Brevet FR2982709A1 — publié le 20130517

AME THERMOLELECTRIQUE, STRUCTURE THERMOELECTRIQUE COMPRENANT LADITE AME, SON PROCEDE DE REALISATION ET SES UTILISATIONS La présente invention concerne une âme thermoélectrique, une structure thermoélectrique comprenant ladite âme, un procédé de réalisation de ladite structure thermoélectrique ainsi que ses utilisations. L'effet thermoélectrique est un phénomène physique présent dans certains matériaux qui lie le flux de chaleur qui les traverse au courant électrique qui les parcourt. Ainsi un matériau thermoélectrique va permettre de transformer directement de la chaleur en électricité (effet Seebeck), ou inversement de générer de la chaleur par l'application d'un champ électrique (effet Peltier). Un matériau thermoélectrique est caractérisé par sa figure de mérite définie de la manière suivante : ZT = u2T PX où a est le coefficient de Seebeck (V.K-1) p est la résistivité électrique (S2.m) À est la conductivité thermique (W.m-1.K-1) Un bon matériau thermoélectrique est un matériau qui présente une figure de mérite élevée, autrement dit il s'agit d'un matériau présentant un coefficient de Seebeck élevé, une résistivité électrique faible ainsi qu'une conductivité thermique faible. Depuis plusieurs décennies, les modules à effet Peltier/Seebeck sont constitués de couples de jambes thermoélectriques connectés électriquement par un matériau conducteur. Chaque couple comprend une jambe d'un matériau semi-conducteur de type p et une jambe d'un matériau semi-conducteur de type n. Bien que ces modules soient largement utilisés, ils présentent de nombreux inconvénients. En effet, ces derniers sont de dimensions décimétriques (car les 3 dimensions des jambes traditionnelles sont en mm) et conviennent donc seulement pour des applications mettant en oeuvre des densités de flux de chaleur jusqu'à une dizaine de watt par cm2. Ainsi, sous leur forme actuellement commercialisée, les modules Peltier sont de faibles dimensions et nécessitent donc d'être insérés dans un système complet comportant un échangeur permettant de transférer des densités de flux très importantes (jusqu'à une centaine de kilowatt par m2), rendant ainsi les procédés de fabrication de ces dispositifs onéreux. C'est pourquoi, depuis quelques années, on assiste à un renouveau important des recherches scientifiques dédiées à des structures thermoélectriques visant à trouver de nouvelles architectures de structures performantes, économiques et faciles à mettre en oeuvre. A titre d'exemple, on peut citer le document GB 1455340 qui substrat et déposés de dispositif, des plaques décrit une structure multicouches comprenant des matériaux semi-conducteurs de type p ou part et d'autre dudit substrat. Dans le substrat est plié en accordéon et est fixé de transfert thermique au niveau des plis un n ce à où sont formées des rangées de trous permettant ainsi la conduction électrique. Cependant, le caractère compact du pliage en accordéon de ce dispositif offre une surface d'échange limitée avec les plaques de transfert thermique. On peut également citer le document US4859250 qui divulgue une structure multicouches pliée au niveau de zones définissant des bandes froides ou chaudes où sont agencées une pluralité de bandes conductrices en contact avec deux parois, lesdites bandes conductrices interconnectant des matériaux thermoélectriques. Là encore, la structure de ce dispositif est telle que la surface d'échange est réduite entre la structure intérieure et les parois. Il existe donc un réel besoin en une structure thermoélectrique de dimension métrique, performante, de faible densité de puissance et dotée de bonnes propriétés mécaniques lui conférant ainsi une bonne aptitude à la mise en forme en vue d'une intégration dans les bâtiments pour des applications de chauffage et de rafraichissement. Or, la Demanderesse a découvert qu'une structure thermoélectrique comprenant une âme thermoélectrique d'une architecture spécifique permettait de répondre à ces exigences. Ainsi, un objet de l'invention est une âme thermoélectrique comprenant une jonction thermoélectrique consistant en une succession d'un élément conducteur, d'une bande d'élément semi-conducteur de type p de longueur Lp, d'épaisseur ep et de largeur lp, d'un élément conducteur, d'une bande d'élément semi-conducteur de type n de longueur Ln, d'épaisseur en et de largeur ln et d'un élément conducteur ; et éventuellement en une succession de bandes d'éléments semi-conducteurs de type pi et de bandes d'éléments semi-conducteurs de type nj ; - les bandes d'éléments semi-conducteurs composant l'âme thermoélectrique se succédant de telle façon que l'alternance semi-conducteur de type p-semi-conducteur de type n soit assurée ; - les bandes d'éléments semi-conducteurs de type pi et nj étant séparées par un élément conducteur ; - la première et la dernière bande de l'âme thermoélectrique étant des éléments conducteurs ; - chaque bande d'élément semi-conducteur de type pi ayant indépendamment des autres une longueur Lpi, une épaisseur epi et une largeur lpi et que chaque bande d'élément semi-conducteur de type nj ayant indépendamment des autres une longueur Lni, une épaisseur eni et une largeur ; - lesdites bandes d'éléments semi-conducteurs de type p, n, pi et nj étant jointes aux éléments conducteurs uniquement le long de leur largeur lp, ln, lpi ou ; avec lp>Lp ; ln>Ln Lp/epl ; Ln/en1 ; lp±>Lpi ; lni>Lni ; i allant de 0 à n et j allant de 0 à m, avec n+111 1 ; n et 15 m étant des nombres entiers. Selon l'invention, le terme « jointes » désigne le fait qu'un élément conducteur et une bande d'élément semiconducteur de type p, pi, n ou ni sont en contact sur au moins une partie de leur largeur soit en étant accolées les 20 unes par rapport aux autres ou en étant imbriquées les unes dans les autres. Selon un mode de réalisation préféré, le rapport largeur sur longueur des bandes d'éléments semi-conducteurs p et éventuellement pi et des bandes d'éléments semi25 conducteurs n et éventuellement ni