Brevet FR2530870A1 — publié le 19840127

La présente invention concerne un procédé et un dispositif nouveaux et perfectionnés pour fabriquer des appareils thermoélectriques du type de ceux utilisés pour engendrer de l'électricité à partir de la chaleur. Il a été reconnu que la production mondiale de combustibles fossiles à des fins de production d'énergie, s'épuise à des vitesses de plus en plus importantes Ceci a eu pour conséquence une crise de l'énergie qui influence non seulement l'économie mon- diale, mais menace la paix et la stabilité du monde. La solution à la crise de l'énergie est située dans le développement de nouveaux combustibles et de techniques plus efficaces pouf utiliser ceuxci A cet effet, la présente invention concerne la conservation de l'énergie, la production d'énergie, la pollution, et la création de nouvelles opportunités dans les affaires grâce au développement de nouveaux procédés et dispositifs pour produire de façon commerciale des appareils thermo- électriques procurant plus d'électricité. Une partie importante de la solution en regard du développement de la conversion d'énergie permanente et économique est située dans le domaine de la thermo- électricité, par laquelle de l'énergie électrique est engendrée à partir de la chaleur On a estimé que plus des deux tiers de toute notre énergie, par exemple à partir des échappements d'automobiles ou des centrales d'énergie, sont perdus et dissipés dans la nature Jus- qu'à présent, cette pollution thermique n'a pas eu de conséquences climatiques sérieuses Cependant, il a été prédit que, la consommation d'énergie mondiale augmentant, les conséquences de la pollution thermique vont mener très rapidement à la fonte des calottes pôlaires de glace, entraînant une augmentation du niveau de la mer. Le rendement d'un appareil thermoélectrique peut être exprimé en terme d'un nombre de mérites (Z) pour le matériau constituant l'appareil, o Z est défini de la façon suivante: z= 526 K o Z est exprimé en unités x 103, S est le coefficent de Seebeck en V/ C, K est la conductibilité thermique en m W/cm-0 C, 6 est la conductibilité électrique en ( = cm)1 A partir de ce qui précède, on peut observer que, pour qu'un matériau soit approprié à la conversion d'énergie thermoélectrique, il doit avoir un coefficient d'énergie thermoélectrique de Seebeck (S) élevé, une conductibilité électrique (y) élevée, et une conducti- bilité thermique (K) faible De plus, il existe deux composantes pour la conductibilité thermique (K): Kl, la composante de réseau et Ke, la composante électrique. Dans les matériaux non métalliques, Kl est prédominante et est la composante qui détermine principalement la valeur de K. Autrement dit, pour qu'un matériau soit adapté à la conversion d'énergie thermoélectrique, il est impor- tant de permettre aux porteurs de diffuser rapidement à partir de la jonction chaude vers la jonction froide, tout en conservant le gradient de température Ainsi, une conductibilité électrique élevée est requise conjoin- tement à une conductibilité thermique faible. La conversion d'énergie thermoélectrique n'a trouvé dans le passé aucune application large La raison prin- cipale pour ceci est que les matériaux thermoélectriques de la technique antérieure, qui sont tous appropriés pour des applications commerciales, sont de structure cristalline Les solides cristallins ne peuvent présenter une conductibilité électrique élevée en conservant une conductibilité faible De façon plus importante, à cause de la symétrie cristalline, la conductibilité thermique ne peut être contrôlée par modification. Dans le cas habituel d'une approche poly-cristal- line, les problèmes des matériaux mono-cristallins sont encore prédominants Cependant de nouveaux problèmes sont également rencontrés du fait des limites de grains poly-cristallins, qui font que ces matériaux ont une conductibilité électrique relativement faible En outre, la fabrication de ces matériaux est également difficile à contrôler, du fait de la plus grande complexité de leur structure cristalline La modification chimique, ou dopage de ces matériaux, à cause des problèmes ci- dessus, sont particulièrement difficiles. Parmi les matériaux thermoélectriques poly- cristallins existant -'couramment et les mieux connus il y a (Bi, Sb)2 Te 3, Pb Te et SI-Ge Le (Bi, Sb)2 Te 3 est le matériau le plus approprié pour des applications dans la gamme de 100 C à + 1500 C son coefficient Z optimal apparaissant autour de 300 C Le (Bie Sb)2 Te 3 représente un système en solution solide continu dans lequel la quantité relative de Bi et de Sb est comprise entre 0 et 100 % Si-Ge est le plus approprié pour les applications à haute température dans la gamme de 600 'C à 1 0000 C, avec un coefficient Z satisfaisant ap- paraissant au-dessus de 7000 C Le matériau polycristallin Pb Te a son nombre de mérite optimal dans la gamme de 300 'C à 500 'C Aucun de ces matériaux n'est bien appro- prié pour des applications dans la gamme de 100 'C à 300 'C Ceci est réellement dommage, car c'est dans cette gamme de température qu'une grande variété d'applications à perte de chaleur est trouvée Parmi de telles ap- plications, il y a les pertes de chaleur géothermiques et la chaleur perdue à partir des moteurs à combustion interne, par exemple dans les camions, les autobus, et les automobiles Des applications de ce type sont impor- tantes, car la chaleur est réellement de la chaleur perdue De la chaleur située dans des gammes de tempé- rature plus élevées doit être intentionnellement engen- drée avec d'autres combustibles, et n'est donc pas réellement de la chaleur perdue. Des alliages thermoélectriques nouveaux et per- fectionnés ont été découverts pour être utilisés dans les gammes de températures mentionnées plus haut Ces