Dissipateur thermique

Le dissipateur thermique est une pièce métallique, le plus souvent en aluminium extrudé ou en cuivre, fixée sur un composant électronique pour évacuer la chaleur qu’il produit. Grâce à ses ailettes, il multiplie la surface d’échange avec l’air et maintient le composant sous sa température maximale de jonction. Sa performance se chiffre par sa résistance thermique, exprimée en kelvins par watt (K/W) : plus elle est faible, mieux il refroidit.

Un dissipateur passif fonctionne par convection naturelle ; un dissipateur actif est assisté par un ventilateur ou par des caloducs. L’interface entre le composant et le métal, pâte thermique, pad silicone ou isolant mica, conditionne une bonne partie du résultat.

Types de dissipateurs

Du plus modeste au plus performant, on trouve le petit dissipateur clipsable sur un boîtier de transistor ou de régulateur, le profilé d’aluminium extrudé à ailettes des alimentations et des amplificateurs, le corps en aluminium moulé des luminaires LED, le radiateur ventilé des variateurs et des chargeurs, et la plaque à caloducs des onduleurs et de l’informatique. La résistance thermique de chaque modèle, donnée par son fabricant, diminue à mesure que la surface d’échange et la ventilation augmentent.

Le dissipateur thermique dans l’installation électrique

Dans une installation domestique, le dissipateur reste invisible mais omniprésent : il équipe la plupart des appareils qui convertissent ou régulent l’énergie, du plus petit variateur jusqu’à la borne de recharge.

• Variateurs de lumière : le triac chauffe en proportion du courant commuté ; la plaque métallique du mécanisme sert de dissipateur et limite la température dans la boîte d’encastrement
• Luminaires et drivers LED : la puce LED perd son flux et vieillit prématurément si sa température grimpe ; le corps en aluminium du spot fait office de radiateur
• Onduleurs photovoltaïques et bornes de recharge : des dissipateurs ventilés ou de grands profilés arrière imposent de respecter les dégagements indiqués par le fabricant
• Alimentations à découpage : transistors et diodes sont vissés sur un profilé, parfois relié au boîtier métallique de l’appareil
• Variateurs de fréquence : le radiateur traverse le fond de l’armoire ou exige un espace libre au-dessus et en dessous pour la circulation d’air

Choisir et dimensionner un dissipateur

Le calcul repose sur une chaîne de résistances thermiques : jonction-boîtier, boîtier-dissipateur, dissipateur-air. Pour un composant dissipant 10 W, une température ambiante de 40 °C et une jonction limitée à 125 °C, la résistance totale admissible vaut (125 − 40) / 10, soit 8,5 K/W. Si les deux premiers termes totalisent 2 K/W, le dissipateur doit présenter au plus 6,5 K/W.

Montez les ailettes à la verticale pour favoriser la convection, préférez un aluminium anodisé noir qui rayonne mieux qu’une surface brillante, et gardez une marge de sécurité : la résistance thermique annoncée par un fabricant suppose un air libre, rarement disponible dans un boîtier fermé.