Brevet FR2898207A1 — publié le 20070907

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine de l'étude et de l'observation des phénomènes physiques, et plus particulièrement du processus de changement d'état d'un liquide. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Dans les laboratoires de collèges ou de lycées, on a longtemps utilisé une technique rudimentaire pour étudier, et éventuellement observer, les changements d'état, et en particulier les processus de congélation d'un liquide. Pour cela, on utilisait un mélange réfrigérant formé de glace pilée et de sel, dans lequel on plantait un tube à essai contenant le liquide à étudier, à savoir de l'eau, du cyclohexane, de l'eau sa- lée, ou du glycérol. La glace pilée et le sel constituent un mélange réfrigérant qui abaisse la température jusqu'à une température de l'ordre de -15 C à -18 C. L'évolution de la température du liquide étudié était surveillée à partir d'un thermomètre plongé dans le li- quide contenu dans le tube à essai. Une telle manipulation est très contraignante, tant pour la préparation (il faut congeler à l'avance une quantité suffisante de glace, la piler, rajouter du sel) que pour la manipulation (en particulier, le mélange glace-sel perd rapide- ment de son efficacité du fait de la fusion de la glace, ce qui ne permet pas d'étudier plusieurs liquides lors d'une même séance). De plus, lorsque l'on veut agiter le liquide à étudier, on utilise dans la pratique comme agitateur le thermomètre servant à mesurer la température, ce qui n'est pas satisfaisant. On a récemment proposé un autre système permettant une meilleure observation du processus de congélation. On utilise alors un module à effet Peltier inséré entre 2 un refroidisseur à eau formant radiateur et une platine supportant une cuve à fond transparent. Le refroidisseur à eau est constitué par un simple tube coudé qui est soudé contre la face inférieure d'une plaque de cuivre. La platine, également réalisée en cuivre, supporte la cuve à fond transparent en porte-à-faux, de façon à pouvoir mettre en place une caméra dont l'axe optique est coaxial avec l'axe de la cuve à fond transparent. Un tel dispositif présente cependant de nombreux inconvénients pratiques qui sont résumés ci-après. Le refroidissement nécessite un branchement à un circuit d'eau (arrivée/évacuation), ce qui exclut une utilisation sur paillasse sèche. De plus, la consommation d'eau n'est pas négligeable. Enfin, rien n'est prévu pour la fixation du dispositif, ni pour le maintien du thermomètre utilisé ou d'un agitateur, ce qui rend son utilisation très difficile tant pour les élèves que pour les professeurs. OBJET DE L'INVENTION La présente invention a pour objet de concevoir un dispositif d'étude plus performant que le dispositif précité utilisant un module à effet Peltier, et ne pré-sentant pas les inconvénients des dispositifs anté- rieurs. L'invention a également pour objet de concevoir un dispositif d'étude dont la structure permet une étude du processus de congélation sur paillasse sèche (c'est-à-dire sans nécessité de disposer d'un circuit d'alimentation/évacuation en eau), et dans des conditions pratiques et ergonomiques optimales au regard notamment de la stabilité, de la sécurité, et du support d'accessoires tels que thermomètre ou agitateur. 3 L'invention a aussi pour objet de concevoir un dispositif d'étude permettant d'éviter les erreurs de manipulation par les élèves, et permet également d'effectuer plusieurs manipulations successives, chaque manipulation pouvant être mise en oeuvre dans un temps raisonnable, par exemple de l'ordre de 5 à 10 minutes, et les composants du dispositif étant en outre choisis pour permettre une réalisation à un prix très compétitif. DEFINITION GENERALE DE L'INVENTION Le problème technique précité est résolu conformé-ment à l'invention grâce à un dispositif d'étude du processus de changement d'état d'un liquide, caractérisé en ce qu'il comporte une cuve contenant un grand vo- lume de liquide dans lequel est immergé un élément dissipateur thermique, ledit liquide et ledit dissipateur thermique constituant un moyen d'évacuation de la chaleur émise par une face inférieure chauffante d'un module refroidisseur à effet Peltier alimenté électrique- ment, laquelle face inférieure chauffante est disposée contre la face supérieure de l'élément dissipateur