matériaux sont enseignés puis revendiqués dans la demande de brevet US No 341 864, déposée le 22 janvier 1982, sous les noms de Tumkur S Jayadev et On Van Nguyen pour "New multiphase thermoelectric alloys and method of making same"g (Nouveaux alliages thermoélectriques polyphases et procédés de fabrication de ceux-ci), demande qui est incorporée ici par référence. Les matériaux thermoélectriques décrits dans cette demande peuvent être utilisés dans des appareils thermoélectriques fabriqués par le procédé et le dispo- sitif de la présente invention. Ces matériaux ne sont pas des matériaux cristal- lins monophases mais sont au contraire des matériaux désordonnés De plus, ces matériaux sont des matériaux polyphases comportant des phases à la fois amorphes et polycristallines Les matériaux de ce type sont de bons isolants thermiques Ils comprennent des limites de grains de diverses phases de transition, variant en composition de la composition des crystallites en matrice à la composition des diverses phases dans les régions de limite de grains Les limites de grains sont très désordonnées, les phases de transition comprenant des phases de résistivité thermique élevées, afin de procurer une résistance élevée à la conduction thermique Au contraire des matériaux conventionnels, le matériau est conçu de façon à ce que les limites de grains définis- sent des régions comprenant des phases conductrices procurant de nombreux trajets de condu tion électrique à travers le matériau brut, afin d'augmenter la conduc- tibilité électrique sans sensiblement affecter la conduc- tibilité thermique Par essence, ces matériaux présen- tent tous les avantages des matériaux polycristallins, à savoir uneconductibilité thermique faible et des propriétés de Seebeck du cristal brut souhaitées Cepen- dant, au contraire des matériaux polycristallins conven- tonnels, ces matériaux polyphases désordonnés ont égale- ment de façon souhaitable une conductibilité électrique élevée Ainsi, comme le décrit la demande mentionnée plus haut, le produit 52 ' pour le nombre de mérites de ces matériaux, peut être rendu maximal de façon indé- pendante, avec une conductibilité thermique de façon préférée faible pour la création d'énergie électrique. Des matériaux amorphes, représentant le degré de désordre le plus élevé, ont été fabriqués pour des applications thermoélectriques Les matériaux et procédés pour fabriquer ceux-ci sont décrits et revendiqués par exemple dans les brevets US 4 177 473, 4 177 474 et 4 178 415, au nom de Stanford R Ovshinsky Les matériaux décrits dans ces brevets sont formés dans une matrice de base amorphe solide ayant des configurations struc- turelles d'ordre plutôt local qu'étendu, et des confi- gurations électroniques qui présentent un intervalle de bande ou bande interdite et une énergie d'activation électrique Un matériau modificateur est ajouté à la matrice de base amorphe, et comporte des orbitales qui interagissent avec la matrice de base amorphe ainsi qu'avec eux-mêmes pour engendrer des états électroniques dans la bande interdite Cette interaction modifie sensiblement les configurations électroniques de la matrice de base amorphe pour sensiblement réduire l'éner- gie d'activation et ainsi sensiblement augmenter la conductibilité électrique du matériau La conductibilité électrique résultante peut être contrôlée par la quantité de matériaux modificateurs ajoutés à la matrice de base. La matrice de base amorphe a normalement une conduction de type intrinsèque, et le matériau modificateur trans- forme celle-ci en une conduction de type extrinsèque. Comme également décrit dans ces brevets, la matrice de base amorphe peut comporter des paires isolées présentant des orbitales, les orbitales du matériau modificateur interagissant avec celles-ci pour former les nouveaux états électroniques dans la bande interdite. Sous une autre forme, la matrice de base peut avoir des liaisons primaires tétraèdriques, le matériau modificateur étant tout d'abord ajouté de façon non substitutionnelle, et ses orbitales interagissent avec la matrice de base Les matériaux à bande D ou F, ainsi que le bore et le carbone, qui ajoutent des possibilités multi-orbitales, peuvent être utilisés comme modificateurs pour former les nouveaux états électroniques dans la bande interdite. En conséquence de ce qui précède, ces matériaux thermoélectriques amorphes ont une conductibilité électrique sensiblement accrue Cependant, puisque, après modification, ils restent amorphes, ils conversent leur conductibilité thermique faible, ce qui les rend tout à fait appropriés pour des applications thermo- électriques, en particulier dans les gammes de tempé- rature élevées supérieures à 400 'C. Ces matériaux sont modifiés à un niveau atomique ou microscopique, leur configuration atomatique étant sensiblement modifiée pour procurer les conductibilités électriques augmentées de façon indépendante mentionnées jusqu'à présent Au contraire, les matériaux décrits dans le brevet mentionné plus haut ne sont pas modifiî s au niveau atomique Ils sont plutôt fabriqués d'une façon qui introduit un certain désordre dans le matériau à un niveau macroscopique Ce désordre permet à diverses phases, incluant des phases conductrices, d'être intro- duites dans le matériau, d'une façon tout à fait iden- tique à une modification atomique dans des matériaux en phase amorphe pure, pour procurer une conductibilité électrique contrôlée élevée, le désordre des autres phases-procurant une conductibilité thermique faible. Ces matériaux sont donc, en ce qui concerne leur con- ductibilité thermique intermédiaires entre les matériaux amorphes et les matériaux polycristallins réguliers. Un appareil thermoélectrique engendre de l'élec- tricité par l'établissement d'une