Séance de cours

Production d'énergie thermoélectrique

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Dans cours

MICRO-534: Advanced MEMS & microsystems

In depth analysis of the operation principles and technology of advanced micro- and nanosystems. Familiarisation to their implementation into products and their applications. ...

Description

Cette séance de cours couvre les principes de la récupération d'énergie thermique, de la thermoélectricité, de la production d'énergie thermoélectrique, des propriétés des matériaux et des propriétés d'efficacité. Il explique l'importance de l'effet Seebeck, les connexions de série, et le chiffre de mérite dans la maximisation de l'efficacité de la production d'énergie. La séance de cours traite également d'exemples d'architectures pour la récupération d'énergie thermique et d'exemples microfabriqués de production d'énergie thermoélectrique. Il se termine par une comparaison des différents principes de conversion des vibrations et de leurs applications dans divers systèmes.

Enseignant·e·s (2)

Niels Quack

Prof. Dr. Niels Quack received the M.Sc. degree from Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland, in 2005, and the Dr.Sc. degree from Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH), Zürich, Switzerland, in 2010. From 2011 to 2015, he was Postdoctoral Researcher and Visiting Scholar with the Integrated Photonics Laboratory, Berkeley Sensor and Actuator Center, University of California, Berkeley, CA, USA. From 2014 to 2015, he was Senior MEMS Engineer with Sercalo Microtechnology, Neuchâtel, Switzerland. He is currently an SNSF Assistant Professor with Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland. He has authored and co-authored more than 50 papers in leading technical journals and conferences. His research interests include photonic micro and nanosystems, with an emphasis on diamond photonics and silicon photonic MEMS. He is Steering Committee Member of the IEEE International Conference on Optical MEMS and Nanophotonics (OMN) and served as General Chair of the IEEE OMN 2018 and the Latsis Symposium 2019 on Diamond Photonics. He is a Senior Member of IEEE, Member of The Optical Society (OSA) and life member of SPIE.

Danick Briand

Enseignement et PhD A dirigé les thèses EPFL de Alessio Mancinelli, Silvia Demuru, Ryan van Dommelen, Morgan Mc Kay Monroe, Nicolas Francis Fumeaux, James Alec Pierce Bourely A co-dirigé les thèses EPFL de Jérôme Courbat, Don Isarakorn, David de Koninck, Rahel Strässle, Rokhaya Gueye, Francisco Molina Lopez, Pattanaphong Janphuang, Andres Felipe Vasquez Quintero, Alexis Pierre Henri Marette Cours Advanced MEMS & microsystems MICRO-534 Approfondissement des principes de fonctionnement et tech

Source officielle

Concepts associés (32)

Générateur thermoélectrique

Un générateur thermoélectrique (GTE ou ) est une plaque comportant des semi-conducteurs et utilisant l'effet Seebeck pour produire de l'électricité en tirant parti de la différence de températures entre chaque face. Ce type de module est également utilisé pour le refroidissement thermoélectrique. On appelle l'effet utilisé, l'« effet Peltier–Seebeck », car il dérive des travaux du physicien français Jean-Charles Peltier et du physicien allemand Thomas Johann Seebeck.

Thermoélectricité

La thermoélectricité est l'électricité générée par l'effet thermoélectrique, un phénomène physique présent dans certains matériaux, qui lie les flux de chaleur qui les traversent aux courants électriques qui les parcourent. Cet effet est à la base d'applications, dont très majoritairement la thermométrie, puis la réfrigération ( module Peltier) et enfin, très marginalement, la génération d'électricité (par « thermopile » ou « calopile »). Elle a été découverte puis comprise au cours du grâce aux travaux de Seebeck, Peltier ou encore Lord Kelvin.

Thermoelectric effect

The thermoelectric effect is the direct conversion of temperature differences to electric voltage and vice versa via a thermocouple. A thermoelectric device creates a voltage when there is a different temperature on each side. Conversely, when a voltage is applied to it, heat is transferred from one side to the other, creating a temperature difference. At the atomic scale, an applied temperature gradient causes charge carriers in the material to diffuse from the hot side to the cold side.

Refroidissement thermoélectrique

Le refroidissement thermoélectrique est une technique de refroidissement utilisant la thermoélectricité. On utilise pour cela des composants nommés « modules Peltier » qui exploitent l'effet Peltier, par lequel un courant électrique est converti en une différence de température. Les modules Peltier sont nommés ainsi car ils mettent en œuvre la thermoélectricité et plus précisément l’effet Peltier. Un tel module est alimenté par un courant et présente deux faces, l’une dite froide et l’autre chaude.

Matériau

vignette|Grandes classes de matériaux. Les matériaux minéraux sont des roches, des céramiques ou des verres. Les matériaux métalliques sont des métaux ou des alliages. Un matériau est toute matière utilisée pour réaliser un objet au sens large. Ce dernier est souvent une pièce d'un sous-ensemble. C'est donc une matière sélectionnée à l'origine en raison de propriétés particulières et mise en œuvre en vue d'un usage spécifique.

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Thermocouples: Effet Seebeck

Explore l'effet Seebeck dans les thermocouples, en discutant de la génération de tension, du maintien de la température et des principes de compensation.

Élasticité anisotrope: Exemples

Couvre l'élasticité anisotrope avec des exemples de matériaux ayant des propriétés variables dans différentes directions.

Thermopiles et thermocouples : principes et applications

Explique les principes des thermocouples et des thermopiles, en se concentrant sur leurs applications dans les dispositifs thermoélectriques et l'exploration spatiale.

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