THERMOÉLECTRICITÉ

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Définition des effets thermoélectriques

Trois effets thermoélectriques ont été établis expérimentalement : l'effet Seebeck, l'effet Peltier et l'effet Thomson.

L'effet Seebeck concerne l'apparition d'une force électromotrice dans un circuit ouvert constitué de deux conducteurs différents, lorsque les jonctions sont à des températures différentes :

le coefficient α12 est appelé le pouvoir thermoélectrique existant entre les conducteurs 1 et 2.

L'effet Peltier a trait à la production (ou à l'absorption) de chaleur au niveau de la jonction de deux conducteurs quand un courant dI les parcourt :

un changement de sens de parcours du courant transforme le dégagement de chaleur en absorption de chaleur ; c'est le principe de la réfrigération par effet Peltier.

Enfin, l'effet Thomson se rapporte à la production (ou à l'absorption) de chaleur provoquée par le passage d'un courant I dans une portion de conducteur de longueur dx, en présence d'un gradient de température :

où τ est dit coefficient de Thomson du conducteur.

Des relations existent entre α, π et τ ; elles peuvent être établies d'après les lois de la thermodynamique des processus irréversibles (mais elles ont été établies d'une manière non rigoureuse dès le xixe siècle). La relation de Kelvin :

où T désigne la température absolue, relie les grandeurs π et α ; et l'on a également :
car le pouvoir thermoélectrique relatif existant entre deux conducteurs est égal à la différence des pouvoirs thermoélectriques absolus de chacun des conducteurs ; on a de plus :

Il est aisé, par application de la relation (1), d'obtenir de manière expérimentale les pouvoirs thermoélectriques relatifs des conducteurs les uns par rapport aux autres. Il est difficile, en revanche, d'obtenir les valeurs absolues correspondantes. Il suffirait, selon les relations (4), (5) et (6), de mesurer un seul pouvoir thermoélectrique absolu pour les obtenir tous ; mais c'est assez délicat.

Des mesures directes à partir de :

ou indirectes à partir de l'effet Hall ont cependant été faites. Elles permettent de constater que α est nul pour le plomb et l'étain. Des mesu [...]


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Conducteurs : propriétés

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Couple thermoélectrique

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Alliages de tellurure de bismuth

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Écrit par :

  • : ingénieur de l'École supérieure de physique et de chimie industrielles (E.S.P.C.I.) de Paris, ingénieur en chef à la Direction des activités Télécom de la Compagnie Industrielle des Télécommunications (C.I.T.-ALCATEL)

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Pour citer l’article

Michel ALAIS, « THERMOÉLECTRICITÉ », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 septembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/thermoelectricite/