Raspberry Pi : Les dissipateurs sont-ils vraiment utiles ?

À son lancement, le Raspberry Pi n’était qu’une petite carte électronique, pour des projets simples. Au fil des nouveaux modèles, il est devenu de plus en plus puissant. Vous vous demandez comment il peut fonctionner sans aucun système de refroidissement, comme un dissipateur thermique ou un ventilateur ? J’ai suivi son évolution, utilisé la plupart des modèles, et je vous partage ici mon avis sur la question.

Les Raspberry Pi sont conçus pour fonctionner sans système de refroidissement supplémentaire. Les dissipateurs thermiques sont facultatifs, mais peuvent néanmoins être bénéfiques en termes de performance et de fiabilité, pour les projets dans lesquels plus de puissance CPU est nécessaire.

Voilà la réponse courte, et comme toujours, ce n’est pas aussi simple. Il y a des nuances selon le modèle que vous utilisez pour vos projets. Commençons par la théorie, j’aborderai ensuite les recommandations matérielles.

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Introduction à la gestion de la température du Raspberry Pi

Que se passe-t-il si un Raspberry Pi surchauffe ?

Les Raspberry Pi sont protégés de la surchauffe par la régulation thermique. Le Raspberry Pi réduira automatiquement les performances pour se refroidir lorsque le CPU atteint un certain seuil de température.

Qu’est-ce que cela signifie ?
Lorsque la température du CPU atteint environ 80 °C (176°F), le micrologiciel du Raspberry Pi réduit automatiquement la vitesse d’horloge du CPU pour éviter la surchauffe (plus d’informations ici).

Cela permet d’éviter les dommages et l’instabilité sur le Raspberry Pi, mais ce n’est pas forcément idéal si vous avez besoin de toute la puissance du CPU pour votre projet. C’est pourquoi nous ne pouvons pas dire qu’un système de refroidissement est complètement inutile, cela dépend de la fréquence à laquelle vous atteignez ce seuil (si jamais vous l’atteignez).

Comment surveiller la température du Raspberry Pi ?

Sachant cela, il est important de garder un œil sur la température de votre CPU. Vous saurez ainsi rapidement si vous êtes souvent proche de la limite, ou si le Raspberry Pi reste suffisamment froid et n’a pas besoin de dissipateurs ou d’un autre système de refroidissement.

La température du Raspberry Pi peut être surveillée via des widgets dans l’interface graphique, des commandes comme ‘vcgencmd measure_temp’ ou d’autres outils de surveillance.

L’accès à ces outils peut être légèrement différent selon le système d’exploitation et la version que vous utilisez, mais vous pouvez généralement ajouter un widget dans votre barre supérieure, qui affiche la température actuelle du CPU. Voici à quoi cela ressemble sur Raspberry Pi OS :

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En un coup d’œil, vous pouvez dire si vous êtes proche de la limite des 80°C ou non, et voir quel type d’application ou d’utilisation a le plus d’impact sur la température du CPU, et pendant combien de temps.

Si vous n’avez pas d’interface ou si vous préférez utiliser la ligne de commande, voici la commande qui vous donnera les mêmes informations :
vcgencmd measure_temp

Vous pouvez même écrire un script bash pour la surveiller pendant une longue période (c’est ce que j’ai fait pour créer les graphiques de la section suivante).

Si les commandes Linux ce n’est pas trop votre truc, n’hésitez pas à jeter un œil à cet article qui vous explique les commandes qu’il faut absolument connaître. Je vous donne aussi une antisèche à télécharger pour les avoir toujours sous la main !

Avez-vous besoin de dissipateurs pour votre Raspberry Pi ?

Maintenant que vous avez compris la théorie sur la température, les limitations en fonction de la température et la surveillance, revenons à votre question principale : avez-vous vraiment besoin de dissipateurs thermiques ?

Comment fonctionnent les dissipateurs thermiques ?

