Introduction
La montée en fréquence de nos processeurs a engendré en parallèle une contrainte de taille, un dégagement de chaleur de plus en plus important ; et comme par hasard, le dégagement thermique est l’ennemi n°1 de nos chers CPU. Pour parer ce phénomène, la technique de refroidissement la plus classique présente dans plus de 95% des systèmes est le refroidissement à air, appelé aussi air-cooling. Mais cette technique commence à être à bout de souffle, bien que les constructeurs rivalisent toujours et encore d’ingéniosités pour nous sortir des produits de plus en plus performants capables de dissiper cette énorme source de chaleur et d’ennui. Mais le véritable problème d’un refroidissement performant est le bruit engendré par celui-ci car on a forcement un niveau sonore plus important lors de l’augmentation des vitesses de rotation des ventilateurs.
Une technique se démocratise, le Watercooling ou refroidissement à eau. Cette technique de refroidissement présente indéniablement deux avantages : une capacité de dissipation bien supérieure à l’air-cooling et une pollution sonore bien moins importante ; de quoi ravir processeurs et utilisateurs, et notamment les overclockers dont la préoccupation principale est le refroidissement optimal de leurs CPUs, chipsets et cartes graphiques suralimentées en tension et en fréquence.
Revenons à notre chère molécule d’H2O. L’eau est un caloporteur 30 fois plus efficace que l’air et un refroidissement liquide pourrait presque se passer de ventilateurs. Au final donc, une dissipation thermique de premier ordre ainsi qu’un soulagement de nos petites oreilles ; soit la solution de refroidissement quasi idéale. Je sais que cette technique peut effrayer certains lecteurs lorsque l’on parle de mettre de l’eau dans son PC mais les produits disponibles sur le marché sont maintenant d’une fiabilité quasi exemplaire.
Le but de cet article, sans rentrer dans des considérations trop techniques (je n’en suis d’ailleurs pas capable), est de présenter cet univers aux non-initiés en expliquant en détails de quoi est constitué un watercooling élément par élément, ainsi que le rôle que chacun d’entre eux possèdent dans le refroidissement actif de nos différents organes
Le Waterblock
Le waterblock est l’élément essentiel d’un watercooling. C’est lui qui va permettre de refroidir les pièces désirées. Je dis les pièces car aujourd’hui, chaque pièce qui dégage de la chaleur peut être refroidie par eau. On pourra donc refroidir en premier lieu son processeur, puis le northbridge de sa carte mère, sa carte graphique, ses disques durs et pour les plus bricoleurs d’entre nous, son alimentation ; mais réaliser un refroidissement liquide sur cette dernière n’est pas chose aisée car c’est un organe extrêmement compliqué à refroidir qui est composé de beaucoup de pièces qui chauffent et où de très hautes tensions circulent (imaginez les dégâts en cas de fuites).
Concrètement, le waterblock est une pièce de métal dans laquelle circule l’eau destinée à refroidir notre processeur (je garderai ici uniquement un waterblock de CPU pour exemple). A la base, un waterblock fonctionne comme un radiateur de CPU. Il est constitué d’une base en cuivre de préférence, car on en trouve quelques fois en aluminium, qui est contact direct avec le die du processeur. Cependant, à l’instar de l’aircooling, il a été prouvé que plus la surface de métal entre l’eau et le processeur est réduite, meilleurs sont les échanges thermiques. C’est exactement l’inverse pour l’aircooling ; plus la surface en contact avec le processeur est importante, meilleure est la dissipation. L’eau va donc circuler sur cette surface d’échange pour se charger de chaleur et pouvoir l’évacuer dans le reste du circuit.
Ce qui va ensuite différencier un waterblock d’un autre, c’est le chemin que va parcourir l’eau à travers ce dernier. Ce chemin s’appel le maze (labyrinthe en français). Les premiers waterblocks disponibles étaient simplistes. Ils sont en fait de simples petits réservoirs où circule l’eau. Sur les blocks d’aujourd’hui, l’eau emprunte des chemins beaucoup plus étudiés, afin de ne pas (ou moins) subir de pertes de charges. Sont donc apparus les mazes en forme de W, appelés également Maze 1, puis les Maze 2 en forme de spirales, où l’eau arrive sur le milieu du block, donc sur le die du CPU, puis continue son chemin en tournoyant autour de ce point d’entrée. Jugez grâce à ces quelques photos, les types de mazes que l’on peut trouver aujourd’hui (merci d’ailleurs à
Rosco pour m’avoir fourni toutes ces photos).
