Un PC silencieux ? C'est possible !
Simon Descarpentries - - juillet-août 2005
Plus nos micro-processeurs gagnent en vitesse, plus les solutions de refroidissement qu'ils impliquent sont volumineuses, lourdes, et bruyantes ! Mais les ventilateurs de micro-processeurs ne sont pas la seule cause de bruit dans nos machines : chaque composant y met du sien pour relever le niveau ! (sonore...) À travers cet article, je vous invite à tenter quelques bricolages simples, qui vous permettront de réduire significativement la quantité de décibels qu'émet le compagnon de vos longues soirées...
La source principale de bruit dans votre PC, ce sont les ventilateurs. Généralement au nombre de trois, il y en a un pour l'alimentation électrique de l'ordinateur, un pour le radiateur du micro-processeur et peut-être même un dernier pour la carte graphique ou le boîtier lui même. Les ventilateurs peuvent émettre jusqu'à 50 db dans votre boîtier, et c'est sur eux que nous concentreront nos efforts.
Mais les ventilateurs ne sont pas seuls responsables, le disque dur est lui aussi en cause. Il fait certes beaucoup moins de bruit, mais il est possible de lutter efficacement contre, alors pourquoi s'en priver ?
Vient ensuite le lecteur de disquette. On l'utilise si peu qu'il se ferait presque oublier, pourtant, il couine à chaque démarrage ! Ah, je ne vous l'avais peut être pas encore dit, mais je suis un perfectionniste...
Enfin, nous arrivons aux lecteurs de CD et DVD. Eux posent problème, ils sont plus sournois. Ils passent tout leur temps tapis en silence à l'affût de vos besoins, et lorsqu'enfin vous vous décidez à regarder un DivX, ils se réveillent, vous tirent la langue et hurlent à la mort leur chaleur excessive en un long rugissement de ventilateur nain à qui l'on aurait confié l'écopage du navire...
Commençons donc par les ventilateurs. Ceux-ci produisent du bruit en déchirant l'air de leurs pales rigides, et en faisant couiner leur roulement pas toujours à billes. Pour débuter le traitement et pour vous entraîner un peu, un bon réflexe est d'enlever les grilles qui les décorent, et assurent que personne n'y mettra accidentellement les doigts. Cette première étape aura pour effet d'augmenter les performances de vos ventilateurs qui brasseront plus d'air en faisant moins de bruit.
Niveau sécurité, étant un bricoleur hors pair j'ai testé pour vous : les doigts dans un 8 cm, ça va, dans un 9 cm, ça va encore, dans un 12 cm, on a beau être matinal ça fait mal... Et comme personne ne peut vérifier que j'ai encore mes 10 doigts, je vous conseil le plus solennellement possible d'éteindre votre machine avant chaque intervention dans l'unité centrale. C'est la plus élémentaire des prudences, pour vous et pour votre machine.
Voilà, tous ceux qui auront survécu à cette étape peuvent passer au paragraphe suivant, nous reviendrons sur les ventilateurs un peu plus loin pour les ralentir correctement.
Cette fois la méthode est radicale. Nous allons réduire le mastodonte au silence. Le disque dur produit du bruit par la rotation de son moteur entraînant des vibrations dans la carcasse du boîtier, et lors des accès en lecture / écriture. Pour s'attaquer au disque dur, nous allons feinter. Pour le mettre en confiance, nous allons commencer par quelque chose d'essentiel, et qui ne le concerne pas. Voyant qu'on ne s'occupe pas du lui, il se détendra et nous profiterons de se moment d'égarement pour mener notre attaque !
Nous allons donc commencer par l'isolation phonique de la tour. En effet, après vous être lacéré les doigts dans vos ventilateurs, vous ne pouvez pas reculer devant quelque chose d'aussi simple et d'aussi efficace. Sur le fond la technique est incontournable, il s'agit de recouvrir l'intérieur du boîtier d'une mousse qui emprisonnera le son à l'intérieur, ou en cassera une bonne partie. Dans cette entreprise, deux options s'offrent à nous. La formule Offensive, et la formule D. Si vous choisissez la formule Offensive, vous pourrez alors consulter des catalogues d'import / export de mousses acoustiques pour vous choisir un modèle en polyuréthane de préférence. Avec la formule D, faîtes comme moi, baladez-vous en ville et ayez la chance de tomber sur un monsieur qui se débarrasse de 5 plaques de 50 cm² de mousse jaune alvéolée...