thermique, ledit module refroidisseur à effet Peltier ayant une face supérieure refroidissante contre la-quelle est disposée la face inférieure d'une embase surmontée d'une cheminée dont l'espace intérieur est destiné à contenir un petit volume de liquide à étudier. Ainsi, grâce à la superposition de l'élément dissipateur thermique, du module refroidisseur à effet Peltier, et de l'embase surmontée de sa cheminée, on profite au maximum des performances et du rendement du module refroidisseur à effet Peltier dont la face chaude et la face froide sont directement au contact 4 des composants adjacents. A ce titre, il est avantageux de prévoir une couche de pâte thermoconductrice pour optimiser la conduction thermique entre les faces du module refroidisseur à effet Peltier et les faces en regard de celles-ci, respectivement de l'élément dissipateur thermique et de l'embase. De préférence, la cuve est fermée supérieurement par un couvercle contre la face inférieure duquel est fixé l'élément dissipateur thermique, et sur la face supérieure duquel est fixée l'embase surmontée de sa cheminée, le module refroidisseur à effet Peltier étant pris en sandwich entre ledit élément dissipateur thermique et ladite embase. Avantageusement encore, l'embase présente un contour périphérique qui correspond essentiellement à celui de la face supérieure refroidissante du module refroidisseur à effet Peltier. En particulier, l'embase présente des oreilles en saillie de son contour périphérique, lesdites oreilles étant traversées par des vis de serrage qui se vissent directement dans l'élément dissipateur thermique. Un tel montage est à la fois simple, et évite une perte de rendement pour le module refroidisseur à effet Peltier. De préférence, l'élément dissipateur thermique se- ra réalisé sous la forme d'un radiateur à ailettes. Avantageusement aussi, il est en outre prévu au moins un fusible de protection thermique qui est calibré pour couper automatiquement l'alimentation électrique du module refroidisseur à effet Peltier lorsque la température de la face chauffante du module refroidisseur à effet Peltier ou de la face supérieure de l'élément dissipateur thermique dépasse un seuil prédéterminé. Un tel système de sécurité permet en particu- lier d'éviter la destruction du module refroidisseur à effet Peltier dans le cas où celui-ci serait alimenté sans présence d'eau dans la cuve, ou pour toute autre raison accidentelle. 5 De préférence alors, un premier fusible de protection thermique est fixé de manière à être directement en contact avec la face supérieure de l'embase et/ou un deuxième fusible de protection thermique est fixé de manière à être directement en contact avec la face su- périeure de l'élément dissipateur thermique. En particulier, le ou chaque fusible de protection thermique est de type réarmable. Ceci évite d'avoir à remplacer un composant comme ce serait le cas avec un fusible classique, la disparition de l'erreur rétablissant ins- tantanément le circuit. Le module à refroidisseur à effet Peltier étant réversible, on peut inverser l'alimentation électrique concernée à la fin d'un processus de congélation, afin d'extraire et de visualiser la carotte gelée qui se dé-tache alors de la cheminée. On peut cependant préférer, pour éviter tout risque d'échauffement inopportun, interdire une telle inversion du courant d'alimentation, et prévoir que le ou chaque fusible de protection thermique soit associé à une diode de protection. De préférence encore, l'espace intérieur de la cheminée est dimensionné pour permettre l'immersion de différents types de capteur de température dans le liquide à étudier. Avantageusement alors, le dispositif comporte un support de capteur de température fixé sur la cuve ou le couvercle fermant ladite cuve. En particulier, le support de capteur de température est agencé sous la forme d'un barillet d'axe vertical décalé par rapport à 6 l'axe de la cheminée, ledit barillet étant monté pour pouvoir tourner autour de son axe vertical et coulisser dans la direction de celui-ci, et étant porté par une potence rabattable montée pour pivoter sur le couvercle fermant la cuve. De préférence, l'embase et la cheminée forment une pièce unitaire qui est réalisée dans un matériau à conduction thermique et résistance chimique compatibles avec les liquides à étudier. Conformément à un mode d'exécution particulier, on