Innovation : le caoutchouc le nouveau système de réfrigération ?
Le secteur de la climatisation est responsable de 20% de la consommation électrique des bâtiments, et cette proportion ne cesse de croître. Outre leur consommation d'énergie élevée, les systèmes de climatisation classiques ont pour principal inconvénient d'être basés sur la compression d'un gaz contribuant au réchauffement climatique.
Pour pallier à ce problème, une alternative possible consiste à utiliser des matériaux caloriques, qui peuvent produire du froid lorsqu'ils sont soumis à une force cyclique (magnétique, électrique ou mécanique).
Des chercheurs de l’International Research Laboratory (IRL) Engineering Science Lyon Tohoku, Materials under eXtreme conditions (Elytmax, CNRS/INSA Lyon/Centrale Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1/Tohoku University), ont mis au point deux prototypes d'un système de réfrigération qui repose sur l'utilisation d'un caoutchouc élastocalorique. Les résultats de leurs recherches ont été publiés dans la revue Applied Thermal Engineering.
Les prototypes élaborés au laboratoire de recherche internationale ElyTMax sont prometteurs pour la réalisation de système de réfrigération à grande échelle. Il s'agit d'un polymère élasto-calorique, ce qui signifie que sa température varie de manière réversible lorsqu'il est étiré ou relâché. Lorsqu'on étire le polymère, une partie de celui-ci se cristallise, ce qui entraîne la production de chaleur et une élévation de la température. En revanche, lorsque le polymère est relâché et se rétracte, les cristaux fondent et absorbent la chaleur de l'environnement, entraînant ainsi un refroidissement de celui-ci.
Les chercheurs ont fabriqué deux prototypes en laboratoire, composés respectivement de 19 et 55 tubes fins en caoutchouc d'un diamètre de quelques millimètres. Ces tubes ont été disposés en parallèle entre deux réservoirs d'eau et soumis à des cycles d'élongation par un actionneur. Les cycles d'élongation des tubes et de circulation du fluide ont permis d'obtenir une puissance de réfrigération maximale de 3,5 watts pour le dispositif comportant 55 tubes. Pour donner un ordre de grandeur, la puissance nécessaire pour faire fonctionner un réfrigérateur domestique se mesure en centaines de watts, voire en kilowatts pour une climatisation. Toutefois, en raison des résultats encourageants obtenus grâce à la parallélisation des tubes, il devrait être possible d'augmenter leur nombre afin d'obtenir une puissance de réfrigération plus importante.
Crédit : Insis.cnrs.fr et radiofrance.fr
