Comment choisir les meilleurs ventilateurs de boîtier pour votre PC personnalisé

Nous nous attaquons à tout, des types de roulements et de la géométrie des ventilateurs à l'aérodynamique et à l'optimisation de la pression dans le but de refroidir votre PC personnalisé comme un pro.

Votre CPU et votre GPU sont équipés de ventilateurs de refroidissement, mais ils ne refroidiront rien si la température ambiante dans le boîtier de votre PC est extrêmement élevée.

C'est pourquoi vous avez besoin de ventilateurs de boîtier.

Les PC personnalisés sont généralement construits dans des boîtiers modernes livrés avec un seul ventilateur moche. Ce n'est pas le fabricant qui pince des centimes, mais plutôt le soin de choisir la configuration du ventilateur du boîtier à l'utilisateur.

Et il est essentiel de bien faire les choses pour garantir à la fois des performances optimales et une fiabilité à long terme de votre PC personnalisé. Alors, voici comment choisir les meilleurs ventilateurs de boîtier pour votre PC.

La réponse courte est qu'un seul ventilateur de boîtier n'est pas suffisant pour empêcher votre ordinateur de surchauffer.

Le refroidissement du boîtier du PC, cependant, est un peu plus compliqué que cela. Le fabricant du boîtier vous laisse cette tâche car les PC personnalisés présentent non seulement des configurations de composants très différentes, mais l'orientation physique des ventilateurs de refroidissement varie également d'une version à l'autre.

Les performances de calcul sont directement proportionnelles au nombre de watts que vous pouvez transmettre au CPU et au GPU. Une grande majorité de cette puissance est dissipée sous forme de chaleur. Les performances globales du PC sont sévèrement limitées si vous ne pouvez pas évacuer efficacement cette chaleur des composants.

C'est un problème car un PC avec un seul ventilateur de boîtier est fonctionnellement indiscernable d'un four.

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Par conséquent, choisir la bonne configuration de ventilateur de boîtier pour votre brillante plate-forme de jeu ou de montage vidéo a un impact significatif sur la marge thermique disponible. Un PC qui fonctionne à froid permet au CPU et au GPU d'atteindre des vitesses d'horloge turbo plus élevées tout en les maintenant plus longtemps.

C'est une mise à niveau gratuite des performances sans s'aventurer dans le monde de l'overclocking.

Connaître la construction de base d'un ventilateur de boîtier de PC typique permet de comprendre facilement les spécifications et de déterminer celles qui sont idéales pour votre cas d'utilisation. Les ventilateurs d'ordinateur utilisent une conception axiale ou centrifuge. Les ventilateurs axiaux aspirent et évacuent l'air le long de l'axe de rotation des pales, tandis que les ventilateurs centrifuges évacuent l'air perpendiculairement à l'axe de rotation.

Étant donné que les ordinateurs de bureau utilisent exclusivement des ventilateurs axiaux, nous ne nous soucierons pas de l'autre type. Un ventilateur axial typique est composé de trois parties principales : le moyeu, les pales et le cadre. La lame et le cadre sont de simples pièces en plastique, mais le moyeu abrite les composants les plus chers et les plus importants, tels que le moteur, les roulements et l'électronique.

Un ventilateur axial génère un flux d'air en entraînant le moteur pour faire tourner les pales à grande vitesse. Le volume de flux d'air généré dépend de la vitesse/du couple du moteur, de l'efficacité aérodynamique des pales et de plusieurs autres facteurs.

Si vous êtes à la recherche d'un ventilateur de boîtier, vous devez savoir comment ces composants dictent leur coût et leur qualité.

Jetons un coup d'œil aux différentes spécifications régissant les performances des ventilateurs.

Les performances du ventilateur sont déterminées par deux mesures mutuellement exclusives de débit d'air et de pression statique. Le premier mesure la quantité d'air déplacée par un ventilateur dans un temps donné, généralement exprimée en pieds cubes par minute (CFM). Plus le débit d'air d'un ventilateur est élevé, plus le volume d'air qu'il peut déplacer est important, ce qui a un impact positif sur les performances de refroidissement.

Un ventilateur à débit d'air plus élevé est idéal lorsque vous évacuez l'air chaud hors du boîtier. Le chemin emprunté par l'air à la sortie du boîtier est entièrement libre d'obstacles dans cette configuration. Imaginez maintenant le même ventilateur utilisé pour pousser l'air froid à travers un radiateur refroidi par liquide. Le radiateur épais avec sa structure d'ailettes dense présente une résistance importante au flux d'air.

Le même ventilateur à haut débit d'air sous-performe gravement dans ce rôle car le maillage restrictif du radiateur nécessite un ventilateur générant une pression statique plus élevée pour pousser l'air à travers lui. Ces ventilateurs ont des géométries de pales spécialisées conçues pour sacrifier le flux d'air pour améliorer la pression statique, mesurée en pascals (pa) ou en millimètres d'eau (mm H2O).