différentielle de - température dans les matériaux qu'il contient -Les ap- pareils thermoélectriques comportent généralement des matériaux à la fois de type p et de type n Dans le matériau de type p, la différentielle de température conduit des porteurs chargés positivement du côté chaud au côté froid des éléments, tandis que dans le matériau de type n, la différentielle de température conduit des porteurs chargés négativement du côté chaud au côté froid des éléments. La conversion d'énergie thermoélectrique n'a pas trouvé de plus larges utilisations dans le passé, non seulement à cause des limitations des matériaux, mais également à cause des limitations des appareils Une limitation importante exhibée par de tels appareils résulte de l'utilisation de substrats en céramique rela- tivement épais Les substrats, à cause de leur coefficient de dilatation thermique, se flambent ou se gauchissent pendant la fabrication et l'utilisation subséquente Ceci a pour conséquence des pertes du transfert de chaleur entre les appareils et leur échangeur de chaleur associé, car le phénomène de gauchissement interdit tout contact sur surface importante entre ceux-ci Les substrats ajoutent en outre une résistance thermique significative en série avec les éléments thermoélectriques des ap- pareils, pour encore augmenter les pertes dans le trans- fert de-chaleur. Un appareil thermoélectrique nouveau et perfec- tionné a été découvert, qui surmonte les limitations d'appareils mentionnés plus haut Cet appareil et un procédé de fabrication de celui-ci sont décrits et reven- diqués dans là demande de brevet US No, 372 688, déposée le 28 avril 1982, sous le nom de Der-Jéou-Chou pour "Improved thermoelectric device and method of making same" (appareil thermoélectrique perfectionné et procédé de fabrication de celui-ci 7, demande incorporée ici par référence. Comme décrit ici, le flambage ou le gauchissement de l'appareil est évité pendant la fabrication et l'uti- lisation de celui-ci Cette configuration d'appareil non seulement élimine le besoin de substrats céramiques, mais minimise également les conséquences de la dilatation thermique des autres constituants de l'appareil, à la fois en répartissant de façon uniforme et en absorbant la dilatation apparaissant dans le dispositif Ainsi, un contact sur surface importante entre l'appareil et un échangeur de chaleur peut être facilement réalisé lors de l'utilisation dans un système thermoélectrique. Du fait que l'appareil enseigné dans ce brevet élimine les-substrats céramiques, la résistance thermique en série avec les éléments de l'appareil est également réduite, pour permettre l'existence d'une différentielle- de température plus importante dans les éléments thermo- électriques, afin d'augmenter le rendement en énergie électrique qui peut être obtenu pour une différentielle de température totale donnée. Les conséquences en matière de prix de la conver- sion d'énergie thermoélectrique, et son accueil sur le marché sont en outre influencés non seulement grâce aux appareils thermoélectriques efficaces tels qu'envisagés ci-dessus, mais également par la possibilité de produire les appareils à une échelle commerciale influençant leur prix La présente invention propose un procédé et un dispositif pour la production en série et commercialement à faible prix d'appareils thermoélectriques. La présente invention crée un procédé et un dispo- sitif nouveaux et perfectionnés pour fabriquer des ap- pareils thermoélectriques L'appareil de la présente invention comporte une monture agencée pour recevoir et maintenir en place plusieurs bandes conductrices planes et plusieurs éléments thermoélectriques en relation de vis-à-vis appropriée, pendant la fabrication de l'appareil La monture est agencée pour disposer les bandes conductrices planes selon un schéma tel que les éléments thermoélectriques sont couplés thermiquement en parallèle et électriquement en série Le nouveau dispositif aide à diminuer les temps et les coûts de production tout en procurant un appareil thermoélectrique de haute qualité et efficace pour la production d'élec- tricité Le dispositif et le procédé nouveaux se prêtent également facilement à la production en grande série d'appareils thermoélectriques à une échelle commerciale. Le dispositif selon la présente invention comporte trois montures ou bâtis et un organe en forme de U Deux des montures comportent des parties en renfoncement agen- cées pour recevoir des segments de plaques de cuivre. Ces montures maintiennent en place les segments, de plaques de cuivre à l'intérieur de la partie en renfoncement au moyen de vide appliqué à travers les montures sur un côté des segments de plaques de cuivre non simultanément exposé au traitement Les deux montures comportent des lèvres débordantes sur environ les trois quarts de leur périphérie. La troisième monture est complémentaire à la première pendant une partie de l'opération de fabrication. La troisième monture est utilisée pour maintenir les éléments thermoélectriques dans leur position appropriée pendant leur couplage aux segments de plaques de cuivre de la première monture, par exemple par soudage L'agen- cement complémentaire des première et troisième montures est accompli par des rebords prévus sur une partie de la périphérie de la troisième monture, affleurant avec les lèvres débordantes de la première monture Cet agen- cement cale les éléments par rapport aux segments de plaques de cuivre de la première monture pendant l'opé- ration de soudage Une fois que les éléments thermoélec- triques sont soudés sur les segments de la première mon- ture, la troisième monture est retirée. La première monture, la seconde monture et l'or- gane en forme de U sont alors assemblés en une relation de vis-à-vis appropriée, pour