pourra prévoir que le dispositif comporte des bornes associées à l'alimentation électrique du module refroidisseur à effet Peltier, lesdites bornes permettant éventuellement un branchement inversé dudit module re- froidisseur pour observer un processus de décongéla- tion. De préférence encore, le dispositif comporte un carter de protection enfermant le module refroidisseur à effet Peltier, ainsi que l'embase et la partie inférieure de la cheminée associée, ledit carter comportant supérieurement un orifice pour le passage de la cheminée, et inférieurement des orifices pour les bornes qui sont associées à l'alimentation électrique dudit module refroidisseur. Avantageusement alors, le carter de protection est solidaire du couvercle de la cuve, et il est réalisé en deux parties séparables, dont une partie inférieure qui reste associée audit couvercle ou est d'une pièce avec celui-ci, et une partie supérieure qui présente l'orifice de passage de la cheminée. En particulier, la partie supérieure du carter de protection est clipsable sur la partie inférieure dudit carter, et présente des orifices d'aération permettant l'évaporation d'un éven- 7 tuel liquide résiduel présent sur la cheminée ou au fond du carter. Avantageusement enfin, la cuve a un fond qui pré-sente une empreinte femelle de forme homologue à la forme mâle définie par la partie supérieure du carter et la partie supérieure de la cheminée, pour permettre un empilement de plusieurs dispositifs les uns sur les autres. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés, illustrant un mode de réalisation particulier. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux figures du dessin an- nexé où . la figure 1 est une vue en perspective illustrant un dispositif d'étude du processus de changement d'état d'un liquide conforme à l'invention, tel qu'il se pré-sente au moment de son utilisation ; la figure 2 est une vue en perspective éclatée des différents composants du dispositif précité ; la figure 3 est une vue en coupe par un plan ver-tical du dispositif prêt à fonctionner, avec sa cuve contenant un grand volume de liquide, en général de l'eau, et sa cheminée contenant un petit volume de liquide dont on veut étudier un processus de changement d'état, dans lequel est immergé un capteur de température ; la figure 4 est une vue en perspective éclatée permettant de mieux distinguer la disposition et le branchement du module refroidisseur à effet Peltier, grâce au dégagement de la partie supérieure clipsable 8 du carter de protection équipant le couvercle de la cuve. DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE REALISATION PREFERE Les figures 1 à 4 permettent de distinguer un dis-positif d'étude du processus de changement d'état, notamment de congélation, d'un liquide, ayant la référence générale 10. La structure de ce dispositif, qui va être décrite plus en détail ci-après, est telle que ledit dispositif est tout à fait adapté à un usage en lycée ou collège par des élèves devant observer un processus de congélation d'un liquide à étudier, cette structure permettant une manipulation aisée et en toute sécurité par l'élève. Le dispositif 10 comporte une cuve 11, générale-ment en matière plastique, contenant un grand volume de liquide, ladite cuve étant fermée supérieurement par un couvercle 12. Le couvercle 12 est naturellement amovible pour permettre le nettoyage de la cuve, et il est mis en place sur la cuve 11, la fixation se faisant par encliquetage d'une lèvre périphérique 14 du couvercle 12 sur une nervure 13 prévue en saillie sur le bord de la cuve 11. Sur la figure 1, on distingue ainsi le dis-positif prêt à être utilisé. On constate également la présence d'un bouchon à languette 17, dont l'extrémité présente un doigt 16 venant s'encliqueter dans une en-coche associée d'une ouverture 15 ménagée dans le couvercle. Ce bouchon 17 permet, quand il est dégagé, une vérification visuelle immédiate du niveau du liquide à l'intérieur de la cuve 11. On pourra également prévoir une saillie 55 dans la paroi de la cuve 11, facilitant cette inspection visuelle, ladite saillie indiquant un niveau de remplissage satisfaisant de ladite cuve. 9 Lorsque le dispositif 10 est prêt à l'emploi, comme cela est illustré sur la figure 1, les composants fonctionnels sont totalement protégés par un carter de protection 40 qui est solidaire du couvercle 