détail nous allons voir comment les placer les uns par rapport
aux autres, afin d'obtenir une efficacité maximale.
L'éternel dilemme rencontré est sans doute de savoir
où placer le radiateur par rapport à l'échangeur
: avant ou après ?
Une réflexion hâtive nous conduit d'abord a une évidence
: avant ! En effet, quoi de plus normal que de refroidir l'eau juste
avant qu'elle n'arrive dans la pièce maîtresse du circuit.
Et pourtant, l'inverse est plutôt conseillé.
| Nous devons en effet tenir
compte, des contraintes d'utilisation de la pompe. Les pompes
utilisées dans le Watercooling sont des pièces
fragiles; surtout, il faut veiller à respecter les
températures de fonctionnement de celles-ci, à
fortiori quand elles sont immergées. Une pompe est
très sensible à la chaleur, et un fonctionnement
prolongé dans une eau chaude réduira fortement
sa durée de vie. Pour information, la température
maximum de fonctionnement des maxi jet, selon le constructeur,
est de 35°C.
Il faut donc mieux placer le radiateur juste avant la pompe
et le réservoir, mais après le Waterblock. L'eau
froide arrivera donc dans le réservoir, et ne menacera
plus la pompe. L'eau étant refroidie par l'air, sa
température n'augmentera pas dans le réservoir
ni dans le reste du circuit, sauf si la pompe utilisée
dégage beaucoup de chaleur.
De plus, pour une pompe émergée, l'eau arrivera
dans l'échangeur à la même température
que si le radiateur avait été placé juste
avant. Cette solution propose donc la meilleure alternative
au problème. |
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