Des chercheurs ont mis au point un nouveau système de refroidissement prometteur. Sans pièces mobiles ni liquides ou gaz réfrigérants nocifs, celui-ci pourrait chauffer ou refroidir une pièce deux fois plus efficacement qu’un climatiseur classique.
Refroidissement électrocalorique
La plupart des climatiseurs et des réfrigérateurs reposent sur la compression et la dilatation d’un fluide pour absorber ou libérer de grandes quantités de chaleur. Bien que ces systèmes soient relativement bon marché et simples à produire, ils s’avèrent très énergivores (environ un cinquième de la consommation d’électricité des bâtiments à l’échelle mondiale) et bon nombre des liquides de refroidissement utilisés se révèlent nocifs pour l’environnement.
Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Science, Emmanuel Defay, de l’Institut luxembourgeois des sciences et technologies, et ses collègues ont mis au point un dispositif sans liquide de refroidissement. Fabriqué à partir de métaux tels que le plomb, le scandium et le tantale, celui-ci peut atteindre une efficacité dépassant 60 %, soit presque le double de celle des climatiseurs classiques.
La technologie repose sur le principe du refroidissement électrocalorique : l’application d’un champ électrique modifie la direction des charges électriques du matériau ciblé, ce qui entraîne une augmentation temporaire de la température et une diminution ultérieure lorsque ce même champ est supprimé.
Matériau multi-bande
L’équipe a empilé huit bandes de tantalate, de plomb et de scandium (formant un matériau électrocalorique) et les a immergées dans un fluide thermique (de l’huile de silicone). Lorsqu’un champ électrique est appliqué, les bandes chauffent, entraînant le déplacement du fluide dans une certaine direction, puis dans une autre lorsqu’il est désactivé et qu’elles refroidissent, ce qui permet la création de zones permanentes présentant une différence de température d’environ 20 °C.
Selon Defay, une telle approche pourrait être utilisée pour refroidir ou chauffer des bâtiments ainsi qu’un vaste éventail d’appareils.
« L’utilisation de fines bandes de matériau électrocalorique implique que des champs électriques puissants puissent être appliqués sans qu’il ne se désagrège, pour une meilleure performance de refroidissement », commente Neil Mathur, de l’université de Cambridge.