est tel que lp>10Lp ; ln>10Ln; lpi>10Lpi et ln7>10Lni, de préférence lp>50Lp ; ln>50Ln; lpi>50Lpi et ln7>50Lni et encore plus préférentiellement lp>100Lp ; ln>100Ln ; lpi>100Lpi et ln7>100Lni. 30 Selon encore un autre mode de réalisation pouvant être combiné au précédent, le rapport entre la longueur et l'épaisseur des bandes d'éléments semi-conducteurs p et éventuellement pi et des bandes d'éléments semi-conducteurs n et éventuellement ni est tel que Lp/epl ; Ln/en1 ; Lpi/epil et Lni/enil; de préférence Lp/ep100 ; Ln/en100 ; Lpi/epi100 et Ln7/eni100. Selon un autre mode de réalisation particulier, la largeur des bandes d'éléments semi-conducteurs lp'1'' lpi et ln sont identiques et/ou la longueur des bandes d'éléments semi-conducteurs Lp, Ln, Lpi, Lni, sont identiques et/ou l'épaisseur des bandes d'éléments semi-conducteurs ep, en, epi eni sont identiques. Selon l'invention, les bandes d'éléments semi10 conducteurs de type p et éventuellement pi ou de type n et éventuellement ni peuvent être réalisées avec tout type de matériaux semi-conducteurs présentant une figure de mérite élevée de préférence. Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, les 15 bandes d'éléments semi-conducteurs de type p et éventuellement pi et/ou les bandes d'éléments semiconducteurs de type n et éventuellement ni sont réalisées avec un matériau composite hybride thermoélectrique comprenant : 20 - une matrice polymère ; - des charges thermoélectriques sous forme de particules dispersées au sein de la matrice polymère ; les charges thermoélectriques étant des alliages multicomposants semi-conducteurs de type p ou de type n 25 comprenant au moins les éléments Bi et Te. Selon un mode de réalisation préféré, la matrice polymère est un polymère thermoformable. Selon un autre mode de réalisation préféré pouvant être combiné au précédent, les alliages multicomposants 30 semi-conducteurs de type p sont des alliages de Bi8Sb32Te6o et les alliages multicomposants semi-conducteurs de type n sont des alliages de Bi40Te42Se18 ou Bi40Te57Se3. Selon un mode de réalisation, les bandes d'éléments semi-conducteurs p et n sont réalisées à partir des matériaux composites hybrides décrits dans la demande de brevet FR 11 60289, déposée le 10 novembre 2011 au nom de la Demanderesse, qui est incorporée par référence. Ainsi, lorsque les bandes de semi-conducteurs sont réalisées avec les matériaux précités, lesdites bandes présentent de très bonnes propriétés de souplesse et de flexibilité leur permettant d'être facilement intégrées dans des structures thermoélectriques de grande taille. Selon un autre mode de réalisation particulier, l'élément conducteur se présente sous la forme d'une bande présentant une épaisseur, une largeur et une longueur sensiblement égale à celle des bandes d'éléments semiconducteurs de type p et éventuellement pi et/ou à la bande d'élément semi-conducteur de type n et éventuellement ni. Selon l'invention, l'élément conducteur présente de bonnes propriétés de conduction thermique et électrique. On peut citer à titre d'exemple, des éléments conducteurs en cuivre, en or ou en aluminium. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, 20 l'élément conducteur est en cuivre. Un autre objet de l'invention concerne une structure thermoélectrique comprenant au moins une âme thermoélectrique telle que définie précédemment, caractérisée par le fait que chaque élément conducteur 25 successif est en contact respectivement avec un potentiel thermique à une température Tl et un potentiel thermique à une température T2, avec 11>T2. Selon un mode de réalisation, la structure thermoélectrique comprend au moins une paroi supérieure 30 présentant un potentiel thermique à la température Tl ayant une surface inférieure et une surface supérieure et au moins une paroi inférieure présentant un potentiel thermique à la température T2 ayant une surface inférieure et une surface supérieure, caractérisée par le fait que l'âme thermoélectrique est disposée entre lesdites parois supérieure et inférieure, de telle façon que chaque élément conducteur successif est en contact respectivement avec la surface inférieure de la paroi supérieure et avec la surface supérieure de la paroi inférieure. Selon un mode de réalisation particulier, au moins une partie de chaque élément conducteur successif est en contact respectivement avec la surface inférieure de la paroi supérieure et avec la surface supérieure de la paroi inférieure. Selon un autre mode de réalisation, l'âme thermoélectrique est disposée entre les deux parois inférieure et supérieure de telle façon que : - l'angle interne cx(ps) entre un élément conducteur en contact avec la surface inférieure de la paroi supérieure et une bande adjacente d'élément semiconducteur de type p et l'angle alterne a(pi) entre un élément conducteur successif en contact avec la surface supérieure de la paroi inférieure et la même bande adjacente d'élément semi-conducteur de type p sont identiques et appelés angle a ; et éventuellement l'angle interne ai(ps) entre un élément conducteur en contact avec la surface inférieure de la paroi supérieure et une bande adjacente d'élément semi- conducteur de type pi et l'angle alterne ai(pi) entre un élément conducteur successif en contact avec la surface supérieure de la paroi inférieure et la même bande adjacente d'élément semi-conducteur de type pi sont identiques et appelés angle ai ; et - que l'angle interne (1,$) entre un élément conducteur en contact avec la surface inférieure de la paroi supérieure et une bande adjacente d'élément semiconducteur de type n et l'angle alterne R (1,i) entre un élément conducteur successif est en contact avec la surface supérieure de la paroi inférieure et la même bande adjacente d'élément semi-conducteur de type n sont identiques et appelés angle 13, ; et éventuellement l'angle interne 13,j(ps) entre un élément conducteur en contact avec la surface inférieure de la paroi supérieure et une bande adjacente d'élément semiconducteur de type ni et l'angle alterne 