Sinon collectionnez des boîtes à oeufs, découpez votre matelas ou choisissez la formule Offensive.
Une fois en possession de votre mousse acoustique, deux options s'offrent à nous. Il y a la formule Offensive, et une formule un peu plus aventureuse que nous nommerons la formule D. Si vous choisissez la formule Offensive, vous pourrez alors concevoir des plans complets et complexes de votre tour, afin d'appliquer juste ce qu'il faut de mousse, aux bons endroits, et avec un minium de morceaux... Avec la formule D, faîtes comme moi, découpez des morceaux au feeling, et rapiécer jusqu'à ce que toute la tour soit tapissée. Il est important de garder en tête que le son doit être emprisonné, il ne faut donc conserver qu'un unique trou, pour l'entrée de l'air dans votre tour, de préférence à l'arrière du boîtier et vers le bas, l'alimentation se chargeant généralement d'expulser l'air chaud par le haut...
Maintenant que votre tour est isolée phoniquement, nous ne pouvons plus faire marche arrière. C'est le moment de vous saisir silencieusement d'un tournevis cruciforme et d'attaquer subitement votre disque dur. Avec l'effet de surprise il n'a aucune chance, et vous devriez en arriver à bout en moins de 10 min. Une fois dévissé, l'opération est simple. Il s'agit de le déposer au fond du boîtier, directement sur la mousse. Nous venons de le sortir de la cage de résonance métallique solidaire de la carcasse du boîtier que les constructeurs avaient inconsciemment conçu pour lui. Vous remarquerez qu'il ne fait plus désormais le moindre bruit. Toutefois, un disque dur c'est très précieux, ceux qui n'ont jamais perdu 80 GO de données précieuses seraient avisés de compatir avec ceux à qui c'est arrivé en croisant les doigts car je vous jure que la perte est douloureuse. Il est donc judicieux de s'assurer que le disque dur ne va pas surchauffer. Si votre mousse est plate et dure, l'air devrait naturellement circuler autour lui assurant un refroidissement correcte, mais dans les autres cas, je propose de visser sur le disque dur des dissipateurs thermiques supplémentaires en aluminium (issus de vieilles alim' récupérées du grenier ou autre) et de coller si nécessaire un ventilateur devant.
Pour surveiller le phénomène avec un minimum de rigueur, vous avez un atout : hddtemp. En effet, cette commande au nom surréaliste disponible sous GNU/Linux, vous indique la température actuelle du disque dur S.M.A.R.T. passé en paramètres.
root@Arkana:/home/siltaar # hddtemp /dev/hda
/dev/hda: HDS722512VLAT20: 36°C
Des valeurs entre 30°C et 40°C sont courantes et tolérables, au delà, il faut se pencher sur la question.
A ce stade, le niveau sonore de votre PC a déjà baissé de 12 voir 15 db ! Mais ce n'est pas fini.
En guise de récompense, et pour faire une petite pause, attaquons nous maintenant au lecteur de disquette. Certes il ne fait pas grand mal, mais franchement, il consomme du courant pour rien. Et des ressources système !
Dans cette entreprise, deux options s'offrent à vous. Si vous êtes comme moi équipé d'un ordinateur suffisamment récent, la formule Offensive vous est accessible (et oui, j'ai parfois de la chance). Dans ce cas, il suffit de désactiver le périphérique en question dans le BIOS de la machine. Rien ne sera ensuite plus simple que de le réactiver pour constater avec un ami que c'est la disquette qui est morte, pas le lecteur... Sinon, la formule D consiste à tirer plus ou moins sauvagement sur le câble d'alimentation électrique du-dis lecteur. Le résultat est de toute façon éminemment similaire dans les deux cas.