12 de la cuve 11. Le carter de protection 40 est réalisé en deux parties séparables 41, 42, dont une partie inférieure 41 qui est ici d'une pièce avec le couvercle 12, et une partie supérieure 42 qui présente un orifice 43 pour le passage d'une cheminée 25 dans laquelle on dispose le petit volume de liquide à étudier. On notera que la partie légèrement surélevée en forme de dôme prévue sur la partie supérieure 42 du carter 40 comporte une lèvre 44 venant au contact de la paroi latérale extérieure de la cheminée 25, ceci afin d'éviter toute intrusion de liquide lors du remplissage de la cheminée par le liquide à étudier, ou en cas de débordement lors de l'insertion d'un capteur de température dans l'espace intérieur noté 29 de la cheminée 25. Ainsi que cela est mieux visible sur les figures 2 à 4, et conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, un élément dissipateur thermique 20 est immergé dans la cuve 11 contenant un grand volume de liquide 200, ledit liquide et ledit dissipateur thermique constituant un moyen d'évacuation de la chaleur émise par une face inférieure chauffante 51 d'un module refroidisseur à effet Peltier 50 alimenté électrique-ment, laquelle face inférieure chauffante 51 est disposée contre la face supérieure 21 de l'élément dissipateur thermique 20, ledit module refroidisseur à effet Peltier 50 ayant une face supérieure refroidissante 52 contre laquelle est disposée la face inférieure 28 d'une embase 24 surmontée d'une cheminée 25, dont 10 l'espace intérieur 29 est destiné à contenir le petit volume de liquide à étudier 300. Le liquide 200 contenu dans la cuve 11. sera en général de l'eau, considérée comme froide, c'est-à-dire à une température de 15 à 25 C, ce qui correspond à la température de l'eau d'alimentation dans une salle d'expérience de collège ou de lycée. L'élément dissipateur thermique 20, qui est immergé dans l'eau de la cuve 11, est ici réalisé sous la forme d'un radiateur à ailettes, en étant découpé dans un profilé de façon à présenter des ailettes de dissipation, et sa face supérieure 21 présente des taraudages 22 destinés à la fixation de l'embase 24 par des vis 27, en prenant en sandwich le module refroidisseur à effet Peltier 50. Comme cela est bien visible sur la coupe de la figure 3, on constate que la face supérieure 21 de l'élément dissipateur thermique 20 est au contact de la face 51 (face inférieure chauffante) du module refroidisseur à effet Peltier 50, et que la face 52 (face supérieure refroidissante) dudit module refroidisseur à effet Peltier 50 est au contact de la face inférieure 28 de l'embase 24. Cette superposition directe permet d'obtenir un rendement optimal du module refroidisseur à effet Peltier en limitant au maximum les pertes ther- miques. Il sera avantageux de prévoir une couche de pâte thermoconductrice (non représentée ici) pour optimiser la conduction thermique entre les faces 51, 52 du module refroidisseur à effet Peltier 50 et les faces en regard de celles-ci, respectivement de l'élément dissi- pateur thermique 20 et de l'embase 24. Ainsi, la cuve 11 est fermée supérieurement par le couvercle 12 contre la face inférieure 18 duquel est fixé l'élément dissipateur 20, et sur la face supé- 11 rieure 19 duquel est fixée l'embase 24 surmontée de sa cheminée 25, le module refroidisseur à effet Peltier 50 étant pris en sandwich entre ledit élément dissipateur thermique et ladite embase. Ainsi que cela est mieux visible sur les vues en perspective des figures 2 et 4, l'embase 24 présente un contour périphérique qui correspond essentiellement à celui de la face supérieure refroidissante 52 du module refroidisseur à effet Peltier 50, avec des oreilles 26 en saillie de son contour périphérique. En l'espèce, on a prévu quatre oreilles 26, qui se terminent par une encoche débouchante dans laquelle passe une vis de fixation 27. Les quatre oreilles 26 prennent appui sur la face supérieure 19 du couvercle 12, au niveau d'une découpe centrale 23 du couvercle dans laquelle est dis-posé le module refroidisseur à effet Peltier 50. Ces vis de serrage 27 se vissent directement dans des taraudages 22 ménagés dans la face supérieure de l'élément dissipateur thermique 20. En l'espèce, on a prévu que l'embase 24 et la cheminée 25 forment une pièce unitaire, laquelle est réalisée dans un matériau à conduction thermique et résistance chimique