13,j(pi) entre un élément conducteur successif en contact avec la surface supérieure de la paroi inférieure et la même bande adjacente d'élément semi-conducteur de type ni sont identiques et appelés angle avec 0° T2, caractérisée par le fait que l'âme thermoélectrique est disposée entre lesdites parois supérieure et inférieure, de telle façon que chaque élément conducteur successif est en contact respectivement avec la surface inférieure de la paroi supérieure, la paroi intermédiaire et la surface supérieure de la paroi inférieure. Par la suite, par « parois », il est fait référence à 5 la paroi supérieure et/ou paroi inférieure et/ou paroi intermédiaire. Afin d'augmenter sa tenue mécanique, la structure thermoélectrique peut comprendre en outre des bandes d'éléments supports accolées sur une face ou les deux faces 10 des bandes d'éléments semi-conducteurs de type p et éventuellement pi et/ou de type n et éventuellement ni et/ou les éléments conducteurs de telle façon que lorsqu'une face d'un élément conducteur est accolée à une paroi, les dites bandes d'élément support se trouve sur l'autre face dudit 15 élément conducteur. Les bandes d'élément support sont réalisées en un matériau choisi dans le groupe comprenant le kapton, le bois, le carton, les minéraux tels que la cordiérite, la fibre de verre, ou un polymère thermoformable. 20 Selon un mode de réalisation préféré, les bandes d'élément support sont réalisées en pressant à chaud sous vide. Selon un mode de réalisation, les bandes d'éléments support présentent la même conformation que la bande 25 d'élément semi-conducteurs de type p et éventuellement pi et/ou de type n et éventuellement ni. Par « conformation », on entend les 3 dimensions que sont la largeur, la longueur et l'épaisseur des bandes d'éléments semi-conducteurs. 30 Selon l'invention, les parois sont thermiquement conductrices. A titre d'exemple, on peut citer des parois en cuivre ou aluminium. Selon l'invention, les parois conductrices thermiquement sont isolées électriquement des éléments conducteurs. A titre d'exemple, la paroi peut être recouverte d'un 5 époxy pour éviter un court-circuit avec les éléments conducteurs. Selon l'invention, les parois peuvent être planes et/ou courbes. Selon un mode de réalisation de l'invention, les parois supérieure et inférieure sont des parois planes et 10 parallèles entre elles. Selon un autre mode de réalisation, les parois parallèles peuvent former une géométrie courbe. Selon encore un autre mode de réalisation, lorsque la structure comprend en outre des parois intermédiaires, ces 15 dernières sont cylindriques. Selon un mode de réalisation, la structure thermoélectrique est alimentée électriquement. L'âme thermoélectrique peut être alimentée électriquement au niveau des éléments conducteurs qui se 20 trouvent aux deux extrémités opposées de l'âme thermoélectrique. Selon un mode de réalisation, l'alimentation électrique est un courant continu Le flux de courant traverse les bandes d'éléments 25 semi-conducteurs le long de leur longueur Lp, Ln, Lpi et Lnj . Ainsi, lorsque le courant passe d'une bande p à une bande n via une bande conductrice, ladite bande conductrice se trouve à une température Tl. Dans le même temps, lorsque le courant passe d'une bande n à une bande p via une autre 30 bande conductrice, ladite autre bande conductrice se trouve à une température T2. On aboutit ainsi à une succession de bandes conductrices successivement à une température Tl puis à une température T2. Selon l'invention, la densité de puissance thermique fournie par la structure thermoélectrique est inférieure à 6kW/m2, de préférence inférieure à 1 kW/m2 et encore plus préférentiellement inférieure à 0.1kW/m2. Par « densité de puissance thermique », on entend le flux de chaleur fourni par la paroi de la structure thermoélectrique dont la température est la plus élevée. Il existe une corrélation forte entre le dimensionnement des bandes (nombre et dimensionnel) et la densité de 10 puissance thermique délivrée par la structure thermoélectrique. Selon l'invention, le nombre de bandes d'éléments semi-conducteurs dans la structure thermoélectrique est fonction de divers paramètres tels que la densité de 15 puissance souhaitée mais également de l'épaisseur et la longueur des bandes d'éléments semi-conducteurs. Ainsi, l'homme du métier saura choisir la valeur de n+m en fonction de la surface de la structure thermoélectrique. 20 Par exemple, n+m est compris entre 2 et 1000 pour une surface de 1m2. La figure 1 représente une âme thermoélectrique constituée d'une jonction thermoélectrique selon l'invention. 25 La figure 2 représente une structure thermoélectrique dans laquelle l'âme thermoélectrique est disposée entre deux parois planes et parallèles présentant respectivement un potentiel thermique à une température Tl et un potentiel thermique à une température T2 ; les angles cx, R, ai et 13j 30 étant égaux à 90°. La figure 2a est un agrandissement de la figure 2. La figure 3 représente une structure thermoélectrique dans laquelle l'âme thermoélectrique est disposée entre deux parois planes et parallèles présentant respectivement un potentiel thermique à une température Tl et un potentiel thermique à une température T2 ; les angles cx, R, ai et 13j étant des angles ouverts. La figure 4 représente une structure thermoélectrique 5 dans laquelle l'âme thermoélectrique est disposée entre deux parois planes et parallèles présentant respectivement un potentiel à une température Tl et un potentiel à une température T2 ; les angles cx, R, ai et 13j étant des angles fermés. 