faciliter le couplage des éléments aux segments de plaques de cuivre de la seconde monture Les lèvres débordantes de chacune des deux montures sont complémentaires avec l'organe en forme de U lorsque celui-ci est disposé entre les deux L'organe en forme de U agit pour caler une monture par rapport à l'autre de façon à ce que les surfaces exposées des segments de plaques de cuivre soient espacés, de façon à ce que les éléments thermoélectriques soient disposés entre ceux- ci Les segments de plaques de cuivre de la seconde monture sont alors soudés sur les éléments thermoélectriques Les deux montures et l'organe en - forme de U sont agencés pour disposer les segments de plaques de cuvire, selon un schéma tel que les éléments thermoélectriques soient couplés électriquement en série et thermiquement en parallèle. A la fin de l'opération de soudage, un composé céramique d'enrobage est introduit autour des segments et des éléments Cette opération est facilitée par les deux montures et l'organe en-forme de U, en relation de vis-à-vis appropriée définissant une enveloppe autour des segments et des éléments pour permettre l'introduc- tion du composé à l'intérieur Une des deux montures est plus longue que l'autre et que l'organe-en forme de U, afin de procurer une paire de segments s'étendant partiellement au-delà de l'enveloppe Cette configuration procure des contacts électriques pour le raccordement de l'appareil thermoélectrique Après le séchage du composé, l'appareil est terminé O Le dispositif nouveau et perfectionné décrit ci- dessus peut être utilisé pour fabriquer des appareils thermoélectriques selon le procédé de la présente inven- tion O Le procédé débute en plaçant plusieurs segments de plaques de cuivre dans chacune 'des deux montures La surface exposée de chacun des segments de plaques de- cuivre est alors revêtue d'un matériau isolante séchée et cuite Les segments de plaques de cuivre sont alors inversés dans les montures afin d'exposer les surfaces opposées, non revêtues, des segments Les surfaces des segments de plaques de cuivre non revêtues du matériau isolant, sont alors revêtues de pâte à soudera puis. séchées Les segments de l'une des montures sont revêtus d'une pâte à souder refluant à une température plus élevée que la pâte à souder revêtant les segments de l'autre monture. Une troisième monture est amenée en vis à vis de la première monture, qui maintient en place les segments de plaque de cuivre dont la soudure reflue à la température la plus élevée Les éléments sont chargés sur la troisième monture et couplés aux segments de la première monture par refluage de la soudure à la température la plus haute La troisième monture est retirée, laissant les éléments couplés aux segments de plaques de cuivre de la première monture. Les deux montures et l'organe en forme de U sont alors assemblés, en visà-vis approprié, de façon à positionner les éléments thermoélectriques par rapport aux segments dont la soudure reflue à la température la plus basse La soudure à température la plus basse est refluée de façon à coupler les éléments aux segments de plaques de cuivre de la seconde monture La relation de vis-à-vis des deux montures par l'organe en forme de U définit un schéma selon lequel les segments de plaques de cuivre relient thermiquement les éléments thermo- électriques en parallèle, et électriquement en série. Une fois que les éléments thermoélectriques sont couplés aux segments de la seconde monture; un composé céramique d'enrobage est alors injecté entre les segments et autour des éléments L'injection du composé céramique d'enrobage est facilitée par l'organe en forme de U qui, avec lès deux montures, forme une enveloppe à trois côtés autour des éléments et des segments Le composé céramique d'enrobage est alors séché Les deux montures et l'organe en forme de U sont alors retirés et l'ap- pareil thermoélectrique terminé est prêt à l'usage pour engendrer l'électricité en réponse à une différentielle de température appliquée dans celui-ci. Ainsi un premier objet de l'invention est de créer un procédé de fabrication d'un appareil thermo- électrique, caractérisé par le fait qu'il comprend les opérations consistant à prévoir un premier et un second ensembles de bandes conductrices sensiblement planes, prévoir au moins deux éléments thermoélectriques, disposer des premier et second ensembles de bandes conductrices en un schéma et disposer lesdits éléments entre les premier et second ensembles de bandes conductrices de façon à coupler les éléments électri- quement en série et thermiquement en parallèle, fixer les éléments auxdites bandes; et injecter un matériau isolant entre les éléments et les bandes. Le second objet de l'invention est de créer un procédé de fabrication d'un appareil thermoélectrique, caractérisé par le fait qu'il comprend les opérations consistant à: prévoir au moins deux montures, prévoir plusieurs bandes conductrices sensiblement planes, disposer plusieurs bandes conductrices sensiblement planes dans chacune des deux montures, revêtir la surface exposée de chacune des bandes conductrices d'un matériau isolant, inverser les bandes dans les montures pour exposer une surface parallèle à la surface revêtue, revêtir la surface parallèle d'une pâte à souder, prévoir plusieurs éléments thermoélectriques, caler les montures l'une au-dessus de l'autre et disposer les éléments entre les surfaces revêtues de pâte à souder, fixer les éléments aux bandes conductrices; et injecter un second matériau isolant entre les éléments et les montures. Un troisième objet de l'invention est de créer un dispositif utilisé pour la fabrication d'un appareil thermoélectrique caractérisé en ce qu'il comporte des montures agencées pour recevoir plusieurs bandes conductrices