compatibles avec les liquides à étudier, par exemple de l'aluminium ou du zamak. Comme cela est visible sur la figure 3, l'espace intérieur 29 de la cheminée 25 est dimensionné pour permettre l'immersion de différents types de capteur de température, par exemple un capteur 39, dans le liquide étudié 300. En l'espèce, on a prévu un support 35 de capteur de température qui est fixé sur le couvercle 12 fermant ladite cuve. Ici, le support de capteur de température est agencé sous la forme d'un barillet 35 pré-sentant une encoche verticale 35.1 permettant la fixa- 12 tion par clipsage d'un capteur de température 39. On pourra prévoir d'autres barillets additionnels, par exemple rangés dans un logement 54 ménagé en partie haute d'une poignée creuse de préhension 32 qui est so-lidaire de la cuve 11, ceci pour permettre la fixation de différentes sortes de capteurs 39, avec des diamètres différents. Le barillet 35 est monté sur une tige 36 d'axe Xl, de section circulaire ou cruciforme, qui présente un étrier de base 37 monté pour pivoter autour d'un axe horizontal X2, en étant clipsé sur la partie supérieure 42 du carter de protection. La tige 36 et l'étrier 37 constituent ainsi une potence rabattable, pouvant pivoter entre une position relevée d'utilisation (représentée ici), et une position cou- chée de rangement, en étant alors reçue dans un loge-ment associé 38 ménagé dans la partie 42. L'étrier 37 est aisément démontable pour permettre une substitution par une autre potence rabattable. Le barillet 35 est agencé pour pouvoir tourner autour de son axe Xl, et coulisser verticalement le long dudit axe Xl. Il est à noter que l'axe Xl du barillet 35, tout en étant vertical, est décalé légèrement par rapport à l'axe central noté X de la cheminée 25, de façon que la sonde de température 39 soit positionnée sensiblement selon l'axe central de ladite cheminée, pour une mesure aussi précise que possible de la température du liquide à étudier 300. Pour ce qui est de la sonde de température, on pourra utiliser aussi bien une sonde de coefficient thermique faible, un capteur à tige immergée, ou encore un thermomètre à bulbe à dilatation (alcool, mercure) classique. Dans la pratique, on préférera une sonde de 13 coefficient thermique faible, car celle-ci occasionne une perturbation minimale. Le carter de protection 40 enfermant le module refroidisseur à effet Peltier 50 ainsi que l'embase 24 et la partie inférieure de la cheminée 25, comporte supérieurement l'orifice 43 associé au passage de la cheminée 25, et inférieurement, deux orifices au niveau d'un logement en saillie 34 pour les bornes 45.1, 45.2 qui sont associées à l'alimentation électrique dudit module refroidisseur. Il est à noter que la partie supérieure 42 du carter de protection 40 présente des pattes d'encliquetage 53 permettant d'éviter un démontage inopiné par l'élève effectuant la manipulation. La partie supérieure 42 est donc clipsable sur la partie infé- rieure 41, et elle présente en outre des orifices d'aération 49 facilitant l'évaporation d'un éventuel liquide résiduel présent en condensation sur la cheminée 25, ou encore présent dans l'espace intérieur du carter de protection 40. Sur la figure 2, on a référencé 50.1, 50.2 les fils d'alimentation électrique du module refroidisseur à effet Peltier 50. Sur la figure 4, on a représenté les bornes 45.1 et 45.2 qui sont insérées dans leur orifice associé, chacune de ces bornes permettant un enfichage par le dessous d'une prise traditionnelle de branchement 47, ce qui permet une disposition à la fois discrète et protégée du branchement du dispositif. Du côté intérieur au carter de protection 40, chaque borne 45.1, 45.2 présente un fil de sortie noté 46.1, 46.2 respectivement. Ceci permet d'assurer l'alimentation électrique du module refroidisseur à effet Peltier 50, qui est alimenté par exemple ainsi en tension continue de 6 ou 12 volts. 