Des chercheurs allemands et chinois ont découvert une méthode innovante pour utiliser la chaleur générée par les appareils électroniques dans le traitement de données. Cette découverte pourrait préparer le chemin à une nouvelle génération d’ordinateurs économes en énergie.
Des physiciens de l’Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) et de l’Université Centrale du Sud en Chine ont démontré que, en combinant des matériaux spécifiques, la chaleur dans les appareils techniques peut être employée dans le calcul informatique. Leur découverte repose sur des calculs et des simulations approfondis.
Le défi de la réutilisation de la chaleur
Le flux de courant électrique chauffe les appareils électroniques. La chaleur générée est dissipée et l’énergie est perdue. « Depuis des décennies, on cherche des moyens de réutiliser cette énergie perdue dans l’électronique », explique le Dr Jamal Berakdar, professeur de physique à la MLU. Selon lui, c’est un défi extrêmement difficile en raison de la difficulté à diriger et à contrôler précisément les signaux de chaleur. Ces deux éléments sont par contre nécessaires si l’on veut utiliser les signaux de chaleur pour traiter de manière fiable les données.
Une combinaison inhabituelle pour un résultat surprenant
Jamal Berakdar a effectué des calculs approfondis avec deux collègues de l’Université Centrale du Sud en Chine. L’idée : au lieu de circuits électroniques conventionnels, des bandes magnétiques non conductrices sont utilisées en conjonction avec des entretoises métalliques normales. « Cette combinaison inhabituelle permet de conduire et d’amplifier les signaux de chaleur de manière contrôlée afin d’alimenter les opérations de calcul logique et les diodes thermiques », explique encore le Dr Berakdar.
Un potentiel limité par la vitesse
Un inconvénient de la nouvelle méthode est cependant sa vitesse. « Cette méthode ne produit pas les vitesses de calcul que nous voyons dans les smartphones modernes », indique le chercheur. C’est pourquoi la nouvelle méthode est probablement moins pertinente pour une utilisation dans l’électronique quotidienne et est mieux adaptée pour les ordinateurs de la prochaine génération qui seront utilisés pour effectuer des calculs économes en énergie.
En synthèse
« Notre technologie peut contribuer à économiser de l’énergie dans la technologie de l’information en faisant bon usage de la chaleur excédentaire », conclut le Dr Berakdar. Bien que la vitesse de calcul soit un obstacle, cette découverte ouvre la voie à une nouvelle génération d’ordinateurs économes en énergie, exploitant la chaleur généralement perdue dans les appareils électroniques.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que la nouvelle découverte des physiciens ?
Ils ont démontré que la chaleur générée par les appareils électroniques peut être utilisée pour le traitement de données en combinant des matériaux spécifiques.
Comment cette découverte a-t-elle été réalisée ?
La découverte repose sur des calculs et des simulations approfondis.
Quelle est l’idée derrière cette découverte ?
L’idée est d’utiliser des bandes magnétiques non conductrices en conjonction avec des entretoises métalliques normales au lieu de circuits électroniques conventionnels.
Quel est l’inconvénient de cette nouvelle méthode ?
La vitesse de calcul de cette méthode est inférieure à celle des smartphones modernes.
Quel est le potentiel de cette nouvelle méthode ?
Elle est mieux adaptée pour les ordinateurs de la prochaine génération qui seront utilisés pour effectuer des calculs économes en énergie.
Principaux enseignements
| Enseignements |
|---|
| La chaleur générée par les appareils électroniques peut être utilisée pour le traitement de données. |
| Cette découverte repose sur des calculs et des simulations approfondis. |
| L’idée est d’utiliser des bandes magnétiques non conductrices en conjonction avec des entretoises métalliques normales. |
| La vitesse de calcul de cette méthode est inférieure à celle des smartphones modernes. |
| Cette méthode est mieux adaptée pour les ordinateurs de la prochaine génération. |
| La technologie peut contribuer à économiser de l’énergie dans la technologie de l’information. |
| La chaleur est généralement perdue dans les appareils électroniques. |
| La réutilisation de la chaleur perdue est un défi depuis des décennies. |
| Les signaux de chaleur peuvent être utilisés pour traiter de manière fiable les données. |
| Les signaux de chaleur peuvent être conduits et amplifiés de manière contrôlée. |
Références
Les informations de cet article sont basées sur les recherches publiées dans la revue «Advanced Electronic Materials». Article : “PT-Symmetry Enabled Spintronic Thermal Diodes and Logic Gates” – DOI: 10.1002/aelm.202300325
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