10 La figure 5 représente une structure thermoélectrique dans laquelle l'âme thermoélectrique est pliée entre deux parois cylindriques et concentriques présentant respectivement un potentiel à une température Tl et un potentiel à une température T2 ; les angles cx, R, ai et 13j 15 étant des angles fermés. La figure 6 représente une structure thermoélectrique comprenant une âme thermoélectrique, deux parois à un potentiel thermique Tl et des parois intermédiaires à un potentiel thermique T2, ladite âme thermoélectrique étant 20 agencée entre les deux parois au potentiel thermique Tl. La figure 1 représente une âme thermoélectrique comprenant une jonction thermoélectrique. La jonction thermoélectrique est constituée d'un élément conducteur 1, une bande d'un élément semi-conducteur de type p 2, un 25 élément conducteur 1, une bande d'un élément semi- conducteur de type n 3, et un élément conducteur 1, les éléments conducteurs et les bandes d'éléments semiconducteurs étant accolés les uns aux autres. Sur la figure 1, les bandes d'éléments semi-conducteurs présentent la 30 même largeur, la même longueur et la même épaisseur, en d'autres mots ln=lp ;Ln=Lp et ep=en. Les éléments conducteurs 1 se trouvent sous la forme de bandes qui présentent les même dimensions (largeur, longueur et épaisseur) que les bandes d'éléments semi-conducteurs de type p 2 ou n 3 et sont accolées auxdites bandes d'éléments de semi-conducteurs de type p ou n selon toute la largeur ln (donc lp). La figure 2 représente une structure thermoélectrique comprenant une âme thermoélectrique 10 constituée d'une jonction thermoélectrique et d'une succession de bandes d'éléments semi-conducteurs de type pi et de bandes d'éléments semi-conducteurs de type ni séparées les unes des autres par des bandes d'éléments conducteurs. La structure thermoélectrique de la figure 2 comprend une paroi supérieure 14 (présentant un potentiel thermique à la température Tl non représenté sur la figure) avec une surface supérieure 14a et une surface inférieure 14b et une paroi inférieure 15 (présentant un potentiel thermique à la température T2 non représenté sur la figure) avec une surface supérieure 15b et une surface inférieure 15a. Les parois (14 ;15) sont planes et parallèles entre elles. L'âme thermoélectrique 10 est disposée entre les parois (14 ;15) sous une forme rectangulaire de telle façon 20 que : - une bande d'élément conducteur 11 est accolée à la surface inférieure 14b de la paroi supérieure 14 et que la bande d'élément conducteur suivante 11 est accolée à la surface supérieure 15b de la paroi inférieure 15 ; et 25 - l'angle formé entre chaque bande d'élément conducteur 11 et chaque bande adjacente d'élément semi-conducteur de type p ou pi 12 et l'angle formé entre chaque bande d'élément conducteur 11 et chaque bande adjacente d'élément semiconducteur de type n ou ni 13 sont égaux. 30 La figure 2a est un agrandissement de la figure 2 mettant en évidence que l'angle ai entre une bande d'élément conducteur 11' et une bande d'élément semi-conducteur de type pi 12' est égal à 90° et que l'angle 13i entre une bande d'élément conducteur 11' et une bande d'élément semi-conducteur de type ni 13' est aussi égal à 90°. Les figures 3 et 4 représentent une structure similaire à la structure thermoélectrique des figures 2 et 2a décrite précédemment à la différence que dans la figure 3, l'angle a entre un élément conducteur 21 et une bande adjacente d'élément semi-conducteur de type p, l'angle ai entre un élément conducteur 21 et une bande adjacente d'élément semi-conducteur de type pi 22, l'angle 13 entre un élément conducteur 21 et une bande adjacente d'élément semi-conducteur de type n et l'angle h entre un élément conducteur 21 et une bande adjacente d'élément semi-conducteur de type ni 23 sont des angles ouverts (c'est-à-dire supérieur à 90°) et que dans la figure 4, l'angle a entre un élément conducteur 31 et une bande adjacente d'élément semi-conducteur de type p 32, l' angle ai entre un élément conducteur 31 et une bande adjacente d'élément semi-conducteur de type pi 32, l'angle 13 entre un élément conducteur 31 et une bande adjacente d'élément semi-conducteur de type n 33 et l'angle 13i entre un élément conducteur 31 et une bande adjacente d'élément semi-conducteur de type ni 33 sont des angles fermés (c'est-à-dire inférieurs à 90°). La figure 5 représente une structure thermoélectrique comprenant une âme thermoélectrique selon un mode de réalisation de l'invention. Ladite âme thermoélectrique est disposée sous forme trapézoïdale entre une paroi supérieure cylindrique 44 ayant une surface supérieure 44a et une surface inférieure 44b (présentant un potentiel thermique à la température Tl non représenté sur la figure) et une paroi inférieure cylindrique 45 ayant une surface supérieure 45a et une surface inférieure 45b (présentant un potentiel thermique à une température T2 non représenté sur la figure) de telle façon qu'une bande d'élément conducteur 41 est en contact avec la surface inférieure 44b de la paroi supérieur et qu'une bande d'élément conducteur suivante 41 est en contact avec la surface supérieure 45b de la paroi inférieure. La figure 6 représente une structure thermoélectrique comprenant une âme thermoélectrique selon un autre mode de réalisation de l'invention. Ladite structure thermoélectrique présente une paroi supérieure 54 ayant une surface supérieure 54a et une surface inférieure 54b et une paroi inférieure 55 ayant une surface supérieure 55a et une surface inférieure 55b ; lesdites parois supérieure et inférieure présentant un potentiel à une température Tl. La structure thermoélectrique de la figure 6 comporte également des parois intermédiaires 56 ayant une surface inférieure 56a et une surface supérieure 56b et qui présentent un potentiel thermique à une température T2. Les parois supérieure et inférieure (54 ;55) sont planes et parallèles entre elles et les parois intermédiaires qui sont disposées entre les parois inférieure et supérieure sont cylindriques. L'âme thermoélectrique est pliée de telle façon que de manière successive un premier élément conducteur 51 est en contact avec la surface inférieure 54b de la paroi supérieure 54, un second élément conducteur 51 est en contact avec la surface supérieure 56b de la paroi intermédiaire 56 et un troisième élément conducteur 51 est en contact avec la surface supérieure 55b de la paroi inférieure 55. Un autre objet de