14 Comme on le verra par la suite, cette alimentation peut être prévue réversible, c'est-à-dire qu'en inversant les fiches d'alimentation, on est capable d'inverser le sens du courant et de transformer la sur- face refroidissante du module refroidisseur à effet Peltier 50 en surface chauffante et vice versa. Dans ce cas, les bornes permettent un branchement inversé du module refroidisseur à effet Peltier pour observer un processus de décongélation. Cependant, les aspects sécuritaires du fait d'une utilisation par des jeunes élèves priment sur le caractère ludique de l'observation d'une carotte de glace. C'est pour cette raison que, dans la pratique, on prévoira plutôt, comme cela est visible sur la figure 4, la présence d'une diode de protection 48 interdisant l'inversion du courant d'alimentation. Conformément à cet aspect sécuritaire, il est pré-vu au moins un fusible de protection thermique qui est calibré pour couper automatiquement l'alimentation électrique du module refroidisseur à effet Peltier 50 lorsque la température de la face chauffante 52 du module refroidisseur à effet Peltier 50 ou de la face supérieure 21 de l'élément dissipateur thermique 20 dé-passe un seuil prédéterminé correspondant aux limites admissibles par le module refroidisseur à effet Peltier qui est utilisé. En l'espèce, on a prévu un premier fusible de protection thermique 30 qui est fixé de manière à être directement en contact avec la face supérieure 33 de l'embase 24, ainsi qu'un deuxième fusible de protection thermique 60 qui est fixé de manière à être directement en contact avec la face supérieure 21 de l'élément dissipateur 20. Le fusible de protection thermique 30 est 15 maintenu en place au moyen d'une patte élastique 31 réalisée sous la forme d'un cavalier dont la base est traversée par l'une des vis de fixation 27. Le bloc paralèlipédique représentant ce fusible de protection thermique 30 est ainsi au contact direct de la face supérieure 33 de l'embase 24. Pour ce qui est de son branchement, comme cela est illustré sur la figure 4, le fusible thermique 30 est branché en série, et l'on trouve, d'une part, le fil 46.1 de la borne 45.1 qui est relié directement à un fil du module 5C), et d'autre part le fil 46.2 de la borne 45.2, associé à la diode de protection 48, qui est relié au fusible de protection thermique 30, lequel est à son tour relié à l'autre fil du module 50. Pour ce qui est du deuxième fusible de protection thermique 60, celui-ci est agencé dans une encoche ou une réservation 61 associée du couvercle 12, en étant maintenu par une plaquette associée 62, de façon à pouvoir être en contact direct avec la face supérieure 21 de l'élément dissipateur thermique 20, son branchement (non représenté ici) étant alors effectué par des fils logés à l'intérieur du carter de protection 40. De préférence, chaque fusible de protection thermique 30, 60 est de type réarmable, la disparition de l'incident ou de l'erreur rétablissant instantanément le circuit . Ceci permet donc le redémarrage du dispositif après le retour à des conditions normales d'utilisation sans avoir à changer de pièce (comme cela serait le cas avec un fusible classique). Un tel agencement de fusibles de protection thermique permet de faire face à différentes situations de négligence, en particulier le simple oubli de remplir la cuve 11 du dispositif. En effet, dans ce dernier 16 cas, le dissipateur thermique 20 ne serait plus refroidi par l'eau et viendrait à s'échauffer rapidement, avec une surface pouvant atteindre 100 C. Dans ce cas, cet échauffement serait communiqué à la cheminée et aux différents composants du dispositif. Par ailleurs, on a associé une diode de protection 48 au fusible de protection thermique 30, mais il va de soi que, si l'on utilise le deuxième fusible de protection thermique 60, que ce soit seul ou en combinaison avec le premier fusible 30, on prévoira également un branchement en série d'une diode de protection telle que la diode 48, interdisant l'inversion du courant d'alimentation. Enfin, comme cela est visible sur la figure 3, il est avantageux de prévoir que la cuve 11 a un fond 110 qui présente une empreinte femelle de forme homologue à la forme mâle définie par la partie supérieure du car-ter 40 et par la partie supérieure de la cheminée 25, pour permettre un empilement de plusieurs dispositifs 10 les uns sur les autres. On distingue ainsi une empreinte femelle formée des contours 110. 