sensiblement planes, lesdites montures comportant des moyens de retenue destinés à maintenir les bandes en place pendant le traitement, les montures étant en outre agencées pour recevoir plusieurs éléments thermoélectriques, et les montures étant agencées pour disposer les bandes conductrices en un schéma tel qu'elles couplent les éléments thermoélectriques thermiquement en parallèle et électriquement en série. La forme de réalisation préférée de la présente invention est décrite cidessous à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels = La fig 1 est une vue latérale d'un appareil thermoélectrique du type pouvant être fabriqué par le dispositif et le procédé de la présente invention. La fig 2 est une vue en plan de dessus d'une première monture du dispositif, agencée pour recevoir un premier ensemble de segments de plaques de cuivre selon un schéma prédéterminé selon la présente invention. La fig 3 est une vue selon les lignes 3-3 de la fig 2. La fig 4 est une vue en plan de dessus d'une seconde monture du dispositif, agencée pour recevoir un second ensemble de segments de plaques de cuivre, selon un schéma prédéterminé selon la présente invention. La fig 5 est une vue selon les lignes 5-5 de la fig 4. La fig 6 est une vue de dessus en plan d'une troisième monture du dispositif, agencée pour recevoir des éléments thermoélectriques selon un schéma prédéter- miné selon la présente invention. La fig 7 est une vue selon les lignes 7-7 de la fig 6. La fig 8 est une vue éclatée montrant la relation de vis-à-vis de la première monture, de la seconde mon- ture et d'un organe en forme de U du dispositif selon la présente invention, et La fig 9 est une vue latérale de la première mon- ture, de la seconde monture et de l'organe en forme de U du dispositifassemblés en relation de vis-à-vis appropriée selon la présente invention. Selon la présente invention, le dispositif et le procédé nouveaux et perfectionnés pour fabriquer des appareils thermoélectriques sont décrits ci-après en références aux dessins. La fig 1 illustre un appareil thermoélectrique sans substrat 10 illustrant l'invention de la demande de brevet US mentionnée plus haut No 372 688, incorporée ici par référence L'appareil 10 engendre de l'électricité par l'établissement d'une différentielle de température au travers de celui-ci La différentielle de température dirige un flux à travers des éléments thermoélectriques de type p et de type N 12 et 14 Dans leélément de type N 14, la différentielle de température conduit des porteurs négatifs du côté chaud vers le côté froid. Dans l'élément de type p 12, -la différentielle de tempé- rature conduit des porteurs positifs du côté chaud vers le côté froid C'est ce mouvement de porteurs positifs et négatifs qui engendre l Vélectricité. Les éléments thermoélectriques de type p et de type N 12 et 14 sont en nombre identique et disposés de façon alternée Une composition représentative utilisée pour les éléments de type p 12 comprend environ 10 à pour cent de Bismuth, environ 20 à 30 pour cent d'antimoine, environ 60 pour cent de Tellure et moins de 1 pour cent d'argent Ce matériau et d'autres, à par- tir desquels peuvent être formés les éléments de type p, sont décrits et revendiqués dans la demande de brevet US mentionnée plus haut No 341 864, déposée le 22 janvier 1982, pour "New multiphase thermoelectric alloys and method for making same" (Nouveaux alliages thermoélectriques polyphases et un procédé de fabrication de ceux-ci), qui est incorporéeici par référence Les éléments de type n peuvent comprendre environ 40 pour cent de bismuth, environ 54 pour cent de tellure et environ pour cent de selenium. De nouveau en référence à la fig 1, les éléments de type p et de type N 12 et 14 de l'appareil thermoélec- trique sans substrat 10 sont thermiquement fixés aux surfaces intérieures de premier et second ensembles de segments de plaques de cuivre espacées 22 et 18 respec- tivement Les surfaces intérieures des segments de plaques de cuivre 18 et 22 présentent une soudure 16 et 24 sur celles-ci, afin de relier thermiquement et électriquement les éléments 12 et 14 aux segments de plaques dé cuivre 18 et 22, respectivement Les segments de plaques de cuivre 18 et 22 définissent un schéma conducteur pour relier les éléments 12 et 14 électriquement en série et thermiquement en-parallèle. Un composé céramique d'enrobage 30, tel que de l'Aremco 554 (marque déposée} ou analogue, par exemple, remplit les vides entre les éléments 12 et 14 et les segments de plaques de cuivre 18 et 22 Le composé céra- mique d'enrobage 30 présente des qualités de résisti- vités électrique et thermique élevées afin d'isoler les éléments et protéger ceux-ci de la contamination. Le composé céramique d'enrobage 30 agit également pour absorber la dilatation thermique de l'appareil pendant son utilisation Les segments de plaques de cuivre 18 et 22 comportent également une couche d'un film épais de céramique 20, tel que de 1 l ESL M 4906, fabriqué par Electro- Science Laboratories, Inc,par exemple, ou analogue, sur les surfaces extérieures des segments 18 et 22 opposés à la pâte à souder 16 et 24 Le film épais de céramique 20 présente une résistivité électrique élevée, afin d'isoler électriquement les segments de plaques de cuivre 18 et 22 d'un échangeur de chaleur, lorsqu'il est employé conjointement et présente une conductibilité thermique élevée, afin de rendre maximale la différentiel- le de température au travers des éléments 12 et 14 Le film épais de céramique 20 a ainsi la double fonction d'isoler électriquement l'appareil thermoélectrique 10, tout en couplant thermiquement l'appareil 10 à un échan- geur de chaleur, lors d'une utilisation dans un système thermoélectrique pour engendrer de l'électricité. L'appareil