De par leur nature, les ventilateurs optimisés pour la pression statique sont mieux servis comme ventilateurs d'admission dans les cas restrictifs avec une densité de composants internes plus élevée généralement observée dans les constructions à petit facteur de forme telles que les PC mini-ITX. Ces ventilateurs sont idéaux pour pousser l'air à travers des radiateurs épais et des refroidisseurs d'air CPU avec des piles d'ailettes denses.

La taille d'un ventilateur axial s'exprime en millimètres et est à peu près égale à la longueur du châssis ou au diamètre des pales du ventilateur. Cela affecte la quantité d'air poussée par un ventilateur, qui à son tour dépend de deux facteurs principaux : la surface des pales et la vitesse à laquelle elles tournent.

Les ventilateurs plus grands devraient techniquement générer plus de flux d'air en raison de la plus grande surface des pales, mais le poids supplémentaire et la traînée aérodynamique augmentent également la consommation de courant et la consommation d'énergie. C'est pourquoi les ventilateurs plus grands sont conçus pour tourner plus lentement afin de fournir à peu près le même débit d'air qu'un ventilateur plus petit à des niveaux de consommation d'énergie similaires.

Étant donné que la plupart des ventilateurs de boîtier de PC sont conçus pour maximiser la consommation d'énergie d'un en-tête de ventilateur de carte mère standard, quelle que soit leur taille physique, la puissance totale reste plus ou moins constante sur tout le spectre de taille du ventilateur. Sans surprise, un ventilateur typique de 200 mm tourne à un maximum de 800 tr/min pour fournir presque la même quantité de débit d'air qu'un ventilateur de 120 mm fonctionnant à sa limite de 2000 tr/min.

En règle générale, les grands ventilateurs ont tendance à être plus silencieux que leurs petits cousins, grâce à des vitesses de rotation plus faibles. Vous pouvez trouver des ventilateurs spécialisés fonctionnant à des vitesses plus élevées, mais ceux-ci consomment plus d'énergie et nécessitent des contrôleurs de ventilateur dédiés avec une alimentation plus puissante.

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Également exprimée en millimètres, l'épaisseur du ventilateur est le deuxième ensemble de chiffres exprimé à côté de la taille du ventilateur. Dans l'espace des ordinateurs de bureau, l'épaisseur du ventilateur varie généralement de 10 mm à 40 mm. Un ventilateur plus épais fournira un débit d'air accru par rapport à son homologue plus fin de même taille pour plusieurs raisons.

Des ventilateurs plus épais permettent de concevoir des pales avec un angle d'attaque plus raide, ce qui leur permet d'aspirer une plus grande quantité d'air par rotation. La plus grande profondeur augmente non seulement la surface de la lame, mais le cadre épaissi améliore également l'effet d'aspiration inhérent au ventilateur, qui se manifeste par une pression statique plus élevée.

Le type de roulement utilisé dans un ventilateur de boîtier détermine son coût, sa durée de vie et son bruit de fonctionnement.

Les ventilateurs les moins chers utilisent des roulements à manchon, qui impliquent un arbre en acier tournant à l'intérieur d'un manchon en laiton plus doux. Ces roulements sont plus silencieux lors de la première utilisation mais deviennent plus bruyants avec le temps. Ils ont également tendance à échouer plus tôt et plus brusquement. Les ventilateurs à palier lisse ne peuvent être utilisés qu'en orientation verticale. Les monter horizontalement dans l'orientation supérieure ou inférieure entraîne une défaillance prématurée.

Les ventilateurs à double roulement à billes utilisent des roulements à billes traditionnels le long des extrémités avant et arrière de l'arbre. Cette conception réduit considérablement la friction pour prolonger la durée de vie et permet au ventilateur d'être utilisé dans n'importe quelle orientation. Le seul inconvénient ici est le niveau de bruit légèrement accru par rapport aux paliers lisses. Leurs variantes à roulement unique utilisent un roulement à manchon pour l'autre extrémité de l'arbre et ne sont pas aussi fiables que la variété à double roulement à billes.

Le roulement dynamique fluide combine la fiabilité de la conception des roulements à billes avec le faible bruit de la technologie des roulements à manchon. Il s'agit essentiellement d'un palier à douille modifié avec des rainures découpées en chevrons pour forcer efficacement le lubrifiant sur les surfaces en rotation. La conception combine les forces de rotation inhérentes du ventilateur et l'effet hydrostatique du lubrifiant pour créer un champ de pression qui stabilise les pièces mobiles et élimine les frottements. Ces ventilateurs durent le plus longtemps tout en prenant en charge toutes les orientations. Le seul bémol est leur prix élevé.

Cependant, les roulements dynamiques fluides ne sont pas les seules conceptions hybrides basées sur des roulements à manchon. Les roulements Maglev de Sunon et SSO de Noctua améliorent également la conception en incorporant des aimants pour stabiliser et réduire les frottements. Les deux roulements sont réputés pour leur longue durée de vie et leur faible niveau de bruit.

