Un PC fanless jouant à 100% sur le tirage thermique

Pas vraiment mini mais drôlement original, ce PC fanless propose d’utiliser le tirage thermique pour améliorer son refroidissement.

Le tirage thermique c’est ce qui fait qu’au bout de quelques temps une cheminée aspire de l’air par le bas pour le recracher vers le haut. Le foyer de la cheminée chauffant l’air à l’intérieur de celle-ci, il crée un mouvement ascendant. Une ventilation naturelle totalement exploitée dans ce projet.

Minimachines-12-2022

L’idée est de construire une colonne, ici imprimée en 3D mais on pourrait imaginer d’autres moyens de construire une solution similaire. Le principal étant d’avoir une circulation d’air en hauteur suffisante pour que la chauffe globale du PC puisse entrainer ce fameux tirage thermique. Le résultat est assez spectaculaire.

Minimachines-12-2022

Le dispositif passif de refroidissement employé

Au centre de la colonne, il est donc prévu de positionner la carte mère du PC. Le processeur est coiffé d’un monstrueux système de dissipation passif qui va permettre d’encaisser la chaleur du processeur. Mais, au lieu d’utiliser un ventilateur pour faire circuler de l’air et refroidir les ailettes de ce dispositif, le système utilise l’effet naturel du tirage thermique. Une fois les ailettes réchauffées, l’air commence à s’élever et appelle donc de l’air frais par sa base. L’air frais traverse les ailettes pour les refroidir pendant que l’air chaud est évacué par le haut. Et ainsi de suite.

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Les résultats semblent assez convaincants avec un Athlon 3000G et son TDP de 35 watts. Le processeur est au repos à 19°C soit 8°C de moins qu’avec le même dissipateur passif. La mesure avec ventilateur est bien évidemment meilleure mais elle est source de bruit. Sous un test lourd comme Cinebench R20, la température monte à 36°C, ce qui est tout à fait acceptable pour ce type de processeur qui peut encaisser 95°C avant de se couper pour se protéger. Cela permet d’utiliser une station efficace et inaudible da manière très originale. Bien entendu, cela ne sera pas la machine la plus puissante du marché ni la plus compacte mais la proposition est intéressante et le fonctionnement globalement validé.

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Avec un AMD Ryzen 7 5700G, une puce au TDP bien plus élevé de 65 Watts, le résultat est plus ambigu. Au repos cela ne change pas trop avec un processeur qui grimpe à 22 °C. Mais à l’usage du même test très gourmand en ressources le processeur exploitant le tirage thermique atteint les 78°C avant de se bloquer dessus. Une température qui est identique avec la version totalement passive et qui s’explique par une baisse significative des fréquences du processeur pour se protéger.

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20 commentaires sur ce sujet.
  • 14 décembre 2022 - 21 h 37 min

    Ça n’avait pas été le principe du G4 cube d’Apple en 2000 ?

    Répondre
  • ben
    14 décembre 2022 - 22 h 26 min

    @Laurent: oui, mais c’était surtout pour le bruit, concepts ruiné par le bruit du disque dure

    Répondre
  • 15 décembre 2022 - 11 h 13 min

    Je serais curieux de voir les mêmes données avec le PC passif monté aussi carte mère à la verticale mais sans la cheminée.
    A mon avis c’est strictement pareil voire meilleur qu’avec la cheminée.

    Sur un Raspberry Pi 4, c’est redoutable: engin à l’air libre sur sa tranche, sans aucun radiateur si ventilateur ça refroidit très bien.

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  • 15 décembre 2022 - 13 h 14 min

    La machine est mini, le refroidissement beaucoup moins

    Répondre
  • 15 décembre 2022 - 13 h 24 min

    @benoitb:
    Non ça fonctionnera mieux avec la cheminée.
    Il faut se faire l’image que l’air est un liquide, cet air chaud qui monte laisse forcement ça place à de l’air, ce dernier est moins chaud et en se réchauffant il grimpe.
    Une boucle se forme ainsi jusqu’à ce que tout le volume d’air soit à la même température.
    La cheminée est un goulot d’étranglement, en reprenant l’exemple d’un fluide si on prend un tuyau et le pince alors le débit en sortie augmente. En laissant à l’air (sans l’étranglement de la cheminée) lors le radiateur ne va pas avoir de mouvement de flux et la puce va surchauffer plus vite.

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  • 15 décembre 2022 - 19 h 08 min

    @Daedalus:

    Les goûts et les couleurs….

    Il ne faut pas le voir comme un pc mais comme une décoration qui abrite un PC

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  • 15 décembre 2022 - 19 h 10 min

    @Laurent:

    Le G4 cube n’était qu’un PC passif (ou presque?)

    L’effet cheminée est bien plus efficace.
    Je ne sais pas comment se calcul la hauteur mini nécessaire.
    La thermodynamique c’est loin pour moi, et c’est très bien ainsi.

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  • 15 décembre 2022 - 19 h 27 min

    @cinos:

    Dans la cheminée il y a un flux laminaire d’air.
    Un régime legerement turbulent (avec ventilateur du diamètre de la cheminée donc très peu audible) pourrait être un mode turbo qui améliorerait grandement le refroidissement

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  • 15 décembre 2022 - 19 h 28 min

    Cet article me fait d’ailleurs me demander comment nos smartphones passivement refroidis font pour dissiper la chaleur alors qu’il n’y a aucune sortie d’air de visible.