thermoélectrique 10 est fabriqué selon le procédé de la présente invention en prévoyant des premier et second ensembles de segments de plaques de cuivre 18 et 22 relativement minces et sensiblement planes. Les segments de plaques de cuivre 18 et 22 ont une épais- seur d'environ 0,5 mm, Une pâte de céramique en film épais 20 est étalée sur le côté opposé de chacun des segments de plaques de cuivre La pâte céramique en film épais 20 a la carac- téristique d'être un bon isolant électrique et un bon conducteur thermique, et peut être par exemple en ESL M 4906 ou analogue La céramique en film épais est séchée à 125 'C pendant 15 minutes, puis cuite pendant minutes à 9000 CO Après la cuisson du film épais, des pâtes à souder 16 et 24 sont étalées sur les segments de plaques de cuivre 18 et 22 respectivement Les seg- ments de plaques de cuivre, avec la pâte à souder par dessus, sont alors séchés à environ 1200 C pendant 15 minutes. Les deux ensembles de segments de plaques de cuivre sont disposés en un schéma tel que les surfaces revêtues de pâte à souder des premier et second ensembles sont espacées Les segments de cuivre de chaque ensemble sont alors disposés l'un par rapport à l'autre en un schéma tel qu'ils couplent électriquement en série les éléments thermoélectriques disposés entre ceux-ci. Les éléments de type p et de type N 12 et 14 sont reliés aux segments de plaque de cuivre 22, en nom- bre égal et disposés de façon alternée, en refluant la pâte à souder 24 en présence d'atmosphère réductrice telle que par exemple de l'azote, à environ 350 'C Les éléments de type p et de type N 12 et 14, avec les segments de plaques de cuivre 22 au-dessus, sont alors disposés par dessus les segments de plaques de cuivre 18 de façon à ce que la pâte à souder 16 soit en contact avec les éléments La pâte à souder 16 est alors refluée sous atmosphère réductrice à une température d'environ 300 'C, ou plus basse, pour relier les éléments 12 et 14 aux segments de plaques de cuivre 18. La pâte à souder 16 est choisie de façon à fondre à une température plus basse que la pâte à souder 24. Ceci facilite l'assemblage des segments de plaques de cuivre 18 et 22 aux éléments thermoélectriques 12 et 14, sans faire fondre la soudure précédemment refluée 24. Le composé céramique d'enrobage 30 est injecté dans la région située entre les segments de plaques de cuivre 18 et 22 et les éléments 12 et 14 Le composé céramique d'enrobage démontre des qualités de résisti- vités thermique et électrique élevées, et peut être de l'Aremco 554 ou analogue, par exemple Le composé céramique d'enrobage 30 est séché pendant 24 heures à 90 C Le composé agit pour absorber la dilatation ther- mique de l'appareil tout en maintenant, en service, un contact sur une surface importante entre les éléments et les segments En outre, le composé 30 protège les éléments 12 et 14 de l'environnement, et d'une éventuelle contamination par celui-ci. * Le dispositif nouveau et perfectionné de la présen- te invention, utilisé lors du procédé de fabrication tel que décrit ci-dessus, est représenté aux fig O 2 à 9. L'appareil est constitué de trois montures ou bâtis 32, 34, 36 et d'un organe en forme de U 37 En référence plus particulière aux fig 2 et 3, la monture 32 est agen- cée pour recevoir un ensemble de segments de plaques de cuivre dans des régions en renfoncement 38 Les régions en renforcement 38 ont une taille proche de celle des segments de plaques de cuivre, et maintiennent les seg- ments de plaques de cuivre en position appropriée pen- dant le traitement Les segments sont empêchés de se déplacer une fois qu'ils sont dans les régions en renfon- cement par l'application de vide sur les côtés des seg- ments non exposés au traitement O Le vide est appliqué à chaque segment dans chaque région en renfoncement 38 via des conduits 400 Les conduits 40 relient chaque région en renfoncement 38 à une tubulure à vide 42, qui facilite l'application du vide à la monture 32 La mon- ture 32 comporte en outre une lèvre débordante 50 située sur environ les trois quarts de sa périphérie. En référence aux fig O 4 et 5, la monture 34 est également agencée pour recevoir un ensemble de segments de plaques de cuivre dans ses régions en renfoncement 430 Les segments sont maintenus en position appropriée par l'application de vide sur le côté des segments non exposé au traitement, via des conduits 44 reliant les régions en renfoncement 43 à une tubulure à vide 46. La monture 34 comporte également une lèvre débordante 48 située sur environ les trois quarts de sa périphérie. La monture 32 est légèrement plus longue que la monture 34 et que l'organe en forme de U 37 En conséquen- ce, les montures 32 et 34 étant en relation de vis-à-vis appropriée avec l'organe en forme de U 37, deux des régions en renfoncement 38 de la monture 32 ne sont pas situées à l'intérieur de la cavité ainsi formée Cette configuration permet à deux segments de plaques de cuivre de dépasser du composé céramique d'enrobage rem- plissant la cavité, pour tenir lieu de contacts élec- triques pour le raccordement de l'appareil thermoélec- trique. Le dispositif nouveau et perfectionné comporte également une troisième monture ou bâti 36, comme le montrent les fig 6 et 7 La troisième monture 36 présen- te des évidements ou ouvertures 51 disposés selon un schéma prédéterminé Un nombre pair d'évidements 51 est espacé sur l'étendue de la monture 36 Les évidements sont destinés à recevoir et à maintenir en place le même nombre d'éléments alternativement de type p et de type n, pendnat leur couplage à un ensemble de segments de plaques de cuivre La troisième monture 36 comporte également un rebord 52 autour d'une partie de sa périphé- rie Le rebord 52 est complémentaire avec l'une ou l'autre des