Le contrôle intelligent de la vitesse basé sur un microprocesseur est un avantage majeur de la connexion de ventilateurs à de puissantes cartes mères de PC. Contrairement aux ventilateurs CC ordinaires qui n'utilisent que deux fils - un pour VCC (alimentation) et un autre pour la terre - les ventilateurs de boîtier PC les plus simples ont un fil supplémentaire pour le signal du tachymètre, qui relaie la vitesse de rotation du ventilateur à l'aide d'un capteur à effet Hall intégré.

Ces ventilateurs de boîtier à trois broches permettent à l'ordinateur de détecter la vitesse du ventilateur et de la moduler pour trouver un équilibre sain entre refroidissement et fonctionnement silencieux. La vitesse du ventilateur est modulée en faisant varier la tension dans de telles conceptions. Bien que cela fonctionne bien à des vitesses plus élevées, une réduction significative de la tension pour atteindre des vitesses de ventilateur inférieures affecte négativement les performances.

Les ventilateurs plus chers contournent ce problème en ajoutant un fil supplémentaire pour le signal PWM (Pulse Width Modulation). Ces ventilateurs maintiennent une tension constante, mais la vitesse varie en allumant et en éteignant rapidement le ventilateur plusieurs fois par seconde à l'aide de circuits de commutation à haute fréquence. La complexité et les composants supplémentaires ont évidemment un coût plus élevé.

Maintenant que nous avons compris comment choisir les bons ventilateurs, voici quelques indications sur le placement correct des ventilateurs dans le boîtier. La règle la plus élémentaire à retenir est de vous assurer que vous dirigez le flux d'air à travers le boîtier d'un point à un autre.

La direction n'a pas d'importance. Vous pouvez aspirer de l'air à l'arrière du boîtier et l'évacuer à l'avant, et cela fonctionnera tant que vous ne vous souciez pas d'un visage plein d'air chaud pendant le jeu. La seule exception existe lorsque l'air est canalisé verticalement. L'air chaud monte naturellement, il est donc inutile de lutter contre le processus naturel de convection.

Cependant, ce qui ne fonctionne pas, c'est d'obliger les fans des côtés opposés de l'affaire à travailler les uns contre les autres. Ce n'est pas aussi mauvais pour les ventilateurs d'extraction, mais si vous placez deux ventilateurs d'admission aux extrémités opposées du boîtier, les courants d'air opposés se heurteront. Le flux turbulent qui en résulte entraînera le piégeage et la recirculation de l'air chaud dans le boîtier.

Comme expliqué précédemment, utilisez des ventilateurs à pression statique optimisée pour pousser ou aspirer l'air à travers un radiateur. Si votre boîtier n'est pas bien ventilé (vitre ou façade solide) ou s'il est petit et/ou encombré à l'intérieur, il est préférable d'utiliser des ventilateurs optimisés pour la pression statique pour les points d'admission d'air. Les étuis à respiration facile avec des carénages avant en maille peuvent s'en tirer avec des ventilateurs à flux d'air optimisé pour l'admission, mais c'est rarement optimal à moins que vous n'ayez suffisamment de ventilateurs d'extraction.

Nous vous recommandons d'utiliser au moins trois ventilateurs de boîtier, avec plus requis pour les applications à forte contrainte. Le nombre de ceux que vous utilisez pour l'échappement et l'admission détermine si votre boîtier a une configuration de pression d'air positive ou négative.

Un boîtier utilisant plus de ventilateurs d'admission que de ventilateurs d'extraction connaîtra une pression d'air interne positive simplement parce que plus d'air est poussé qu'il n'en est extrait. L'excès de pression d'air entraîne l'expulsion de l'air de tous les coins et recoins, ce qui crée une barrière naturelle contre la poussière. C'est un trait hautement souhaitable.

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Cependant, la réalisation d'une configuration de pression positive n'est pas toujours possible. Vous feriez mieux de vous concentrer sur l'évacuation de la chaleur des boîtiers mal ventilés. Cela nécessite plus de ventilateurs d'extraction, ce qui entraîne une configuration de pression négative. Bien que cela attirera plus de poussière, cela bat certainement les composants surchauffés.

N'exagérez pas avec l'optimisation de la pression négative ou positive. Idéalement, vous souhaitez équilibrer le nombre de ventilateurs d'admission avec un léger biais en faveur de l'admission pour maintenir une pression positive. En fin de compte, il est plus important d'établir un flux d'air rationalisé dans le boîtier.

Choisir des ventilateurs de boîtier PC peut sembler écrasant. Il y a beaucoup d'informations à prendre en compte, cela ne fait aucun doute. N'oubliez pas que garder l'air frais dans une direction est la chose la plus importante, et vous n'aurez pas grand-chose d'autre à vous reprocher.

Nachiket a couvert divers rythmes technologiques allant des jeux vidéo et du matériel informatique aux smartphones et au bricolage au cours d'une carrière de 15 ans. Certains disent que ses articles de bricolage servent d'excuse pour faire passer son imprimante 3D, son clavier personnalisé et sa dépendance RC comme des "dépenses professionnelles" à la femme.