1 correspondant à la partie supérieure du carter 40 du dispositif inférieur, et une forme de puits 110.2 permettant de recevoir la partie supérieure de la cheminée 25 dudit dis- positif inférieur, lequel est schématisé ici par une ligne en trait mixte F. Sur les figures 1, 2 et 4, on a également illustré un agitateur manuel 100. Cet agitateur se présente sous la forme d'une équerre, avec une branche supérieure 101 horizontale, et une branche verticale 102 se terminant par une couronne circulaire 103 interrompue. Ainsi que cela est aisé à comprendre, l'agitateur 100 peut être inséré lorsque la sonde de température 39 est en place 17 grâce à la forme en couronne ouverte de la partie inférieure 103, et l'agitation du liquide à étudier 300 est aisément réalisée par des mouvements de va-et-vient verticaux de l'agitateur 100. Bien entendu, le barillet 35 destiné à supporter la sonde de température 39 est monté pour pouvoir à la fois tourner autour de son axe vertical Xl et coulisser dans la direction de celui-ci, de façon à positionner idéalement la sonde de température 39 qui a été mise en place. On est ainsi parvenu à réaliser un dispositif d'étude du processus de changement d'état, en particulier du processus de congélation, d'un liquide, dont la structure est à la fois simple et parfaitement adaptée à une utilisation en collège ou lycée. Le liquide utilisé pour l'étude du processus sera en général de l'eau, un mélange d'eau et de sel, du glycérol, ou du cyclohexane. La manipulation s'effectue en toute sécurité, grâce à l'utilisation d'au moins un fusible de protection thermique qui évitetoute surchauffe de l'embase au-delà d'environ 40 C. Enfin, chaque manipulation peut être effectuée rapidement, dans un temps de l'ordre de 5 à 10 minutes. Ceci permet de concentrer au maximum l'attention de l'élève effectuant la manipulation, et permet également d'effectuer plusieurs manipulations successives, dans la mesure où une manipulation n'implique qu'un très léger réchauffement de l'eau con-tenue dans la cuve, par exemple de l'ordre d'environ 3 C. Après plusieurs manipulations successives, la cuve sera vidée, et remplie à nouveau d'eau fraîche. La cheminée 25 est quant à elle vidée à la pipette. 18 Enfin, comme cela a été dit plus haut, pour favoriser le transfert thermique optimal entre les faces en contact, on utilisera avantageusement une pâte de type connu qui est à la fois conductrice thermique et permet de combler l'air isolant pouvant être présent au niveau d'irrégularités de surface ou de jonctions imparfaites. La structure du dispositif qui vient d'être décrit ne comporte que des composants qui sont à la fois de forme simple et de coût modique. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles énoncées plus haut. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'étude du processus de changement d'état d'un liquide, caractérisé en ce qu'il comporte une cuve (11) contenant un grand volume de liquide (200) dans lequel est immergé un élément dissipateur thermique (20), ledit liquide et ledit dissipateur thermique constituant un moyen d'évacuation de la chaleur émise par une face inférieure chauffante (51) d'un module refroidisseur à effet Peltier (50) alimenté électriquement, laquelle face inférieure chauffante (51) est disposée contre la face supérieure (21) de l'élément dissipateur thermique (20), ledit module refroidisseur à effet Peltier (50) ayant une face supé- rieure refroidissante (52) contre laquelle est disposée la face inférieure (28) d'une embase (24) surmontée d'une cheminée (25) dont l'espace intérieur (29) est destiné à contenir un petit volume de liquide à étudier (300). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuve (11) est fermée supérieurement par un couvercle (12) contre la face inférieure (18) duquel est fixé l'élément dissipateur thermique (20), et sur la face supérieure (19) duquel est fixée l'embase (24) surmontée de sa cheminée (25), le module refroidisseur à effet Peltier (50) étant pris en sandwich entre ledit élément dissipateur thermique et ladite embase. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une couche de pâte thermoconductrice est prévue pour optimiser la conduction thermique entre les faces (51, 52) du module refroidisseur à effet Peltier (50) et les faces en regard de celles-ci, respective- 20 ment de l'élément dissipateur thermique (20) et de l'embase (24). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'embase (24) présente un contour périphérique qui correspond essentiellement à celui de la face supérieure refroidissante (52) du module refroidisseur à effet Peltier (50). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce l'embase (24) présente des oreilles (26) en saillie de son contour périphérique, lesdites oreilles étant traversées par des vis de serrage (27) qui se vissent directement dans l'élément dissipateur thermique (20). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément dissipateur thermique (20) est réalisé sous la forme d'un radiateur à ai-lettes. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est en outre prévu au moins un fusible de protection thermique (30 ; 60) qui est calibré pour couper automatiquement l'alimentation électrique du module refroidisseur à effet Peltier (50) lorsque la température de la face chauffante (52) du module refroidisseur à effet Peltier (50) ou de la face supérieure (21) de l'élément dissipateur thermique (20) dépasse un seuil prédéterminé. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un premier fusible de protection thermique (30) est fixé de manière à être directement en contact avec la face supérieure (33) de l'embase (24) et/ou un deuxième fusible de protection thermique (60) est fixé de manière à être directement en contact avec la face 21 supérieure (21) de l'élément dissipateur thermique (20). 9. Dispositif selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le ou chaque fusi- ble de protection thermique (30 ; 60) est de type réarmable. 10. Dispositif selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le ou chaque fusible de protection thermique (30 ; 60) est associé à une diode de protection (48) interdisant l'inversion du courant d'alimentation. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'espace intérieur (29) de la cheminée (25) est dimensionné pour permettre l'immersion de différents types de capteur de température (39) dans le liquide à étudier (300). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte un support (35) de capteur de température fixé sur la cuve (11) ou le couvercle (12) fermant ladite cuve. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le support de capteur de température est agencé sous la forme d'un barillet (35) d'axe vertical (Xl) décalé par rapport à l'axe (x) de la cheminée (25), ledit barillet étant monté pour pouvoir tourner autour de son axe vertical (Xl) et coulisser dans la direction de celui-ci, et étant porté par une potence rabattable (36, 37) montée pour pivoter sur le couvercle (12) fermant la cuve (11). 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'embase (24) et la cheminée (25) forment une pièce unitaire qui est réalisée dans 22 un matériau à conduction thermique et résistance chimique compatibles avec les liquides à étudier. 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 et 11 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte des bor- nes (45.1, 45.2) associées à l'alimentation électrique du module refroidisseur à effet Peltier (50), lesdites bornes permettant éventuellement un branchement inversé dudit module refroidisseur pour observer un processus de décongélation. 16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte un carter de protection (40) enfermant le module refroidisseur à effet Peltier (50) ainsi que l'embase (24) et la partie inférieure de la cheminée associée (25), ledit carter com- portant supérieurement un orifice (43) pour le passage de la cheminée (25), et inférieurement des orifices pour les bornes (45.1, 45.2) qui sont associées à l'alimentation électrique dudit module refroidisseur. 17. Dispositif selon les revendications 2 et 16, caractérisé en ce que le carter de protection (40) est solidaire du couvercle (12) de la cuve (11), et il est réalisé en deux parties séparables (41 ; 42), dont une partie inférieure (41) qui reste associée audit couvercle (12) ou est d'une pièce avec celui-ci, et une par- tie supérieure (42) qui présente l'orifice (43) de pas- sage de la cheminée (25). 18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que la partie supérieure (42) du carter de protection (40) est clipsable sur la partie inférieure (41) dudit carter, et présente des orifices d'aération (49) permettant l'évaporation d'un éventuel liquide résiduel présent sur la cheminée ou au fond du carter. 23 19. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la cuve (11) a un fond (110) qui présente une empreinte femelle (110.1, 110.2) de forme homologue à la forme mâle définie par la partie supérieure du carter (40) et la partie supérieure de la cheminée (25), pour permettre un empilement de plu-sieurs dispositifs (10) les uns sur les autres.