Le refroidissement magnétique pour optimiser la réfrigération de manière durable
Le concept des courbes PVT relatives aux variations de pression (P), aux variations de volume (V) et de température (T) peut évoquer de vagues souvenirs à la plupart d'entre nous. Pourtant, la thermodynamique simple de ces variations sous-tendent le fonctionnement de la plupart des appareils de réfrigération courants. Les réfrigérateurs utilisent un réfrigérant volatil qui circule de manière continue par évaporation, compression, condensation et expansion, dans un processus de capture et de libération de la chaleur. Malheureusement, les réfrigérants représentent un pourcentage important des émissions mondiales de dioxyde de carbone (CO2). Une nouvelle technologie de refroidissement à l'état solide qui est en cours d'élaboration pourrait bientôt changer la donne. Les réfrigérateurs, les climatiseurs et même les grosses chambres froides seront beaucoup plus écologiques et économes en énergie que le refroidissement classique par compression qui utilise du gaz. Des chercheurs ont exploité les écarts d'énergie entre différents états magnétiques dans certains réfrigérants solides stables après avoir testé certains matériaux magnétiques. Les matériaux magnétiques subissent des variations de température pendant la magnétisation et la démagnétisation, un phénomène connu sous le nom d'effet magnétocalorique. Les scientifiques ont cherché à exploiter cet effet et ont étudié toutes les étapes nécessaires à la production de froid à température ambiante dans le cadre du projet SSEEC («Solid state energy efficient cooling»), financé par l'UE. Des outils de caractérisation sur mesure et des modèles théoriques avancés ont permis d'accélérer les efforts, permettant la prévision et la mise en place de nouveaux mécanismes de refroidissement magnétique. Les chercheurs ont étudié les mécanismes fondamentaux du magnétisme et des transitions et ont synthétisé des réfrigérants monocristallins et d'autres formulations nouvelles. Les scientifiques ont mis au point de nouvelles voies de synthèse pour améliorer l'usinage et ont produit des réfrigérants de petites épaisseurs qui sont nécessaires pour assurer un échange de chaleur efficace. En définitive, ils ont conçu trois prototypes de moteurs de refroidissement magnétique, dont l'un a été intégré avec succès à un échangeur de chaleur pour créer une pompe à chaleur. Cela a incité l'élaboration d'une feuille de route en matière de recherche et de technologie pour la réfrigération magnétique. Les scientifiques ont partagé les résultats du projet SSEEC dans des revues, des conférences et des séminaires avec de prestigieux intervenants à travers le monde. Les concepts ont également été présentés au public dans le cadre d'entretiens dans les médias, d'articles de magazines, de la presse populaire et du site web du projet. Environ un tiers de la consommation énergétique de l'UE est consacré au confort intérieur des bâtiments. Les concepts de réfrigération magnétique écologique à faible coût et à haut rendement devraient permettre de réduire de manière significative l'impact environnemental de l'UE.
