Effet Seebeck

Illustration de l'effet Seebeck par une sonde de température
Effet Seebeck utilisé dans un pyromètre (appareil de mesure physique des hautes températures) fabriqué a partir de la mise en série de thermocouple (ici 3 thermocouples cuivre / fer).
Schéma d'un thermocouple
Un circuit thermoélectrique composé de matériaux de différents coefficients Seebeck (souvent deux semi-conducteurs dopés p et n), configuré comme un générateur thermoélectrique. Si la résistance de charge en bas est remplacée par un voltmètre, le circuit fonctionne alors comme un thermocouple détectant la température.

L’effet Seebeck est un effet thermoélectrique, par lequel une différence de potentiel apparaît à la jonction de deux matériaux soumis à une différence de température. On peut ainsi, dans un circuit constitué de différents matériaux étant à la fois des conducteurs électriques et thermiques, produire une source de tension à partir d'un gradient de température. Le processus étant réversible, cad. produire un gradient de température à partir d'une tension électrique dans le même type circuit, il est appelé effet Peltier.

Expérience de Seebeck.

Ce phénomène physique est découvert en 1787 par Alessandro Volta[1] et redécouvert par le physicien allemand Thomas Johann Seebeck en 1821. Ce dernier remarque que l'aiguille d'une boussole est déviée lorsqu’elle est placée entre deux conducteurs de natures différentes et dont les jonctions ne sont pas à la même température T (voir figure). Il explique alors ce phénomène par l’apparition d’un champ magnétique, et croit ainsi fournir une explication à l'existence du champ magnétique terrestre. Ce n’est que bien plus tard que fut comprise l’origine électrique du phénomène. La découverte de l'effet inverse sera faite en 1834 par le physicien Jean-Charles Peltier.

L’utilisation la plus connue de l’effet Seebeck est la mesure de température à l’aide de thermocouples. Cet effet est également à la base de la génération d'électricité par effet thermoélectrique.

  1. (en) Lukyan Anatychuk, John Stockholm et Giorgio Pastorino, "On the discovery of thermoelectricity by A. Volta", Proceedings of the 8th European Conference on Thermoelectrics, Côme, 2010, pages 15-18 (lire en ligne [PDF]).

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