Vous voyez donc avec ces quelques photos que beaucoup de waterblocks se distinguent par des Maze très étudiés. C’est le cas du très performant Innovacool Rev3 de la marque Innovatek. Ici, tout a été optimisé pour permettre à l’eau de se charger du plus de chaleur possible. Il est constitué d’une grosse pièce en cuivre fileté comme une vis où circule le fluide. Ainsi, chaque mm² de ce cylindre est toujours en contact avec l’eau. On lui trouve également un avantage certain, l’eau empruntant un chemin régulier, ce waterblock ne « casse » pas le débit du circuit.
Autre block qui devrait sortir à l’heure où je tape ces lignes et qui nous promet de belles performances, le ZytraBlock (site officiel
www.zytracooling.com).
Nous ne manquerons pas de vous faire un petit comparatif de tous ces waterblocks dans un prochain article.
La Pompe
Qui dit circulation d’eau dit obligatoirement pompe ! Ici pas de mystères, les pompes utilisées en watercooling proviennent, pour les principales, du domaine de l’aquariophilie. Ce sont les seules pompes assez petites pour être intégrée dans une tour et assez puissantes.
Ce qui va différencier une pompe d’une autre, c’est le débit qu’elle va fournir. On va trouver des pompes qui débitent 90 l/h pour certains kits bas de gamme jusqu’à certaines qui montent jusqu’à 1200 l/h.
Sachez que pendant quelques temps, le dilemme était de savoir quel débit privilégier. Certains disaient qu’un faible débit permettait à l’eau de circuler plus lentement dans les organes et ainsi d’avoir le temps de se charger du maximum de chaleur ; et d’autres préféraient des débits plus importants. Aujourd’hui, tests à l’appui, il a été prouvé que plus le débit est important et meilleure est la dissipation thermique. Il est cependant inutile de chercher des pompes débitants 2500 l/h, ce serait inutile. Pourquoi ? Simplement parce qu’un débit aussi important n’apporterait plus grand chose car d’excellentes performances sont présentent à 600 l/h, et d’autre part, le bruit d’une telle pompe entacherait quelque peu la recherche du silence que fourni la solution watercooling. Aujourd’hui donc, on peut affirmer que le minimum nécessaire est de l’ordre de 300 l/h, et le maximum de 1200 l/h.
Sur le marché des pompes, trois grandes marques se distinguent. Il s’agit des pompes Eheim, Maxijet et Hydor. Je ne vais pas vous faire l’étalage de toutes les pompes que proposent ces sociétés mais ma préférence se tourne vers les pompes Eheim, plus précisément la pompe Eheim 1048 qui offre un débit quasi idéal de 600 l/h. Ces dernières paraissent les plus robustes et les plus silencieuses. D’ailleurs, la marque a même passé un accord avec le fabricant de produits watercooling Innovatek pour créer une pompe se branchant en 12v par prise molex typique. C’est entre parenthèses le talon d’Achille des pompes de watercooling car hormis la pompe spécifique Eheim-Innovatek, elles se branchent toutes sur secteur en 220v. Première constatation, il faudra percer un trou dans sa tour pour faire passer le câble d’alimentation, ce qui pourra gêner quelques utilisateurs. Deuxième chose, il faudra toujours penser à démarrer son watercooling en même temps que son PC...mais il est possible de se passer de cette opération. Il existe en effet (et il est possible de se le concevoir) des relais se branchant sur la carte mère qui démarre automatiquement la pompe à l’allumage du circuit ! Autre solution, toujours laisser tourner sa pompe. Et oui, une pompe est fabriquée dans le but de tourner 24h/24...imaginez vos poissons bénéficiant d’oxygène que quelques heures par jour ! Cette dernière solution s’avérerait même la meilleure car elle permettrait à la pompe d’avoir une durée de vie supérieure. Sachez également qu’une pompe est faite pour aller dans l’eau et qu’il est donc possible d’immerger complètement cette dernière dans un réservoir d’eau, dans le but de réduire son bruit de fonctionnement.