l'invention concerne un procédé de réalisation d'une structure thermoélectrique comprenant une paroi supérieure présentant un potentiel thermique à une température Tl et une autre paroi inférieure présentant un potentiel thermique à une température T2 telle que définie précédemment comprenant les étapes suivantes : (i) réaliser au moins une jonction thermoélectrique ; (ii) éventuellement joindre des bandes successives d'éléments semi-conducteurs de type pi et des bandes successives d'éléments semi-conducteurs de type ni séparées 5 les unes des autres par un élément conducteur pour former l'âme thermoélectrique; (iii) mettre en forme la dite âme thermoélectrique; (iv) fixer la dite âme thermoélectrique entre une paroi supérieure ayant une surface inférieure et une surface 10 supérieure et au moins une paroi inférieure ayant une surface inférieure et une surface supérieure de façon à ce que chaque élément conducteur successif soit collée respectivement à la surface inférieure de la paroi supérieure et à la surface supérieure de la paroi 15 inférieure. Un autre objet de l'invention concerne un procédé de réalisation d'une structure thermoélectrique comprenant deux parois au potentiel thermique à une température Tl et une autre paroi au potentiel thermique à une température T2 20 comprenant les étapes suivantes : (i) réaliser au moins une jonction thermoélectrique ; (ii) éventuellement joindre des bandes successives d'éléments semi-conducteurs de type pi et des bandes successives d'éléments semi-conducteurs de type ni séparées 25 les unes des autres par un élément conducteur pour former l'âme thermoélectrique; (iii) mettre en forme la dite âme thermoélectrique; (iv) fixer supérieure 30 supérieure conducteur et au moins une paroi successif soit collée inférieure ayant une supérieure et au moins ce que chaque élément respectivement à la la dite âme thermoélectrique entre une paroi ayant une surface inférieure et une surface surface inférieure et une surface une paroi intermédiaire de façon à surface inférieure de la paroi supérieure, à la paroi intermédiaire et à la surface supérieure de la paroi inférieure. La réalisation de l'âme thermoélectrique peut être réalisée par diverses techniques telles que l'extrusion, le 5 pressage à chaud, le thermo-laquage ou le thermo-soudage. Selon un mode de réalisation préféré, l'âme thermoélectrique est réalisée par pressage à chaud et comprend les étapes suivantes : (i) placer dans une matrice de pressage présentant 10 différents compartiments ayant une longueur, une largeur et une épaisseur donnée un élément conducteur dans un premier compartiment, un élément semi-conducteur de type p dans un second compartiment, un élément conducteur dans un troisième compartiment, un élément semi-conducteur de type 15 n dans un quatrième compartiment et un élément conducteur dans un cinquième compartiment; et éventuellement une succession de bandes d'éléments semi-conducteurs de type pi et de type ni avec des éléments conducteurs intercalés entre lesdites bandes dans d'autres compartiments ; 20 (ii) mettre en montée en température la matrice de pressage pour atteindre une température TEMPl; (iii) augmenter la pression P dans la matrice de pressage ; (iv) maintenir la température TEMP1 et la pression P pendant une durée t ; 25 (v) descendre en température à une température TEMP2 en maintenant la pression P ; (vi) diminuer la pression jusqu'à la pression atmosphérique ; (vii) démouler la matrice de pressage. 30 Après le démoulage de la matrice de pressage, l'âme thermoélectrique se trouve sous la forme d'une succession de bandes accolées les unes aux autres ou imbriquées les unes dans les autres. Lorsque les bandes sont imbriquées les unes dans les autres, la résistance mécanique de la jonction entre l'élément conducteur et la bande de matériau semi-conducteur de type p ou n est améliorée et la résistance électrique de contact entre ces deux matériaux de nature différente est réduite. Selon un mode de réalisation préféré, les éléments conducteurs sont directement introduits dans la matrice de pressage sous forme de bandes solides. Selon l'invention, les éléments semi-conducteurs de type p et éventuellement pi ou n et éventuellement ni sont introduits dans la matrice de pressage sous forme liquide ou sous forme de poudre. Selon un mode de réalisation préféré, les éléments 15 semi-conducteurs de type p et éventuellement pi ou n et éventuellement ni sont introduits dans la matrice de pressage sous forme de poudre. Selon un mode de réalisation préféré, l'élément semi-conducteur de type p et éventuellement pi est 20 constitué d'une matrice polymère et de charges thermoélectriques de type p sous forme de particules dispersées au sein de la matrice polymère et l'élément semi-conducteur de type n et éventuellement ni est constitué d'une matrice polymère et de charges thermoélectriques de 25 type n sous forme de particules dispersées au sein de la matrice polymère. Selon un autre mode de réalisation préféré, les charges thermoélectriques de type p sont des alliages de Bi8Sb32Te60 et les charges thermoélectriques de type n sont 30 des alliages de Bi40Te42Se18ou Bi40Te57Se3. Selon l'invention, la température TEMP1 est comprise entre 50°C et 300°C. La montée en température peut être contrôlée par un régulateur. La rampe de température peut être comprise entre 5°C/min et 15°C/min, de préférence entre 5°C/min et 10°C/min. Selon un mode de réalisation, la pression P est comprise entre 200MPa et 400 MPa, de préférence à 300 MPa. Selon l'invention, la pression P et la température TEMP1 sont maintenues pendant une durée t comprise entre 30 minutes et 1 heure. La descente en température peut être réalisée avec ou sans contrôle extérieur, c'est-à-dire soit en imposant une rampe de refroidissement soit en laissant la matrice de pressage se refroidir naturellement jusqu'à atteindre TEMP2 qui se situe autour de la température ambiante. Par température ambiante, on entend une température comprise entre 20°C et 25°C. Selon un mode de réalisation particulier, au moins une bande d'élément support est déposée dans au moins un des compartiments avant et/ou après le dépôt de l'élément conducteur et/ou de l'élément semi-conducteur de type p et éventuellement pi et/ou de l'élément semi-conducteur de type n et éventuellement ni. Selon un mode de réalisation particulier, un ensemble de bandes réalisé par exemple par pressage à chaud peut être accolée à un autre ensemble réalisé par pressage à chaud par diverses méthodes telles que la soudure afin de former l'âme thermoélectrique. Selon l'invention, la mise en forme de l'âme thermoélectrique peut être réalisée par différentes techniques telle que le thermoformage ou le pressage à chaud. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la mise en forme de l'âme thermoélectrique est réalisée par thermoformage et comprend les étapes suivantes : - placer un moule correspondant à la géométrie désirée, en fonction des angles a, R, ai et h fixés, sur un plateau porte moule ; - fixer l'âme thermoélectrique à un cadre situé bien au-5 dessus du moule; - chauffer l'âme thermoélectrique afin de lui donner la plasticité nécessaire ; - arrêter le chauffage une fois la plasticité requise ; - relever le moule grâce au plateau porte-moule et le 10 placer juste en dessous de l'âme thermoélectrique ; - aspirer l'air résiduel entre le moule et l'âme thermoélectrique ; - refroidir l'âme thermoélectrique et redescendre le moule à l'aide du plateau porte-moule. 15 Les dimensions spécifiques et l'agencement des différents éléments conducteurs et des bandes d'éléments semi-conducteurs p et éventuellement pi ou n et éventuellement ni de l'âme thermoélectrique permettent de réaliser une structure thermoélectrique de taille métrique. 20 Elle est ainsi parfaitement appropriée pour être utilisée dans des applications faisant appel aux effets Peltier ou Seebeck. Ainsi un autre objet de l'invention concerne l'utilisation de la structure thermoélectrique décrit 25 précédemment dans la réalisation de panneaux composites hybrides thermoélectriques de faible densité de puissance en vue d'applications en chauffage et rafraîchissement de bâtiments. Un autre objet de l'invention est l'utilisation de la 30 structure thermoélectrique en tant que paroi chauffante basse température et/ou rafraichissante ou en tant que radiateur actif chauffant basse température et/ou rafraichissant. La présente invention est illustrée avec les exemples suivants. [Exemples] Exemple 1 : Simulation du dimensionnement d'un panneau thermoélectrique selon l'invention en mode chauffage Le panneau thermoélectrique grande surface de 5 l'invention est conçu pour des applications de chauffage basse température et/ou de rafraîchissement. La cible bâtiment pour ce type de système est notamment le BBC (bâtiment basse consommation). Cet exemple met en évidence le dimensionnement d'un 10 panneau thermoélectrique de faible puissance surfacique (typiquement quelques dizaines de watt par m2 suffisent à chauffer ce type de bâtiment). Un panneau thermoélectrique a donc été modélisé en disposant une âme thermoélectrique entre une paroi froide 15 (à une température de 9°C) et une paroi chaude (à une température 19°C) Les parois du panneau thermoélectrique sont planes et parallèles entre elles et sont réalisées en cuivre. L'âme thermoélectrique est constituée de 500 bandes 20 d'éléments semi-conducteurs de type p et pi et de 500 bandes d'éléments semi-conducteurs de type n et nj, chacune des dites bandes étant séparées par des bandes d'éléments conducteurs. L'âme thermoélectrique est disposée de telle façon que chaque bande d'élément conducteur successive est 25 en contact respectivement avec la paroi chaude et avec la paroi froide. Une telle structure est illustrée par la figure 4. Les bandes d'éléments semi-conducteurs de type p, pi et de type n, ni ainsi que les bande d'éléments 30 conducteur présentent une largeur identique qui est fixée à lm. Les bandes d'éléments semi-conducteurs de type p, pi et de type n, nj présentent une longueur identique et une épaisseur identique mais ces deux paramètres peuvent varier. Le coefficient de Seebeck, la résistivité et la conductivité thermique des éléments semi-conducteurs sont 5 également fixés. Les paramètres non variables sont regroupés dans le tableau suivant : Tableau 1 Coefficient Seebeck des 200 microV.K 1 éléments semi-conducteurs de type p et n Résistivité des éléments 0.001 ohm.cm semi-conducteurs de type p,pi et n,ni Conductivité thermique des 0.017 W. cm 1.K 1 éléments semi-conducteurs de type p,pi et n, ni T2 282.16K (9°C) Tl 292.16K (19°C) Largeur des bandes lm d'éléments semi-conducteurs Nombre de jambes (ou 1000 bandes) 10 Dans le cadre de cette modélisation, il a été déterminé pour chaque couple (épaisseur des bandes d'éléments semi-conducteurs type p,pi et n,ni ; longueur des bandes d'éléments semi-conducteurs type p,pi et n,ni) une valeur de puissance électrique (tableau 2), de courant 15 d'alimentation (tableau 3) et de puissance surfacique (tableau 4). Comme exposé précédemment, le but de cet exemple est d'obtenir de faibles puissances surfaciques. Le tableau 4 montre qu'il existe plusieurs configurations pour lesquelles il est possible d'obtenir ce niveau de puissance Qcopmax REVENDICATIONS1. Ame thermoélectrique (10 ;20) comprenant une jonction thermoélectrique consistant en une succession d'un élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51), d'une bande d'élément semi-conducteur de type p (2 ;12 ;22 ;32 ;42 ;52) de longueur Lp, d'épaisseur ep et de largeur lp, d'un élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51), d'une bande d'élément semi-conducteur de type n (3 ;13 ;23 ;33 ;43 ;53) de longueur Ln, d'épaisseur en et de largeur ln et d'un élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51) et éventuellement en une succession de bandes d'éléments semi-conducteurs de type pi et de bandes d'éléments semiconducteurs de type ni ; - les bandes d'éléments semi-conducteurs composant l'âme 15 thermoélectrique