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La thermoélectricité correspond à un phénomène physique découvert au XIXe siècle, d'abord dans des conducteurs métalliques puis dans des semi-conducteurs. Elle fait le lien entre énergies thermiqueénergies thermique et électrique.
Principe de la thermoélectricité : effet Seebeck et effet Peltier
Ainsi, elle relie directement et réciproquement le flux de chaleur qui traverse certains matériaux au courant électrique qui les parcourt. L'effet Seebeck -- le premier effet thermoélectrique découvert -- et l'effet Peltier sont deux manifestations bien connues de la thermoélectricité.
Longtemps, le tellurure de bismuth (Bi2Te3) a constitué le principal matériau aux propriétés thermoélectriques identifiées. Dans les années 1990, les performances thermoélectriques de certaines familles d'oxydes ont été mises à jour et ont réveillé l'intérêt des chercheurs. Aujourd'hui, de nombreuses pistes sont explorées, comme celles des semi-conducteurs organiques ou des nanocompositesnanocomposites.
La PowerWatch, imaginée par la jeune pousse américaine Matrix Industries, est une montre connectée qui se recharge grâce à la chaleur dégagée par le corps, via un capteur thermoélectrique. © Matrix Industries
Applications de la thermoélectricité
Bien que découverte il y a plus d'un siècle, la thermoélectricité présente un rendement faible. Celui-ci avoisine classiquement les 10 % -- et peut aller jusqu'à 20 % pour les dispositifs les plus avant-gardistes --, cantonnant ses applicationsapplications à des marchés de niche.
En mode génération d'électricité, la thermoélectricité a, par exemple, été utilisée pour l'alimentation d'instruments de sondes spatiales telles que New Horizons ou GalileoGalileo. Dans le contexte énergétique actuel, la promesse de transformer des flux de chaleur perdus en courant électriquecourant électrique est séduisante. Dans le secteur automobileautomobile, on imagine ainsi recyclerrecycler la chaleur en sortie de pots d'échappement.
À l'inverse, de nombreux systèmes de réfrigération reposent d'ores et déjà sur l'utilisation de modules thermoélectriques particulièrement fiables. Par ailleurs, des chercheurs ont mis au point une peinture thermoélectrique grâce à laquelle ils espèrent pouvoir convertir de la chaleur perdue en électricité.
