Blog de Jérémy Goldyn

Les frigos plus communément appelés réfrigérateurs ou encore frigidaires, sont des appareils qui permettent de garder une température comprise entre 4 et 8°C dans un certain volume. Les applications principales sont la conservation de la nourriture et la réfrigération de certains aliments ou boissons.

En effet, Les aliments représentent le lieu idéal pour les bactéries et moisissures qui ont besoin d’eau et d’éléments nutritionnels pour se développer et se multiplier avec comme conséquence la non consommation du produit. Mais pour se faire, la plupart ont besoin d’une température ambiante comprise entre 15 et 20°C. Cependant, il faut rester vigilant car il existe des micros organismes capables de se développer à des températures extrêmement basses, même en dessous de 0°C !

Le principe de fonctionnement d’un réfrigérateur ?

Pour se refroidir, le système du frigo doit contenir un fluide frigorigène qui circule en circuit fermé. Il s’agit d’un fluide volatil dont la température de fusion est bien au dessous de 0°C, ce qui implique qu’il est ébullition rien qu’à la température moyenne ambiante de l’air . Ce fluide est comprimé par le compresseur (qui est à l’origine du bruit des frigos). Lors de la compression, la température va augmenter et le fluide se trouvera à l’état gazeux. Ce dernier va ensuite circuler dans un condenseur afin se refroidir ou dans un autre sens chauffer le milieu extérieur et passer de l’état gazeux à l’état liquide. Lors de sa course dans le condenseur, le fluide va se détendre (détendeur) où la pression diminue ainsi que la température et passe par l’évaporateur où sa température est plus basse que le milieu extérieur et il se remet en ébullition pour passer dans le compresseur. Ainsi lors de cette dernière phase, il n’y a pas de dépense d’énergie, le principe ne repose que sur des phénomènes physiques thermiques (thermodynamique).

 source : pcy.fr

Tout le monde possède un voir plusieurs frigo chez soi. Ils représentent une technologie peu développée qui demande beaucoup de progrès. À cause qu’ils contiennent des substances frigorigènes, ce sont de puissants générateurs de gaz à effet de serre jouant un rôle dans le réchauffement climatique. Comme ils doivent fonctionner 24h/24h, ils consomment beaucoup d’énergie, à tel point qu’ils représentent le tiers de la consommation électrique d’un foyer dans les pays développés.

Une nouvelle technologie est arrivée directement depuis les laboratoires américains « Ames » : la réfrigération magnétique. Sa technologie se développe dans le monde et devrait sortir d’ici 2 à 5 ans, au plus tard.

On sait que les matériaux qui présentent des propriétés magnétiques voient leur température varier en fonction des champs magnétiques  auxquels ils sont soumis. Quand un matériau est magnétisé, l’activité de ses atomes ralentit et la température diminue. L’effet est réversible : quand le matériau se démagnétise, l’activité des atomes reprend une activité normale et le matériau se réchauffe.

C’est le gadolinium Ga qui possède des propriétés magnéto électriques très intéressantes dans l’application de réfrigération. Lorsqu’il est soumis à un champ magnétique de 2 teslas, sa température varie de 4°C. Insérer dans un système de réfrigération classique, il présente des atouts les plus prometteurs :

•  Moindre consommation d’énergie: son coefficient de performance est plus élevé, il atteint 60 % contre 40 % pour les frigos les plus performants actuellement.
•  Silencieux: et oui, comme le système fonctionne à la pression atmosphérique normale, il n’y a pas besoin de compresseur qui est à l’origine des bruits désagréables des frigos.

La puissance de ces frigos sera de l’ordre de 100W avec une variation de 10°C, soit un frigo comparable à ceux qui existent déjà mais d’une nouvelle génération : plus respectueux de l’environnement.

Le seul problème de cette belle conception est justement le gadolinium, c’est un matériau rare et donc très coûteux. On compte qu’il faut 3 kg de ce matériau pour 450 euros le kilo. L’application ne touchera donc pas le grand public. Afin d’être commercialisable, un produit doit avoir un prix raisonnable, ce qui implique que les matériaux qui le constitue sont abondants. La technologie des alliages pourrait donner la solution. Un alliage est un mélange de plusieurs matériaux qui donnent de nouvelles propriétés à ce dernier. Plusieurs alliages dont les propriétés se rapprochent de celles du gadolinium ont été découverts.