Voici enfin l'étape décisive. C'est maintenant que les choses sérieuses commencent. Pour gagner significativement en décibels, la manipulation ultime consiste à ralentir les ventilateurs du boîtier. Ce n'est pas quelque chose à prendre à la légère, une fois l'unité centrale tapissée de mousse, l'air a déjà plus de mal à circuler, or en électronique, un composant qui dépasse 65°C est en danger. Pour cela, il va falloir tenter sérieusement de modéliser dans votre tête le parcours de l'air dans la tour. Nous avons normalement aménagé un trou d'entrée dans la mousse du bas de la tour, il est temps de s'assurer que l'air entre correctement par ce trou. On peut aussi constater que les fils électriques et autres nappes de données entravent la circulation de l'air dans le boîtier. On gagne généralement à les ranger minutieusement, l'utilisation de nappes rondes est alors conseillée. Si tout ce passe bien, un ventilateur placé en entrée soufflera directement sur le disque dur placé au fond, ainsi que sur la carte graphique. Un ventilateur placé sous le radiateur du micro-processeur soufflera en direction du ventilateur de l'alimentation, et notre unité centrale sera correctement ventilée.
L'utilisation d'une mousse épaisse pour l'isolation acoustique à pour effet de réduire l'espace à l'intérieur du boîtier, ce qui accentue le courant d'air. J'ai gagné, à ma grande surprise, 5°C en tapissant ma tour.
Maintenant que les autres paramètres sont optimisés, nous allons pouvoir ralentir les ventilateurs. Dans cette entreprise, deux options s'offrent à nous. La formule Offensive, et la formule D... La formule Offensive consiste en l'achat d'un variateur de tension pour chaque ventilateur.
Ceux-ci sont généralement équipés de rhéostats, ils vous permettront de régler finement la vitesse de rotation de chaque ventilateur. À vous de fixer le niveau de bruit que vous souhaitez supporter. Cette méthode ne permet pas d'agir sur le ventilateur de l'alimentation, mais ce ne serait de toute façon pas raisonnable, la seule chose que l'on puisse faire dans le domaine, étant acheter une alimentation dite silencieuse, équipée de base d'un ventilateur grand et lent (généralement du 12cm...). Certain modèles produisent ainsi moins de 19 db, ce qui est déjà acceptable.
Mais pour une fois, la formule Offensive n'est peut être pas la plus avantageuse ! En effet si un variateur de tension permet de régler finement la vitesse d'un ventilateur, l'expérience tend à prouver qu'on choisi toujours la vitesse minimum et puis c'est tout. Or ces variateurs produisent de la chaleur ! Et consomment donc du courant pour rien. La formule D ne présente pas ces inconvénients. Il s'agit cette fois de bricoler directement les prises d'alimentation du PC, afin d'utiliser un circuit 5v au lieu du circuit 12v habituel. Plus de chaleur, plus de consommation injustifiée et un ralentissement très net des ventilateurs.
Il est impératif d'éteindre son PC pour cette manipulation. Comme on peut le voir sur la photo, les prises que l'alimentation d'un PC fait pendre à l'intérieur de l'unité centrale sont composées de 4 fils, un rouge, deux noirs et un jaune. En utilisant, l'adaptateur de la photo, disponible dans le commerce, on peut alors brancher un ventilateur directement sur une des prises de l'alim'. Cet adaptateur dérive du fil jaune et d'un fil noir pour aboutir sur une prise au format ventilateur. Le circuit ainsi créé est en 12v. Si l'on inverse les fils jaune et rouge d'une prise, on permet alors un circuit 5v sans toucher à l'adaptateur.
Mais comment faire pratiquement ? Comme toujours, une fois le problème résolu, la solution semble évidente, mais il fallait l'avoir vu... En regardant de près une des prises qui pendent, on fini par constater que chaque fil est relié à un tube métallique coincé dans le plastique blanc translucide de la prise. Ces tubes sont bloqués, on ne peut ni les pousser, sinon la fixation des fils aux tubes bloque le mouvement, ni les tirer, car une mystérieuse force les retient. Or, en y regardant d'encore plus près, on s'aperçoit que cette mystérieuse force n'est rien d'autre que la résistance opposée pas deux petites parcelles de chaque tube, écartée de l'axe du tube et qui s'appuient comme autant d'hameçons sur le support en plastique de la prise. Ces hameçons sont les ailettes noires des tubes sur le schéma. A l'aide d'un bon bout de fil de fer tordu, il est facile de les repousser dans le tube, libérant ce dernier du support plastique qui maintient le tout. On libère donc les deux fils colorés pour les inverser, puis on ré-écarte les ailettes, et le tour est joué ! Le ventilateur branché au bout tournera en moins de 2000 tours/min, produisant moins de 19 db.