Un dissipateur thermique est un composant thermiquement conducteur qui se colle au processeur, absorbe sa chaleur et la dissipe dans l’air. Il aide à maintenir une température optimale et à empêcher toute surchauffe.

En gros, un dissipateur thermique est comme une éponge métallique qui éloigne la chaleur du processeur de votre ordinateur pour le garder frais. Tout comme une éponge mouillée absorbe l’eau, un dissipateur thermique absorbe la chaleur.

Vous pouvez en voir deux dans cette image, celui sur le CPU (à gauche) absorbera la chaleur du processeur et la dissipera dans l’air plus efficacement que le boîtier du CPU lui-même. Vous pouvez en obtenir sur Amazon, c’est un simple morceau de métal avec un adhésif.

En bref, le dissipateur thermique peut devenir très chaud, mais le processeur restera plus frais qu’en son absence. De cette manière, il peut continuer à fonctionner à une vitesse optimale, ce qui est le principal objectif ici.

Quand est-il recommandé d’utiliser des dissipateurs thermiques ?

Les dissipateurs thermiques sont recommandés pour le Raspberry Pi lors de l’exécution de tâches intensives pour le processeur, en fonctionnement dans des environnements chauds, ou lorsque le Pi est enfermé dans un boîtier qui restreint le flux d’air.

Voici l’historique de la température d’un processeur fonctionnant à pleine capacité :

Donc en résumé, la température augmente en permanence. Plus vous demandez à votre processeur de fonctionner à 100 %, plus il chauffera, ne lui laissant pas le temps de refroidir correctement.

Le but d’un dissipateur thermique sera d’aplatir cette courbe, le faisant rester en dessous de 80°C plus longtemps, afin que vous puissiez exécuter des tâches exigeantes sur une longue période sans atteindre le seuil de limitation thermique.

En utilisation normale, votre CPU peut connaître des pics d’utilisation lorsque vous lancez un navigateur web ou exécutez un script, puis refroidir naturellement. Il ne devrait pas rester à 100 % tout le temps. Les dissipateurs thermiques et autres solutions de refroidissement ne sont nécessaires que si votre CPU reste à un pourcentage élevé pendant une période prolongée.

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Quelles sont les alternatives aux dissipateurs thermiques ?

Les dissipateurs thermiques ne sont pas la seule option pour refroidir un Raspberry Pi. Il existe des boîtiers passifs, des ventilateurs et même des solutions plus sophistiquées à considérer lorsque la surchauffe est un vrai problème.

Tout d’abord, je dois dire que les dissipateurs thermiques ne sont pas magiques.
Ils aideront, c’est certain.
Mais comme mentionné précédemment, ils pourraient aider à prévenir le bridage thermique pendant 15 minutes d’utilisation intensive du CPU au lieu de 5, mais il ne sera pas suffisant si le processeur reste à pleine capacité en permanence.

Dans cette situation, vous aurez probablement besoin de quelque chose de différent :

  • Les boîtiers passifs sont comme de gros dissipateurs thermiques et peuvent aider à aplatir la courbe plus longtemps, voire à la maintenir en permanence en dessous de la limite de 80°C (comme le boîtier Flirc).
  • Des ventilateurs peuvent être ajoutés pour s’assurer que le bridage thermique n’ait jamais lieu (ils peuvent être bruyants, mais souvent vous pouvez les programmer pour fonctionner uniquement lorsque c’est nécessaire).
  • Et ensuite, vous avez des solutions ultimes qui combinent tout et maintiennent votre processeur autour de 50°C quoi que vous fassiez (comme le Pironman que j’ai testé sur ce site).

Voici mes mesures des différentes évolutions de température avec différents types de configurations lors d’un test de stress :

Le test de stress dure 5 minutes. Sans aucun système de refroidissement, c’est suffisant pour atteindre le seuil de limitation thermique. Avec des boîtiers passifs ou des dissipateurs thermiques, vous restez généralement entre 60 et 80°C, et si vous ajoutez des ventilateurs, la température sera encore inférieure.

