Refroidissement à air
Le refroidissement à air, souvent appelé aircooling, est le principe de refroidissement le plus utilisé. Il est simple à mettre en place, suffisamment efficace dans la majorité des cas, économique, et n'est en rien dangereux. C'est malgré tout le procédé le moins efficace.
Il peut être classé suivant deux catégories :
Refroidissement passif
Le terme passif indique ici qu'aucune pièce mécanique n'est en mouvement. Un simple dissipateur (un radiateur) est fixé sur le composant à refroidir, afin d'augmenter la surface de contact avec l'air ambiant, et donc de faciliter la dissipation thermique. Il a été le premier système à être utilisé, au départ sur les microprocesseurs (par exemple le Pentium), à partir du moment où ils ont commencé à chauffer de manière trop importante. Son utilisation a évolué au fil du temps, pour maintenant refroidir les northbridge, certains processeurs graphiques entrée de gamme, la mémoire vive, ou encore les MOSFET sur la carte mère.
Refroidissement actif
Par rapport au refroidissement passif, un ventilateur est ajouté au radiateur (formant ainsi un bloc souvent appelé ventirad), afin de créer un flux d'air sur celui-ci et donc de faciliter le transfert thermique entre l'air et les ailettes du radiateur. Ce système est devenu un standard pour le refroidissement du microprocesseur, dans la mesure où la grande majorité de ceux-ci sont livrés avec un ventirad, ou au moins sont destinés à fonctionner avec un ventirad. Les processeurs graphiques milieu de gamme et haut de gamme actuels en sont également munis, ainsi que la majorité des blocs d'alimentation.
Les principaux défauts d'un refroidissement actif sont le bruit émis par le souffle du ventilateur, ainsi que l'accumulation de poussière dans l'ordinateur.
Les radiateurs sont parfois dotés de caloducs, qui permettent d'emmener la chaleur émise par le composant loin de celui-ci, jusqu’à l'endroit où elle va être dissipée dans l'air.
Refroidissement liquide
Watercooling
Le watercooling est un dispositif faisant circuler de l'eau, bien meilleure conductrice thermique que l'air, à l'aide d'une pompe dans un circuit qui passe dans un ou plusieurs waterblocks. Ces waterblocks, situés sur les composants à refroidir, permettent un transfert thermique entre l'eau et le composant.
À l'origine réservée aux systèmes très performants, comme les supercalculateurs, cette méthode a ensuite été reprise et adaptée pour son utilisation au quotidien dans les ordinateurs, étant bien souvent plus performante que l'aircooling. Elle reste malgré tout encore un peu plus complexe que l'aircooling à mettre en place, et un peu plus dangereuse à cause de la cohabitation entre l'eau et l'électricité.
Le silence de fonctionnement est un autre atout du watercooling, dans le cas d'un système fanless (sans ventilateur), même si les performances sont un peu moindres dans ce cas.
Oil cooling
Rarement utilisé, l'oil cooling consiste à immerger tous les composants dans de l'huile végétale, afin de tous les refroidir. Plus destinée à des fins de tests ou de démonstrations, cette méthode n'apporte pas réellement d'avantages, si ce n'est le fait d'avoir un ordinateur silencieux et totalement immergé dans un liquide, et donc d'avoir un refroidissement uniforme.
Refroidissement à changement de phase
Phase-change cooling
Basé sur le principe de la pompe à chaleur, le phase-change cooling permet le changement de phase d'un fluide frigorigène. Les températures atteintes sont alors de l'ordre de -30°C au niveau de l'évaporateur (situé sur le composant), et donc une température négative est atteinte pour le composant.
Waterchiller
Un waterchiller est un système combinant le watercooling avec le phase-change cooling afin de profiter des avantages des deux méthodes. Le liquide circulant dans le circuit du watercooling est refroidi grâce à un système de phase-change cooling, ainsi on obtient un très bon refroidissement (avantage du phase-change) pour plusieurs composants à la fois (avantage du watercooling).
Effet Peltier
Les plaques à effet Peltier permettent, grâce à une des deux plaques, de refroidir à des températures négatives les composants où elles sont fixées. Elles ne peuvent cependant être utilisées seules : la deuxième chauffant beaucoup, il est nécessaire d'y adjoindre un autre système de refroidissement assez performant, tel qu'un watercooling ou un système de phase-change cooling.
Extreme cooling
LN2 cooling
Le LN2 cooling permet un refroidissement extrême grâce à l'utilisation d'azote liquide (aussi appelé LN2) à une température de -196°C. Ses défauts proviennent de :
- l'évaporation du LN2 : il est nécessaire d'alimenter régulièrement le système en LN2, ce qui le rend inapproprié à un usage quotidien ;
- la condensation de l'air de la tour qui peut provoquer des courts-circuits si l'eau atteint la carte mère.
Dry ice cooling
Très semblable au LN2 cooling, le dry ice cooling utilise de la glace carbonique à -78°C. Cette glace sublime directement dans l'air, ce qui rend également ce système compliqué à utiliser de façon prolongée.
Cascades
Les cascades sont plusieurs systèmes de phase-change cooling montés en série, qui permettent à chaque étage d'utiliser un autre fluide frigorigène ayant une température de vaporisation plus faible à chaque fois. Avec quatre étages on peut par exemple utiliser de l'azote liquide pour le dernier étage, et donc obtenir un refroidissement aussi performant qu'en LN2 cooling, mais sans son défaut : l'évaporation dans l'air ambiant. Un tel système peut fonctionner pendant une très longue durée sans remplissage, aucun fluide ne sortant de son circuit.