Le Radiateur
Maintenant que notre eau est chargée de chaleur, il va falloir la refroidir; et c’est le radiateur qui va se charger de cette opération. Ici notre radiateur n’est en aucune mesure comparable à un radiateur de processeur. Le radiateur de watercooling fonctionne exactement de la même manière que les radiateurs de voiture. L’eau va serpenter dans des tubes pour y être refroidie. Et ce qui va refroidir un radiateur, ou plutôt l’eau qui y circule, c’est, je vous le mets dans le mille, de l’air !!! Ainsi un radiateur est toujours couplé à un ou deux ventilateurs, dans la plupart des cas, de 120mm.
On recherchera toujours des radiateurs entièrement en cuivre (c’est, je le répète, le métal qui conduit le mieux la chaleur), car certains ne sont assemblés que d’aluminium. Ils sont constitués d’ailettes et de tubes tout comme ceux de voitures. On différenciera ensuite un radiateur d’un autre comme je l’ai dit, de part la matière qui le constitue, puis de part sa surface d’échange. La règle est facile à comprendre, plus la surface d’échange est importante, meilleure est la dissipation. Dans un deuxième temps, on cherchera ensuite des ventilateurs performants et silencieux si possible (comme les Papst pour ne pas les nommer).
On trouve sur le marché plusieurs radiateurs. Les meilleurs sont sans conteste les radiateurs de la marque HWLabs, à savoir les radiateurs de la série Black Ice. Le meilleur de la gamme étant sans conteste le Black Ice Xtrem 2, communément appelé BIX². Malheureusement ce dernier est cher et d’une dimension qui le rend difficile à intégrer dans un boîtier, car il dispose d’une surface d’échange très importante pouvant accueillir deux ventilateurs côte à côte de 120mm (on lui préférera alors son petit frère, quasi aussi efficace et deux fois plus petit, le Black Ice Xtrem ou BIX).
On trouvera ensuite des radiateurs cubiques aux performances relatives et d’autres de la taille d’un BIX mais pas aussi efficace. Ces radiateurs se trouvent dans des fourchettes de prix allant de 50 à 110-120€ pour un BIX².
Il est cependant possible d’obtenir un radiateur très performant pour un prix beaucoup plus doux : on l’appel le Big Momma. Sous ce nom se cache en fait un radiateur que l’on peut trouver dans certaines casses automobiles, dans le tableau de bord d’une Opel Corsa !!! Non non, vous ne rêvez pas, il s’agit bien d’un radiateur de voiture. Attention, je vois déjà certains d’entre vous qui commencent à imaginer comment faire pour rentrer un radiateur de voiture dans un ordinateur ! C’est en fait le radiateur qui sert à chauffer l’habitacle de nos voitures pendant l’hiver, dont les dimensions sont quasiment identiques à ceux que l’on trouve dans le commerce dédié au watercooling. On pourra alors obtenir un radiateur pour une somme qui quelques fois sera dérisoire et dont les performances seront excellentes. Seul problème, un petit nettoyage sera requis et un peu de bricolage sera nécessaire pour pouvoir lui coller un ou deux ventilateurs. N’ayez pas peur de chercher des radiateurs de Twingo, Super5, motos et j’en passe !
Le Réservoir et l’Airtrap
Le réservoir est comme son nom l’indique...un réservoir ! Rien de très compliqué puisque ce dernier est juste, ben, un réservoir rempli d’eau. Pourquoi posséder un réservoir me direz-vous ? Tout simplement pour disposer d’une grosse quantité d’eau car qui dit grosse quantité d’eau dit simplement plus grosse quantité d’eau à chauffer, donc avoir de l’eau relativement froide plus longtemps. Je me suis répété là ! Mais avoir de l’eau froide plus longtemps n’est pas si important que ça car une fois que l’eau sera chaude, on se retrouvera exactement dans le même cas qu’une configuration sans réservoir. Et si un réservoir permet à l’eau de mettre plus de temps pour se chauffer, il lui permet également de lui donner plus de temps pour refroidir...D’où l’intérêt limité qu’offre cette solution. De plus, réservoir ou pas, l’eau arrivera au même degré de fonctionnement, c’est un équilibre qu’elle mettra uniquement plus de temps à atteindre (et oui, car au bout d’un moment équilibre il y a, comme dirait notre petit ami de l’espace à grandes oreilles !!!). Bref, la seule solution serait de toujours mettre des glaçons dans son réservoir pour diminuer la température ou de refroidir l’eau via un autre système grâce à des peltiers ou autres, mais ce n’est pas ici l’endroit pour en parler.