Vous pouvez trouver tous les détails à propos de ce test ici : Quel est le meilleur boîtier pour Raspberry Pi 4 pour vous ? (en anglais). Mais j’espère que c’est maintenant plus clair quel type de résultats vous pouvez obtenir en utilisant des dissipateurs thermiques ou d’autres solutions de refroidissement.

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Recommandations de refroidissement pour chaque modèle de Raspberry Pi

Alors, que devriez-vous faire ? Eh bien, mes recommandations seront assez différentes en fonction du modèle de Raspberry Pi que vous utilisez (et évidemment, de ce que vous en faites). Faisons le point.

Raspberry Pi 5

Le Raspberry Pi 5 est le premier modèle pour lequel il est officiellement recommandé d’utiliser des dissipateurs thermiques ou un autre type de système de refroidissement. Même le boîtier officiel a été amélioré avec de nouvelles fonctionnalités de gestion thermique.

Donc, si vous utilisez un Raspberry Pi 5, même pour de petites tâches ou de courtes périodes, je conseillerais d’obtenir au moins une sorte de dissipateur thermique ou un boîtier passif pour vous assurer de pouvoir l’utiliser à son plein potentiel. Pour un prix abordable, vous pouvez même ajouter leur refroidisseur actif (ventilateur), pour ne plus vous soucier de la température du tout.

Nous n’avons pas autant d’options pour le Raspberry Pi 5 que nous en avions pour les modèles précédents, mais je ne doute pas que les fabricants proposeront de très bons produits pour celui-ci. Je vous tiendrai au courant.

Raspberry Pi 4

Le Raspberry Pi 4 a été le premier modèle à modifier les recommandations. Il était affecté par un bug à sa sortie, et il était précisé qu’un système de refroidissement était facultatif. Le bug a été corrigé, mais il n’est toujours pas clair si un tel système est nécessaire.

Personnellement, j’utilise par défaut des boîtiers passifs pour tous mes modèles de Raspberry Pi 4, et j’en suis satisfait. Je ne dirais pas que c’est obligatoire, mais c’est souvent une solution bon marché, qui empêche la plupart des problèmes pour des utilisations typiques.

J’utilise actuellement le Argon Neo et les boîtiers Flirc, qui font tous deux un excellent travail (liens vers mes avis complets), donc je les recommande vivement.

Pour une utilisation plus intense (ou si vous voulez utiliser un SSD), vous pouvez consulter mes avis sur le Sunfounder Pironman ou le Argon One M2.

J’utilise mon Pironman pour mon Raspberry Pi 4 qui fonctionne 24/7 pour héberger mes divers serveurs (serveur de fichiers, VPN, serveur web, etc.). Je pense que le ventilateur ne s’enclenche jamais, car il y a un énorme dissipateur thermique qui suffit à le refroidir, mais au moins je ne m’inquiète pas de la température du CPU.

Raspberry Pi 3B+

Pour le Raspberry Pi 3B+, utiliser des dissipateurs thermiques est une bonne idée. Vous n’aurez pas besoin de ventilateur ni de système de refroidissement sophistiqué, quoi que vous fassiez, mais ajouter des dissipateurs thermiques bon marché sur le CPU et l’adaptateur réseau est une bonne idée.

Vous pouvez trouver des dissipateurs thermiques bon marché sur Amazon que vous collerez simplement dessus. Assurez-vous simplement que votre boîtier est compatible avec (ou utilisez directement un boîtier passif).

Autres modèles

Les modèles de Raspberry Pi plus anciens, Raspberry Pi Zero, Pico ou 400, ne nécessitent pas de dissipateur thermique ou de système de refroidissement. Ils devraient fonctionner normalement pour la plupart des projets sans besoin de refroidissement.

Le Raspberry Pi 400 a un dissipateur thermique intégré dans le clavier, vous n’avez donc pas à vous en soucier.

Et les modèles plus anciens sont plus limités par les performances de leur processeur que par la température elle-même :-). Gardez simplement un œil sur la température en cas de doute, mais tout devrait aller bien.

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