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  • bgh
    15 décembre 2022 - 20 h 31 min
  • 16 décembre 2022 - 9 h 45 min

    Impressionnant , et le WAF ( Women Acceptance Factor ;) ) ne doit pas être trop mal non plus …
    L’effet de la cheminée est bien perceptible .
    Toutefois, l’ajout d’un ventilo Noctua -like tournant a très basse vitesse peut améliorer nettement le flux d’air pour un bruit imperceptible (en dessous de 30 dB, c’est noyé dans le bruit de fond de la ville et en dessous de 25 db, inaudible dans les faits).

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  • 16 décembre 2022 - 12 h 52 min

    a la vue des graphique on parle de delta de temps avec la température ambiante.. donc 19degré au repos plus la température ambiante ca fait déjà 40 degrés…
    pour prévision dans le très bon article!

    Répondre
  • 17 décembre 2022 - 6 h 14 min

    @Baervar : pour la très grande majorité des gens, oui.

    Reste quelques personne particulières pour qui le passif est une obligation. Il y a d’ailleurs un lecteur de ce blog qui est dans ce cas. Le bruit d’un pc est pour lui une souffrance. Même le bruit des écrans, pour nous inaudible, lui est pénible.

    Nous n’avons d’ailleurs pas eu de nouvelles depuis longtemps. J’espère qu’il va bien et que son matériel particulier n’a pas lâché

    Répondre
  • 17 décembre 2022 - 11 h 20 min

    La fonction première d’une cheminée est d’expulser les produits de combustion en dehors de la pièce d’habitation. Le « moteur » est la convection naturelle. Les gaz ont une masse volumique plus faible quand ils sont chauds que quand ils sont froids. De ce fait, ils sont soumis à une force de poussée vers le haut de la part de leur environnement (c’est la même chose que la fameuse poussée d’Archimède). Les gaz chauds s’élèvent, créant un appel d’air pour les gaz frais environnants. Cette convection naturelle existe pareillement en l’absence de cheminée.
    La deuxième chose est que la cheminée débouche à l’extérieur. Dès qu’il y a un peu de vent, la pression dite statique diminue (l’acquisition d’énergie cinétique se fait au détriment de l’énergie de pression, cf Bernoulli). Le vent crée donc souvent un effet de dépression à la sortie de la cheminée, accroissant son tirage.
    Dans le cas présent, il n’y a ni nécessité d’évacuer des produits gênant, ni effet de tirage par l’extérieur. Le seul intérêt de la « cheminée » par rapport à une carte mère simplement à l’air libre (préférentiellement en position verticale comme souligné par benoitb) est d’éloigner la sortie d’air chaud de la source de chaleur, ce qui limite le phénomène de rebouclage. De même, pour un PC ventilé, on éloigne la sortie d’air chaud de la zone d’aspiration.

    Répondre
  • 17 décembre 2022 - 22 h 06 min

    @Kikimoo: Désolé de l’apprendre, espérons qu’il va bien !
    Mon commentaire était axé vers la majorité des utilisateurs, ayant eu la chance d’avoir un temps une machine comme cela avec une carte graphique qui me convenait sans être bruyante (ventilo réglé au mini mini).

    Répondre
  • 17 décembre 2022 - 22 h 12 min

    AAaaahhh ! je l’ai retouvé : sur Youtube , un anglais fana de PC et de silence (chaine « DIY Perks » )avait créé un PC ultra-silencieux mais ventilé avec des ventilos a très basse vitesse puis les a testé : le résultat est impressionnant .

    1. Construction : DIY Computer Case – The Ultimate Silent PC (CLOUD UNIT) : https://www.youtube.com/watch?v=RZoX7glIAS4

    2. Test sonore : The Quietest Computer You’ll Ever Hear… : https://www.youtube.com/watch?v=H3_sy3-c6LM

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  • 18 décembre 2022 - 10 h 40 min

    @Le Breton: Un Soc de Smartphone consomme 5W en pointe, un CPU de PC de bureau, 35W mini, monte a 200W, selon le modele.
    Aussi, même les smartphones ont un probleme de chauffe: soit ils ralentissent (« throttle »), soit, pour certains modeles « gamer » ils ont… un ventilo. C’est sensible dans les jeux et l’enregistrement vidéo.
    exemple: https://www.youtube.com/watch?v=utVGMjD7VAA&t=220s

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  • 18 décembre 2022 - 10 h 48 min

    @Baervar: Ouaich, quand j’etais plus jeune j’ai joué aussi au PC le plus mini et le plus silencieux. Les compromis progressent exponentiellement, et la rentabilité diminue. Le jeu du passif en particulier n’en vaut pas la chandelle, sauf cas particulier comme le monsieur malade et les pros du son. En plus, je pense que y’a des Mac de bureau passifs maintenant, en plus des raspberry pi ?

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  • 18 décembre 2022 - 15 h 15 min
  • 19 décembre 2022 - 15 h 32 min

    C’était le principe de rafraichissement du data center d’OVH qui a brulé non ?

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