se succédant de telle façon que l'alternance semi-conducteur de type p-semi-conducteur de type n soit assurée ; - les bandes d'éléments semi-conducteurs de type pi et ni étant séparées par un élément conducteur ; 20 - la première et la dernière bande de l'âme thermoélectrique étant des éléments conducteurs ; - chaque bande d'élément semi-conducteur de type pi ayant indépendamment des autres une longueur Lpi, une épaisseur epi et une largeur lpi et que chaque bande d'élément semi- 25 conducteur de type ni ayant indépendamment des autres une longueur Lni, une épaisseur eni et une largeur - lesdites bandes d'éléments semi-conducteurs de type p, n, pi et ni étant jointes aux éléments conducteurs uniquement le long de leur largeur lp, ln, lpi ou ; 30 avec lp>Lp ; ln>Ln Lp/epl ; Ln/en1 ; lp±>Lpi ; inj >Lni Lpi/epil ;i allant de 0 à n et j allant de 0 à m, avec n+111 1 ; n et m étant des nombres entiers. 2. Ame thermoélectrique (10 ;20) selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lp>100Lp ; ln>100Ln ; lpi>100Lpi et lni>100Lni. 3. Ame thermoélectrique (10 ;20) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que Lp/ep100 ; Ln/en>-100 ; Lpi/epi100 et Ln7/eni100. 4. Ame thermoélectrique (10 ;20) selon la revendication 1 à 3, caractérisée par le fait que les bandes d'éléments semi-conducteurs de type (2 ;12 ;22 ;32 ;42 ;52) et éventuellement pi et/ou n (3 ;13 ;23 ;33 ;43 ;53) et éventuellement ni sont réalisées en un matériau composite hybride thermoélectrique 15 comprenant : - une matrice polymère ; - des charges thermoélectriques sous forme de particules dispersées au sein de la matrice polymère ; 20 - les charges thermoélectriques étant des alliages multicomposants semi-conducteurs de type p ou de type n comprenant au moins les éléments Bi et Te. 5. Ame thermoélectrique (10 ;20) selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la matrice 25 polymère est un polymère thermoformable. 6. Ame thermoélectrique (10 ;20) selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les alliages multicomposants semi-conducteurs de type p sont des alliages de Bi8Sb32Te60 et les alliages multicomposants 30 semi-conducteurs de type n sont des alliages de Bi40Te42Se18OU Bi40Te57Se3. 7. Structure thermoélectrique comprenant au moins une âme thermoélectrique (10 ;20) telle que définie selon l'une des revendications 1 à 6 ; caractérisée par le fait quechaque élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51) successif est en contact respectivement avec un potentiel thermique à une température Tl et un potentiel thermique à une température T2, avec 11>T2. 8. Structure thermoélectrique selon la revendication 7, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins une paroi supérieure (14 ;24 ;34 ;44 ;54) présentant un potentiel thermique à la température Tl ayant une surface inférieure (44b ;54b) et une surface supérieure (44a ;54a) et au moins une paroi inférieure (15 ;25 ;35 ;45 ;55) présentant un potentiel thermique à la température T2 ayant une surface inférieure (45a ;55a) et une surface supérieure (45b ;55b), caractérisée par le fait que l'âme thermoélectrique (10 ;20) est disposée entre lesdites parois supérieure (14 ;24 ;34 ;44 ;54) et inférieure (15 ;25 ;35 ;45 ;55), de telle façon que chaque élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51) successif est en contact respectivement avec la surface inférieure (44b ;54b) de la paroi supérieure (14 ;24 ;34 ;44 ;54) et avec la surface supérieure (45b ;55b) de la paroi inférieure (15 ;25 ;35 ;45 ;55). 9. Structure thermoélectrique selon la revendication 8, caractérisée par le fait que l'âme thermoélectrique (10 ;20) est disposée entre les deux parois inférieure (15 ;25 ;35 ;45 ;55) et supérieure (14 ;24 ;34 ;44 ;54) de telle façon que : - l'angle interne cx(ps) entre un élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51) en contact avec la surface inférieure (44b ;54b) de la paroi supérieure (14 ;24 ;34 ;44 ;54) et une bande adjacente d'élément semi-conducteur de type p (2 ;12 ;22 ;32 ;42 ;52) et l'angle alterne a(pi) entre un élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51) successif en contact avec la surface supérieure (45b ;55b) de la paroi inférieure(15 ;25 ;35 ;45 ;55) et la même bande adjacente d'élément semi-conducteur de type (2 ;12 ;22 ;32 ;42 ;52) sont identiques et appelés angle a ; et éventuellement l'angle interne ai(ps) entre un élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51) en contact avec la surface inférieure (44b ;54b) de la paroi supérieure (14 ;24 ;34 ;44 ;54) et une bande adjacente d'élément semi-conducteur de type pi (2 ;12 ;22 ;32 ;42 ;52) et l'angle alterne ai(pi) entre un élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51) successif en contact avec la surface supérieure (45b ;55b) de la paroi inférieure (15 ;25 ;35 ;45 ;55) et la même bande adjacente d'élément semi-conducteur de type pi (2 ;12 ;22 ;32 ;42 ;52) sont identiques et appelés angle ai ; et que l'angle interne (1,$) entre un élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51) en contact avec la surface inférieure (44b ;54b) de la paroi supérieure (14 ;24 ;34 ;44 ;54) et une bande adjacente d'élément semi-conducteur de type n (3 ;13 ;23 ;33 ;43 ;53) et l'angle alterne 13(pi) entre un élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51) successif est en contact avec la surface supérieure (45b ;55b) de la paroi inférieure (15 ;25 ;35 ;45 ;55) et la même bande adjacente d'élément semi-conducteur de type (3 ;13 ;23 ;33 ;43 ;53) sont identiques et appelés angle 13 ; et éventuellement l'angle interne 13,j(ps) entre un élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51) en contact avec la surface inférieure (44b ;54b) de la paroi supérieure (14 ;24 ;34 ;44 ;54) et une bande adjacente d'élément semi-conducteur de type nj (3 ;13 ;23 ;33 ;43 ;53) et l'angle alterne 13,j (pi) entre un élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51) successif en contact avec la surface supérieure(45b ;55b) de la paroi inférieure (15 ;25 ;35 ;45 ;55) et la même bande adjacente d'élément semi-conducteur de type ni (3 ;13 ;23 ;33 ;43 ;53) sont identiques et appelés angle avec 0° 10. Structure thermoélectrique selon la revendication 10 7 comprenant une paroi supérieure (14 ;24 ;34 ;44 ;54) présentant un potentiel thermique à une température Tl ayant une surface inférieure (44b ;54b) et surface supérieure (44a ;54a), une paroi inférieure (15 ;25 ;35 ;45 ;55) présentant également un potentiel 15 thermique à une température Tl ayant une surface inférieure (45a ;55a) et surface supérieure (45b ;55b) et une paroi intermédiaire (56) présentant un potentiel thermique à une température T2 disposée entre les parois supérieure et inférieure, avec 11>T2, caractérisée par le fait que l'âme 20 thermoélectrique (10 ;20) est disposée entre lesdites parois supérieure (14 ;24 ;34 ;44 ;54) et inférieure (15 ;25 ;35 ;45 ;55), de telle façon que chaque élément conducteur (1 ;11 ;21 ;31 ;41 ;51) successif est en contact respectivement avec la surface inférieure (44b ;54b) de la 25 paroi supérieure (14 ;24 ;34 ;44 ;54), la paroi intermédiaire (56) et la surface supérieure (45b ;55b) de la paroi inférieure (15 ;25 ;35 ;45 ;55). 11. Structure thermoélectrique selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée par le fait que les 30 parois supérieures (14 ;24 ;34 ;44 ;54) et inférieures (15 ;25 ;35 ;45 ;55) sont deux parois planes et parallèles entre elles. 12. Structure thermoélectrique selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée par le fait que lesparois supérieures (14 ;24 ;34 ;44 ;54) et inférieures (15 ;25 ;35 ;45 ;55) sont deux cylindres concentriques. 13. Structure thermoélectrique selon la revendication 10, caractérisée par le fait que les parois intermédiaires (56) sont cylindriques. 14. Procédé de réalisation d'une structure thermoélectrique telle que définie selon l'une des revendications 8, 9, 11 et 12 comprenant les étapes suivantes : (i) réaliser une jonction thermoélectrique ; (ii) éventuellement joindre des bandes successives d'éléments semi-conducteurs de type pi et des bandes successives d'éléments semi-conducteurs de type ni séparées les unes des autres par un élément conducteur pour former l'âme thermoélectrique; (iii) mettre en forme la dite âme thermoélectrique; (iv) fixer la dite âme thermoélectrique entre une paroi supérieure ayant une surface inférieure et une surface supérieure et au moins une paroi inférieure ayant une surface inférieure et une surface supérieure de façon à ce que chaque élément conducteur successif soit collée respectivement à la surface inférieure de la paroi supérieure et à la surface supérieure de la paroi inférieure. 15. Procédé de réalisation d'une structure thermoélectrique telle que définie selon l'une des revendications 10 ou 13 comprenant les étapes suivantes : (i) réaliser au moins une jonction thermoélectrique ; (ii) éventuellement joindre des bandes successives d'éléments semi-conducteurs de type pi et les bandes successives d'éléments semi-conducteurs de type ni séparées les unes des autres par un élément conducteur pour former l'âme thermoélectrique; (iii) mettre en forme la dite âme thermoélectrique;(iv) fixer la dite âme thermoélectrique entre une paroi supérieure ayant une surface inférieure et une surface supérieure et au moins une paroi inférieure ayant une surface inférieure et une surface supérieure et au moins une paroi intermédiaire de façon à ce que chaque élément conducteur successif soit collée respectivement à la surface inférieure de la paroi supérieure, à la paroi intermédiaire et à la surface supérieure de la paroi inférieure. 16. Procédé selon l'une des revendications 14 ou 15, caractérisée par le fait que la réalisation de l'âme thermoélectrique est réalisée par pressage à chaud et comporte les étapes suivantes : (i) placer dans une matrice de pressage présentant 15 différents compartiments ayant une longueur, une largeur et une épaisseur donnée un élément conducteur dans un premier compartiment, un élément semi-conducteur de type p dans un second compartiment, un élément conducteur dans un troisième compartiment, un élément semi-conducteur de type 20 n dans un quatrième compartiment et un élément conducteur dans un cinquième compartiment; et éventuellement une succession de bandes d'éléments semi-conducteurs de type pi et de type ni avec des éléments conducteurs intercalés entre lesdites bandes dans d'autres compartiments; 25 (ii) mettre en montée en température la matrice de pressage pour atteindre une température TEMPl; (iii) augmenter la pression P dans la matrice de pressage ; (iv) maintenir la température TEMP1 et la pression P pendant une durée t ; 30 (v) descendre en température à une température TEMP2 en maintenant la pression P ; (vi) diminuer la pression jusqu'à la pression atmosphérique ; (vii) démouler la matrice de pressage. 17. Procédé selon l'une des revendications 14 ou 15, caractérisé par le fait que la mise en forme de l'âme thermoélectrique est réalisée par thermoformage et comprend les étapes suivantes : - placer un moule correspondant à la géométrie désirée, en fonction des angles cx, R, ai et 13j fixés, sur un plateau porte moule ; - fixer l'âme thermoélectrique à un cadre situé bien au-dessus du moule; - chauffer l'âme thermoélectrique afin de lui donner la plasticité nécessaire ; - arrêter le chauffage une fois la plasticité requise ; - relever le moule grâce au plateau porte-moule et le placer juste en dessous de l'âme thermoélectrique ; - aspirer l'air résiduel entre le moule et l'âme thermoélectrique ; - refroidir l'âme thermoélectrique et redescendre le moule à l'aide du plateau porte-moule. 18. Utilisation de la structure thermoélectrique telle 20 que définie dans l'une des revendications 7 à 13 en tant que paroi chauffante basse température et/ou rafraichissante. 19. Utilisation de la structure thermoélectrique telle que définie dans l'une des revendications 7 à 13 en tant 25 que radiateur actif chauffant basse température et/ou rafraichissant.