lèvres débordantes 48 ou 50, afin d'assurer une orientation appropriée des éléments thermoélectriques sur les segments de plaques de cuivre pendant le couplage des éléments à l'un des ensembles de segments. La lèvre 48 de la-monture 34 est complémentaire avec l'organe en forme de U 37, qui est à son tour complé- mentaire avec une lèvre débordante 50 de la monture 32. Les lèvres débordantes 48 et 50 agissent ensemble pour procurer un calage approprié des montures 32 et 34 lorsqu'elles sont assemblées avec l'organe U 37 entre les deux, pour disposer les segments de plaques de cuivre de façon espacée les uns des autres Les lèvres débor- dantes 48, 50 et l'organe en forme de U 37 assurent éga- lement l'orientation correcte des éléments par rapport aux segments de plaques de cuivre pour coupler les élé- ments thermoélectriques thermiquement en parallèle et électriquement en série Enfin, les lèvres débordantes 48 et 50, ainsi que l'organe en forme de U 37, agissent conjointement pour former une cavité autour des segments et des éléments, afin de faciliter l'injection d'un compo- sé céramique d'enrobage entre ceux-ci. Comme on le voit aux fig 8 et 9, le dispositif nouveau et perfectionné de la présente invention peut être facilement utilisé dans le procédé nouveau et perfectionné décrit plus haut Les segments de plaques de cuivre 22 sont reçus par la monture 32 dans les régions en renfoncement 38, et les segments de plaques de cuivre 18 sont reçus par la monture 34 dans les régions en renfoncement 43 Du vide est appliqué à chaque mon- ture via sa tubulure à vide respective 42, 46 et via les conduits 40 et 44, pour maintenir en place les seg- ments 18 et 22 pendant le traitement Le matériau isolant est étalé sur le côté des segments exposé au traitement, séché pendant environ 15 minutes, à environ 1250 C, puis cuit pendant environ 30 minutes à environ 9000 C Le vide est alors supprimé, pour permettre aux segments d'être retournés et d'exposer la surface des segments opposés aux matériaux isolants pour un traitement ulté- rieur Ceci peut être accompli d'une façon particulière- ment préférée en disposant la monture munie de ses segments au-dessus d'une monture identique, en suppri- mant le vide pour permettre aux segments de tomber dans les régions en renfoncement de-la monture identique, leur côté non traité étant alors exposé. Du vide est alors appliqué aux segments et les surfaces exposées des segments 22 et 18 sont revêtues de pâte à souder 24 et 26 respectivement, puis séchées à environ 120 'C pendant environ 15 minutes La pâte à souder 24 reflue à une température plus élevée que la pâte à souder 16, afin de faciliter le couplage des élé- ments thermoélectriques 12 et 14 aux segments 22 et 18. La monture 36 est alors disposée au-dessus de la monture 32, en relation de vis-à-vis appropriée La relation de vis-à-vis appropriée est automatiquement ob- tenue par le rebord complémentaire 52 de la monture 36 et la lèvre débordante 50 de la monture 32 Les éléments thermoélectriques de type p et de type N sont placés dans les évidements 51 de la monture 36, en nombre égal et de façon alternée Les éléments sont couplés au segment 22 de la monture 32 en refluant la pâte à souder 24 sous atmosphère réductrice à environ 3500 C Une fois que les éléments sont couplés aux segments 22, la monture 36 est retirée. La monture 32, avec ses éléments accouplés aux segments 22, est placée en relation de vis-à-vis appro- priéepar rapport à la monture 34, l'organe en forme de U 37 étant entre les deux La relation de vis-à-vis appropriée est automatiquement assurée par les lèvres débordantes 48 et 50 des montures 32 et 34, disposées de façon complémentaire par rapport à l'organe en forme de U 37 Cette disposition permet le couplage des éléments aux segments de façon à ce que les éléments soient reliés thermiquement en parallèle et électriquement en série. Les éléments sont alors couplés aux segments 18 en refluant la pâte à souder 16 sous atmosphère réductrice à environ 300 'C. Après le couplage des éléments aux segments, les montures 32, 34 et l'organe en forme de U 37 étant encore en relation de vis-à-vis, comme le montre le mieux la fig 9, un composé céramique d'enrobage 30 est injecté entre les éléments et les segments Les montures 32, 34 et l'organe en forme de U 37 facilitent l'opération d'injection du composé 30 en formant une cavité autour des éléments et des segments Une fois que le composé 30 a séché pendant 24 heures à 900 C, les montures 32, 34 et l'organe en forme de U 37 sont dégagés pour permettre à l'appareil thermoélectrique terminé 10 d'être retiré. Le dispositif et le procédé de la présente inven- tion permettent de diminuer les durées et les coûts de production lors de la fabrication des dispositifs thermo- électriques La présente invention s'adapte également facilement à la production à grande échelle automatisée et à grande vitesse d'appareils thermoélectriques à une échelle commerciale. Des modifications et des variantes de la présente invention sont possibles à la lumlère des enseignements ci-dessus On comprendra donc que l'invention peut être mise en oeuvre de façon autre que celle décrite sans sortir du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un appareil thermoélectrique, caractérisé par le fait qu'il comprend les opérations consistant à: prévoir un premier et un second ensemble de bandes conductrices sensiblement planes, prévoir au moins deux éléments thermoélectriques, disposer des premier et second ensembles de bandes con- ductrices en un schéma et disposer lesdits éléments entre les premier et second ensembles de bandes conductrices de façon à coupler les éléments électriquement en série et thermiquement en parallèle, fixer les éléments auxdites bandes; et injecter un matériau isolant entre les éléments et les bandes. 