Thomas Seebeck
Médecin allemand
1770 - 1831
(portrait de droite)

Alexandre Edmond Becquerel
Normalien Physicien
1820 - 1891
(photo de gauche)

Découvrent l'effet photovoltaïque et mettent en pratique l'effet thermoélectrique

Fils de  Antoine César Becquerel bien qu'admis à Polytechnique il préfère travailler avec son père. Il participe  avec son père à l'étude de l'effet photovoltaïque. C'est lui qui présentera cet effet à l'académie des sciences en 1839.

Il étudie la conductibilité des gaz et met en évidence l'influence de la température sur la conductibilité.

Il met en pratique l'effet Seebeck, effet thermoélectrique. L'effet thermoélectrique a été découvert par Thomas Johan Seebeck  (1770 - 1831) en 1821 mais qui n'est pas allé plus loin . Becquerel utilise cet effet pour la mesure des températures. Cet effet consiste en l'apparition d'une fem lorsque deux matériaux différents sont mis au contact. Cette fem est dépendante de la température.

Cette propriété peut donc être utilisée pour la mesure des températures. Dans le montage ci-contre le microvoltmètre va mesurer la différence entre les deux fem produites par les couples ou thermocouples  cuivre-constantan 41,5 μV/°c (ces deux matériaux sont faciles à utiliser en laboratoire car il peuvent se souder entre eux à l'aide d'un fer d'électronicien mais ils ne permettent pas de travailler à des températures élevées. Le constantan est un alliage contenant 60% de cuivre et 40% de nickel,  coefficient Seebeck -35) si T1=T2 les deux fem sont identiques et en opposition,  le micro voltmètre indique 0 . Si les deux températures sont différentes le microvoltmètre indique VT1 - VT2 des tables donnent la température correspondante. Il convient de faire attention aux "soudures parasites" en effet dans le montage ci-dessous les deux fils de cuivre sont connectés aux bornes du microvoltmètre ce qui constitue deux "soudures" supplémentaires. En général, les deux bornes sont dans un même matériaux et à la même température donc les deux fem produites par les "soudures " parasites s'annulent. Le tableau ci-dessous indique les coefficients de Seebeck pour différents matériaux. Ils sont mesurés en couple avec le Hafnium dont le coefficient est proche de 0

 


Exemple de mesure de température à l'aide des couples cuivre-constantan

Il est possible de mesurer des températures très élevées notamment à l'aide de couples tungstène - tungstène rhodié (température de fusion du tungstène : 3410°c)

Z

Élément

Symbole

coefficient Seebeck
en µV/K

Z

Élément

Symbole

coefficient Seebeck
en µV/K

Z

Élément

Symbole

coefficient Seebeck
en µV/K
3 Lithium Li 4,3 41 Niobium Nb 1,05 67 Holmium Ho -6,7
4 Béryllium Be -2,5 42 Molybdène Mo 0,1 68 Erbium Er -3,8
11 Sodium Na -2,6 43 Technétium Tc - 69 Thulium Tm -1,3
12 Magnésium Mg -2,1 44 Ruthénium Ru 0,3 70 Ytterbium Yb 5,1
13 Aluminium Al -2,2 45 Rhodium Rh 0,8 71 Lutécium Lu -6,9
19 Potassium K -5,2 46 Palladium Pd 1,1 72 Hafnium Hf 0
20 Calcium Ca 1,05 47 Argent Ag 0,73 73 Tantale Ta 0,7
21 Scandium Sc -14,3 48 Cadmium Cd -0,05 74 Tungstène W -4,4
22 Titane Ti -2 49 Indium In 0,56 75 Rhénium Re -1,4
23 Vanadium V 2,9 50 Étain Sn -0,04 76 Osmium Os -3,2
24 Chrome Cr 5 55 Césium Cs - 77 Iridium Ir 1,42
25 Manganèse Mn -2,5 56 Baryum Ba -4 78 Platine Pt -
26 Fer Fe 11,6 57 Lanthane La 0,1 79 Or Au 0,82
27 Cobalt Co -8,43 58 Cérium Ce 13,6 80 Mercure Hg -
28 Nickel Ni -8,5 59 Praséodyme Pr - 81 Thallium Tl 0,6
29 Cuivre Cu 1,19 60 Néodyme Nd -4 82 Plomb Pb -0,58
30 Zinc Zn 0,7 61 Prométhium Pm - 83 Bismuth Bi -
31 Gallium Ga 0,5 62 Samarium Sm 0,7 90 Thorium Th 0,6
37 Rubidium Rb -3,6 63 Europium Eu 5,3 91 Protactinium Pa -
38 Strontium Sr -3 64 Gadolinium Gd -4,6 92 Uranium U 3
39 Yttrium Y -5,1 65 Terbium Tb -1,6 93 Neptunium Np 8,9
40 Zirconium Zr 4,4 66 Dysprosium Dy -4,1 94 Plutonium Pu 12

Tableau extrait du site Wikipédia: http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Seebeck

La naissance d'une fem entre deux matériaux n'est pas seulement à prendre en compte pour les mesures de température mais aussi il est pris en compte par les concepteurs de matériel soumis à l'humidité ou à des fluides divers car la fem produite par deux matériaux au contact va être sujet à oxydation. Les projeteurs qui sont amenés à utiliser deux matériaux différents vont s'efforcer de choisir des matériaux aux coefficients Seebeck le plus voisin possible.

Edmond Becquerel s'est consacré également à l'étude de la phosphorescence et à la luminescence

 

Numéro de la Fiche 06
Dernière mise à jour 20-03-2014