Une fois le PC silencieux, il est important de se prémunir face aux surchauffes. En effet, un ventilateur en 5v est bien moins efficace qu'en 12v. Et concernant le micro-processeur, c'est crucial. Pour être fixé, je recommande de se munir d'un thermomètre, ou d'avoir accès aux informations de ceux intégrés à la carte mère. Pour cela, de valeureux programmeurs ont mis au point des modules de noyau vous permettant de sonder les recoins sombres et éloignés de vos bus mémoire, afin d'en ressortir les précieuses valeurs. Le nom de leur projet : lm-sensors. Une fois ce paquetage installé, deux nouvelles commandes vous sont disponibles : sensors-detect et sensors. La première vous proposera de faire le diagnostique des modules fonctionnant sur votre machine, vous guidant à travers une série de tests au cours desquels plusieurs espaces mémoire seront sondés, au petit bonheur la chance, en espérant ne rien toucher de vital. Il se peut donc que la machine se bloque pendant l'opération, mais si tout ce passe bien, vous obtenez une liste de modules à charger dans votre noyau pour faire fonctionner la commande sensors. Urbain, le programme vous proposera même de recopier la liste fraîchement établie dans /etc/modules pour vous. Il ne vous reste plus qu'à redémarrer, pour admirer le résultat.
root@Arkana:/home/siltaar # sensors
w83697hf-isa-0290
Adapter: ISA adapter
VCore: +1.62 V (min = +1.71 V, max = +1.89 V)
+3.3V: +3.28 V (min = +3.14 V, max = +3.47 V)
+5V: +4.81 V (min = +4.76 V, max = +5.24 V)
+12V: +12.22 V (min = +10.82 V, max = +13.19 V)
-12V: -12.03 V (min = -13.18 V, max = -10.80 V)
-5V: -5.10 V (min = -5.25 V, max = -4.75 V)
V5SB: +5.48 V (min = +4.76 V, max = +5.24 V)
VBat: +3.41 V (min = +2.40 V, max = +3.60 V)
fan1: 0 RPM (min = 0 RPM, div = 2)
fan2: 0 RPM (min = 2689 RPM, div = 2)
temp1: +32°C (high = -12°C, hyst = +107°C) sensor = thermistor
temp2: +53.5°C (high = +70°C, hyst = +67°C) sensor = thermistor
alarms: Chassis intrusion detection
Mon XFce4.2 me propose même un applet pour intégrer les informations que je juge utiles à mon panneau d'icônes, entre l'heure et la météo.
Il faut ensuite refermer le boîtier et se placer dans des conditions normales d'utilisation. Puis, nous allons stresser un peu le système à l'aide d'un logiciel qui occupera pleinement le micro-processeur. Folding@Home est un très bon exemple, BZflag en mode fenêtré est aussi efficace. En quelques minutes, le processeur aura atteint sa température de routine (entre 30 et 45°C) mais il faut attendre encore un peu pour savoir si la nouvelle configuration est fiable. Au bout d'un quart d'heure, si la température indiquée ne dépasse pas les 55°C, c'est gagné. Mais il faut être vigilant, si la température excède 60°C, ce n'est pas la peine de poursuivre le test, il faut intervenir, en commençant par interrompre le logiciel gourmand.
Que faire si le processeur chauffe trop ? Ré-accélérer les ventilateurs ? Oui, mais on s'habitue au confort... Alors je vais en faire hurler plus d'un, mais la solution que je recommande est de ralentir le micro-processeur. À vos manuel de carte mère ! Il faut réduire le coefficient du micro-processeur d'une ou deux unités, accélérer le bus système d'autant, et diminuer le voltage du noyau de 0,25 à 0,5v. Bien sûr, libre à vous d'explorer d'autres possibilités dans le domaine, mais en règle générale, respecter ces mesures vous assure que le système continuera à fonctionner. En ralentissant le micro-processeur, on diminue sa consommation électrique et donc sa production de chaleur, en augmentant la vitesse de la carte mère on compense dans les limites du possible la perte de performances, et enfin en diminuant le voltage du micro-processeur on diminue encore significativement sa consommation. Avec un peu de chance, ces réglages suffiront à rendre le système stable. Sinon, avant de ré-accélérer vos ventilateurs, songez qu'en utilisant une tour en aluminium on gagne généralement 10°C dans ce cas précis.
