Un convertisseur thermique, également appelé convertisseur thermocouple ou générateur thermoélectrique, est un appareil électronique capable de convertir l’énergie thermique en énergie électrique. Bien qu’il existe plusieurs types de convertisseurs thermiques, ils sont tous basés sur l’effet Seebeck. L’effet Seebeck est un phénomène dans lequel les différences de température peuvent être exploitées pour générer un courant électrique. Il a été découvert pour la première fois par Thomas Johann Seebeck en 1826, lorsqu’il a observé que deux métaux différents peuvent générer une charge électrique tant que les points de connexion des deux métaux sont à des températures différentes. On a depuis découvert que l’effet thermoélectrique généré par ces circonstances augmente avec la différence de température.
Une idée fausse commune est qu’un convertisseur thermique est la même chose qu’un moteur thermique. Un moteur thermique convertit les différences de température en puissance mécanique, tandis qu’un convertisseur thermique transforme directement les différences de température en énergie électrique. De plus, alors que les moteurs thermiques sont souvent plus efficaces que les convertisseurs thermiques, les convertisseurs thermiques peuvent être préférables dans certaines situations car ils sont plus petits et plus compacts que la plupart des moteurs thermiques. La principale différence entre les convertisseurs thermiques et les moteurs thermiques est que, contrairement à la plupart des générateurs, un convertisseur thermique n’a généralement aucune pièce mobile, à l’exception d’un éventuel ventilateur de refroidissement.
Les convertisseurs thermiques peuvent être appliqués à un certain nombre de situations différentes. En plus d’être utilisées pour remplacer les moteurs thermiques, des recherches sont également menées pour exploiter l’utilisation de la chaleur résiduelle des moteurs à combustion, tels que ceux utilisés dans les voitures et les avions. Si cela peut être fait, l’efficacité énergétique de ces machines pourrait être augmentée de manière assez importante. Les convertisseurs thermiques sont également utilisés dans les sondes spatiales de grande portée pour générer une source constante d’énergie électrique.
Il y a cependant quelques problèmes avec l’utilisation du convertisseur thermique. Par exemple, les convertisseurs ne produisent généralement qu’un rendement de 5 à 10 %, à moins que la tension ne soit augmentée de manière significative. Afin de créer une puissance suffisante pour que le convertisseur thermique rivalise avec l’efficacité d’un moteur à combustion, le nombre d’éléments dissemblables utilisés pour générer le courant électrique doit être augmenté. Le résultat final est que le convertisseur thermique finit par devenir trop gros pour être efficace. Des recherches sont cependant en cours pour augmenter la capacité générative des convertisseurs thermiques, de sorte qu’avec le temps, ces différences de température puissent être exploitées plus efficacement sans les rendre si importantes qu’elles perdent leur efficacité.