Et l’airtrap ? Traduisez airtrap par « piège à air » ou plus simplement vase d’expansion. Ce système me paraît, à l’instar du réservoir (bien que ce dernier puisse offrir les mêmes fonctionnalités que l’airtrap), complètement nécessaire à tout watercooling digne de ce nom.
Il s’agit d’un mini-réservoir en plexiglas ou autre qui va servir à deux choses très importantes. En premier lieu, l’airtrap va servir au remplissage du circuit, puisque ces tubes disposent d’une ouverture assez grosse où l’on va pouvoir faire couler son liquide. Une fois le remplissage terminer, des bulles d’air vont circuler dans le circuit, gênant ainsi le flux, jusqu’à arriver dans notre airtrap où elles vont se faire emprisonner. L’airtrap sert donc à purger le circuit de ses bulles d’air, mais comment ça marche ? Le dessin ci-contre va vous aider à comprendre assez rapidement :
Propulsées par le débit du circuit, et par la nature même de l’air, les bulles vont être envoyées vers le haut pour rejoindre l’air déjà présent. L’eau aspirée quant à elle sera forcement sans bulle, c’est encore une fois le même principe que les vases d’expansion des voitures.
Bon nombre de marques proposent des airtraps et il n’y en a pas vraiment de meilleurs que d’autres. On choisira alors son airtrap en fonction de sa taille (car une fois le circuit complètement purgé, il sert alors uniquement de mini-réservoir) et en fonction de son design, ou même de par les fonctionnalités qu’il propose. Certains comme pour les produits Innovatek, encore eux, peuvent s’adapter directement sur les pompes Eheim. Un gain de place non négligeable.
Les Tuyaux
Je ne vais pas m’attarder sur le sujet mais sachez qu’il faut bien évidemment relier tous ces composants entre eux !!! On choisira son tuyau en fonction de son diamètre, et par-là même occasion de la taille de ses embouts. Un diamètre important est à privilégier, car il offrira un débit plus important et moins de pertes de charge. On trouve majoritairement des tuyaux offrant des diamètres de 8mm en interne et 10mm en externe, 10 interne et 12 externe ou 12 interne et 14 externe. Il vous faudra alors les embouts en conséquence. Ensuite, on préférera des tuyaux souples mais pas trop, afin qu’ils ne marquent pas en cas de mise en place hasardeuse ou qu’ils ne se pincent pas pour ne pas casser le débit. Autre paramètre, la transparence. Du tuyau très transparent est bien plus joli pour admirer les belles couleurs qu’offrent les différents liquides de refroidissement. C’est ce que nous allons d’ailleurs voir dans le prochain paragraphe.
Le Liquide
On peut penser qu’un watercooling fonctionne avec de l’eau et c’est.........bien vrai ! Mais attention, il ne faut jamais utiliser de l’eau courante. En effet celle ci n’est pas proscrite dans une telle utilisation. Bon. Sortez tous vos livres de chimie page 48. Voilà : l’o-xy-do-ré-duc-tion. Pour ceux qui ne suivent pas, je vais faire vite. L’eau du robinet est composée de beaucoup de molécules et de minéraux dangereux pour les composants de votre watercooling. En effet, une eau minérale va, dans le cas où plusieurs matériaux seraient présents dans votre circuit style aluminium et cuivre, enlever petit à petit du métal de votre radiateur par exemple en le transformant en ion Cuivre (Cu2+) et le trimbaler dans le circuit pour le déposer sur votre waterblock en aluminium ! Et c’est souvent le cas. Même lorsque l’on dispose d’un radiateur et d’un block en cuivre, bien souvent des éléments de la pompe ou même vos embouts peuvent être en aluminium ou laiton ou autre. Résultat, le circuit peut se boucher voir même se mettre à fuir, d’autant plus que l’eau est un conducteur. Imaginez les dégâts.