Enfin, il existe des dissipateurs thermiques pour micro-processeur dit passifs. C'est à dire avec suffisamment de surface de dissipation, et suffisamment de caloducs (ces tubes de cuivre noyés de gaz à haute conductivité thermique) pour assurer sans ventilateur le refroidissement du composant. Le bonheur pour 50E. (La photo est celle du modèle «Ninja», du constructeur Scythe) (http://www.scythe.co.jp/en/)
Pour finir, maintenant que vous êtes bien habitué(e) au calme, voir au silence, il serait vache de ma part de vous laisser sans défense face à votre lecteur de CD lorsqu'il se prend pour un hélicoptère alors que vous voulez juste mater un film. Si l'on aborde tout d'abord l'aspect mécanique du problème, il existe des fixations en plastique mou qui, remplaçant vos traditionnelles et quelque peu désuètes visses, absorberont les vibrations du lecteur, au lieu de les transmettre à la carcasse du boîtier, qui résonne merveilleusement bien. Ensuite, le principe restant le même, il suffit de ralentir votre lecteur pour ne plus l'entendre...
Voici une commande disponible sur la plupart des système GNU/Linux (dont Debian), qui activera le support DMA, et une largeur de 32bits sur votre bus IDE. Pour le commun des mortels, ça optimise les transferts de données entre le lecteur et d'ordinateur.
root@Arkana:/home/siltaar # hdparm -c 1 -d 1 /dev/hdc
/dev/hdc:
setting 32-bit IO_support flag to 1
setting using_dma to 1 (on)
IO_support = 1 (32-bit)
using_dma = 1 (on)
On aura remarqué qu'ici /dev/hdc est le lecteur de CD/DVD en question.
Voici maintenant la commande miracle, celle qui imposera une vitesse de rotation définie à votre lecteur.
root@Arkana:/home/siltaar # hdparm -E 4 /dev/hdc
/dev/hdc:
setting cdrom speed to 4
Ici, la vitesse choisie est 4. Pour lire un DVD ou un DivX, c'est suffisant : - )
Pour lire un CD audio, hdparm -E 1 /dev/hdc fonctionne parfaitement ! On peut d'ailleurs noter que les bon lecteurs de CD ou de vidéo comme Gnome-CD ou Xine réduisent d'eux-même la vitesse de rotation du périphérique.
Ayant posé la question par curiosité, on m'a répondu que des utilitaires propriétaires permettent d'arriver aux mêmes résultats sous Window$. Pour ceux qui ne sont pas encore libérés, il reste donc de l'espoir.
Pour conclure cet article, sachez qu'il est possible de se procurer des alimentations électriques pour PC à refroidissement passif, c'est à dire strictement silencieuses. Nous avons vu que ce genre d'installation était aussi possible pour le micro-processeur. Enfin je n'ai pas parlé de carte graphique jusque là, mais il en existe sans ventilateurs, et même en haut de gamme, ainsi le constructeur Sapphire en propose dans ses rayons. Il est donc techniquement possible de n'avoir aucun ventilateur dans sa tour de PC. Monter le tout dans un boîtier en aluminium permet d'atteindre des sommets. C'est d'ailleurs le cas des petits Mac Mini de chez Apple, pour peu qu'on maîtrise leur lecteur de DVD, ils sont silencieux (toujours 200E plus cher que leur prix en $, mais silencieux). Dans la pratique, je recommande tout de même d'avoir au moins un ventilateur, 12 cm de préférence et en 5v, histoire de ne pas laisser stagner l'air autour du PC. En effet, on se souvient des Cubes G5 du constructeur cité précédemment, qui furent vite retirés de la vente, car ils avaient la fâcheuse tendance à griller...