2 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend en outre l'opération initiale consistant à revêtir les surfaces extérieures desdites bandes à l'aide d'un second matériau isolant, ce second matériau isolant ayant une conductibilité thermique éle- vée et une conductibilité électrique faible. 3 Procédé selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que ledit second matériau isolant est de la céramique en film épais. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit matériau isolant est de la céramique d'enrobage. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération supplé- mentaire consistant à étaler sur les surfaces inférieures desdites bandes conductrices une pâte à souder avant de disposer les éléments entre les premier et second ensembles de bandes conductrices, afin de fixer lesdits éléments aux bandes en refluant la soudure. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suplé- mentaires consistant à prévoir au moins deux montures; disposer plusieurs bandes conductrices sensiblement planes dans chacune des deux montures; après cette opération consistant à revêtir les surfaces extérieures desdites bandes, inverser ces bandes dans lesdites montures pour exposer une surface parallèle à la surface revêtue, afin de faciliter l'opération d'étalement de la soudure sur les surfaces intérieures; et caler les montures l'une au dessus de l'autre et disposer les éléments entre les surfaces revêtues de pâte à souder. 7 Procédé selon la revendication 6, carac- térisé en ce qu'il comprend en outre l'opération con- sistant à prévoir les moyens de réception des bandes planes dans les montures, agencés pour recevoir et dis- poser les bandes conductrices en un schéma destiné à coupler les éléments thermoélectriques thermiquement en parallèle et électriquement en série lorsque les montures sont en relation de vis-à-vis. 8 Procédé selon la revendication 7 carac- térisé en ce qu'il comprend en outre l'opération con- sistant à appliquer du vide auxdites bandes conductrices pour maintenir celles-ci en place pendant le traitement. 9 Procédé selon la revendication 8, carac- térisé en ce qu'il comprend en outre l'opération con- sistant à prévoir une monture d'alignement en relation de vis-à-vis avec l'une des deux montures, afin de maintenir les éléments thermoélectriques en place pen- dant le traitement. Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'opé- ration consistant à prévoir des moyens de formation d'une cavité, agencé pour guider les deux montures en relation de vis-à-vis l'une avec l'autre, et pour former une cavité autour des bandes conductrices et des éléments thermoélectriques afin de faciliter l'injection dudit second matériau. 11 Dispositif utilisé pour la fabrication d'un appareil thermoélectrique caractérisé en ce qu'il com- porte: des montures ( 32, 34) agencées pour recevoir plusieurs bandes conductrices sensiblement planes ( 18,22); lesdites montures comportant des moyens de retenue ( 42, 46) destinés à maintenir les bandes en place pendant le traitement, les montures étant en outre agencées pour recevoir plusieurs éléments thermoélectriques ( 12, 14); et les montures étant agencées pour disposer les bandes conductrices en un schéma tel qu'elles couplent les éléments thermoélectriques thermiquement en parallèle et électriquement en série. 12 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue ( 42, 46) comportent des moyens pour appliquer du vide aux côtés desdites bandes conductrices ( 18, 22) non exposés au traitement. 13 Dispositif selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que les montures compren- nent deux montures ( 32, 34); et que chacune des mon- tures comporte des moyens de calage ( 48, 50) agencés pour caler une monture de façon espacée l'une de l'autre, afin d'assurer l'espacement des surfaces desdites bandes conductrices ( 18, 22). 14 Dispositif selon la-revendication 13, caractérisé en ce que lesdites montures comprennent en outre une monture d'alignement ( 36) espacée de l'une des deux montures ( 32, 34) afin de maintenir les éléments en place pendant une partie du traitement. 15 Appareil selon la revendication 14, carac- térisé en ce que ladite monture d'alignement ( 36) com- porte un rebord ( 52) coopérant avec les moyens de calage ( 48 g 50) de l'une ou l'autre des deux montures ( 32, 34) afin de maintenir les éléments en relation de vis-à-vis par rapport aux bandes conductrices ( 182 22) 16 Dispositif selon l'une des revendications 13 à 15 g caractérisé en ce que lesdites montures ( 320 34) comportent en outre des moyens de formation d'une cavité ( 37) destinés à réaliser une enveloppe autour des bandes conductrices ( 18 22) et des éléments thermoélectriques ( 12 14), afin de faciliter l'injec- tion d'un matériau isolant ( 30) entre les éléments et les bandes lorsque les deux montures sont espacées l'une de l'autre 2 avec les moyens de formation d'une cavité entre les deux o 17 Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens de formation d'une cavité ( 37) sont complémentaires avec les moyens de calage ( 483 50) afin de réaliser le calage des deux montures espacées ( 32 34) 18 Dispositif selon l'une des revendications 16 et 172 caractérisé en ce que les deux montures ( 322 34) 2 lorsqu'elles-sont en relation de vis-à-vis 2 définissent une enveloppe à trois côté autour des bandes conductrices ( 18 e 22) et des éléments thermo- électriques ( 12, 14), afin de faciliter l'injection d'un matériau isolant ( 30) entre lesdits éléments et lesdites bandes. 19 Dispositif selon l'une des revendications 165 à 182 caractérisé en ce que l'une des montures ( 32) est plus longue que l'autre des montures ( 34) et que les moyens de formation d'une cavité ( 37)