L’effet Seebeck n’est pas qu’une note de bas de page dans un manuel de physique. C’est la raison pour laquelle le voyant moteur de votre voiture ne clignote pas de manière aléatoire. C’est le principe des thermocouples qui surveillent les fours industriels et des capteurs de votre détecteur de fumée.
Thomas Johann Seebeck n’a pas eu pour ambition d’inventer l’avenir. C’était un physicien allemand vivant au début des années 1800 qui aimait s’intéresser au verre et aux métaux. Mais en 1821, il tomba sur quelque chose qui connectait directement la chaleur à l’électricité.
Avant Seebeck, les gens connaissaient l’électricité statique. Ils connaissaient les aimants. Mais l’idée selon laquelle on pourrait générer un courant constant simplement en chauffant une partie d’un circuit ? C’était nouveau.
Seebeck est né à Tallinn, en Estonie, à l’époque où la région faisait partie de l’Empire russe. Il s’installe à Berlin pour étudier la médecine et obtient son doctorat en médecine à l’Université de Göttingen en 1802.
Il aurait pu pratiquer la médecine. Il a plutôt choisi la recherche.
En 1814, il était membre de l’Académie de Berlin. L’académie lui a décerné un prix en 1816 pour ses travaux sur la façon dont le stress modifie la façon dont le verre polarise la lumière. Mais sa véritable obsession était le magnétisme.
En testant la réaction de différents métaux aux champs magnétiques, il a remarqué quelque chose d’étrange. Le fer chauffé au rouge n’a pas seulement perdu son magnétisme. Il s’est comporté étrangement une fois refroidi. Nous appelons cela l’hystérésis maintenant.
Mais les expériences de magnétisme l’ont conduit ailleurs. Il a commencé à associer des métaux. Cuivre. Bismuth. Fer. Zinc.
Il a joint deux bandes conductrices différentes pour former une boucle fermée. Puis il a chauffé une connexion.
Ce qui s’est passé ensuite a tout changé.
Un courant électrique a commencé à circuler. Cela ne s’est pas arrêté. Il a continué à bouger tant qu’un côté de la boucle était plus chaud que l’autre.
C’est le cœur de l’effet Seebeck.
Il l’a testé de ses propres mains. Littéralement. Il tenait une jonction dans sa main pour la réchauffer. La différence de température entre sa peau chaude et l’air plus frais était suffisante pour générer un courant mesurable.
Cela fonctionnait avec n’importe quelle paire de métaux.
Cette découverte a permis aux scientifiques de classer les matériaux dans ce qu’on appelle une série thermoélectrique. Vous pouvez prédire quelles combinaisons généreront le plus de tension en fonction de leur position dans cette liste.
Pourquoi est-ce important aujourd’hui ?
Parce qu’il transforme la chaleur perdue en électricité.
Pensez au pot d’échappement de votre voiture. C’est chaud. Cette chaleur s’échappait simplement dans l’atmosphère. Désormais, nous pouvons utiliser des générateurs thermoélectriques pour reconvertir cette énergie thermique en électricité. Ce n’est pas encore assez efficace pour alimenter toute votre maison. Mais pour les appareils basse consommation ? C’est parfait.
Votre four est équipé d’un thermocouple. Cette petite sonde n’est pas seulement un capteur. C’est un dispositif de sécurité. Il utilise l’effet Seebeck pour prouver que le gaz est réellement allumé. Si la flamme s’éteint, la température baisse. Le courant s’arrête. Le robinet de gaz se ferme.
Sans Seebeck, nous aurions un moyen beaucoup moins fiable de surveiller la température dans des environnements extrêmes. Des sondes spatiales ? Ils utilisent des générateurs thermoélectriques à radio-isotopes. Ils reposent sur le même principe. La chaleur dégagée par le plutonium en décomposition crée de l’électricité. Aucune pièce mobile. Juste de la physique.
Seebeck est mort à Berlin en 1831. Il