Pour parer ce problème, il existe un moyen, même plusieurs. Il faut utiliser de l’eau déminéralisée pour batteries que l’on trouve presque partout. Avec cette eau, finis les problèmes d’oxydoréduction. Autre avantage, l’eau déminéralisée ne conduit pas ou peu le courant, un plus en cas de fuite ! On peut également rajouter un peu voir même remplir entièrement son circuit avec du liquide de refroidissement pour voiture. C’est ce que j’utilise uniquement et pur. Chouette, ces liquides résistent à des températures négatives...oui ça on s’en moque car l’eau de mon PC n’est jamais descendue à moins de 20° !!! La vraie raison est que d’une part, ce liquide empêche l’oxydoréduction comme l’eau déminéralisée, mais qu’en plus, il contient des composants antibactériens bien utiles pour ne pas retrouver son circuit rempli d’algues ou de mousse ! Bref, vive le liquide de refroidissement !
Enfin, pour les plus « Jacky » d’entre vous (moi y compris), on peut rajouter un truc bien sympathique dans son liquide : la Fluoricéine. Cet additif va, lorsqu’il rencontre une lumière noire (cold cathode UV), s’illuminer pour donner à votre système une couleur magnifique, de quoi épater la galerie ! Cette poudre est disponible dans toutes les bonnes pharmacies. Le cas échéant, pour la recherche d’un effet fluorescent, il existe des additifs liquides tout prêt ayant plusieurs couleurs, bleu, rouge, vert...
Conclusion
Sans être rentré dans des détails trop techniques, je pense avoir décrit les composants et l’utilisation principale d’un watercooling. Sachez toutefois qu’il existe d’autres techniques de refroidissement de l’eau comme les bongs (l’eau est pulvérisée pour être refroidie plus efficacement), peltiers et autres moteurs de frigos... que de la débrouille ou presque. Un autre article et d’autres guides vous seront présentés plus tard sur ces sujets.
Je voulais finir sur un point important, le prix. Sachez qu’un watercooling vous reviendra toujours plus cher qu’un refroidissement à air haut de gamme style SLK900 ou autre. Deux possibilités s’offrent à vous. L’achat de kit ou le bricolage. Généralement, les watercoolings « home-made » sont plus performants que les kits du style Aquarius II de ThermalTake ou autres. Comme tout, la qualité à un coût, exception faite des radiateurs style BigMomma que l’on peut trouver dans les 20€, voir moins. Un waterblock vaut environ 60€, un bon radiateur 90€, une pompe 50€, un airtrap 30€ et tous les autres accessoires comme le tuyau, les embouts etc. dans les 20€ pour le tout. Soit un total de 250€ pour un watercooling efficace. Pour comparaison, le kit Aquarius II coûte 130€ mais les performances restent identiques à un aircooling, à éviter donc pour les amateurs d’overclocking.
En parlant overclocking, sachez qu’avec mon watercooling, j’ai pu monter mon Athlon 2600+ initialement cadencé à 2083 MHz à plus de 2700 MHz, tout en gardant des températures de fonctionnement en idle et en burn satisfaisantes pour ne pas endommager mon processeur (cependant, je recommande vivement aux non-initiés de ne pas tenter d’overclocker leurs processeurs s’ils ne savent pas ce qu’ils font; ce n’est pas une science exact un mauvais overclocking peut engendrer de lourds dégats...).
Autre point à souligner avant la fin, les risques. Et bien, comment dire, ils sont extrêmement faibles ! Les composants disponibles aujourd’hui sont très surs pour peu que l’on fasse un minimum attention à son matériel. Les accidents par fuites ou autres sont vraiment peu nombreux ...
Voilà, parole d’utilisateur, une fois que vous aurez goûté au silence et à la performance du watercooling, vous bouderez définitivement l’aircooling !!!