L’effet magnétocalorique et les terres rares permettent un refroidissement énergétiquement efficace.
Les météorologues prévoient aujourd’hui la journée la plus chaude de la période de chaleur actuelle. Lorsque les températures se situent juste en dessous de la barre des 40 degrés, une boisson glacée sortie du réfrigérateur peut apporter un certain soulagement. Les bases de la machine frigorifique à compression utilisée aujourd’hui ont été posées dès le début du 19e siècle. Même s’ils ont été constamment améliorés, les réfrigérateurs classiques utilisent encore aujourd’hui des fluides frigorigènes qui contribuent à l’effet de serre, comme l’isobutane. La start-up allemande Magnotherm veut changer cela et réinventer la technique de réfrigération. Magnotherm mise sur la réfrigération magnétocalorique : les matériaux magnétiques s’échauffent lorsqu’ils rencontrent un champ magnétique. La chaleur qui en résulte est ensuite dissipée jusqu’à ce que le matériau retrouve sa température initiale. Si le champ magnétique est alors supprimé, le matériau se refroidit brusquement en dessous de cette température initiale et peut alors extraire la chaleur des objets à refroidir. L’application et la suppression répétées du champ magnétique permettent donc de créer un circuit de refroidissement.
LaFeSi est le matériau de choix
Selon Magnotherm, l’élément de terre rare gadolinium, entre autres, se prête au choix du matériau magnétique, mais aussi un alliage particulier : LaFeSi. Cet acronyme désigne le lanthane, un métal des terres rares, le fer et le silicium. Selon les chercheurs et chercheuses de cette start-up créée en 2019 comme spin-off de l’université technique de Darmstadt, ce mélange de matériaux est peu coûteux, peu gourmand en énergie et très performant. Outre l’absence de substances nocives pour l’environnement, la consommation d’énergie est jusqu’à 40 pour cent inférieure à celle du refroidissement par compression.
D’ici la fin de l’année, Magnotherm prévoit de fabriquer dix prototypes adaptés à la réfrigération de boissons. Une première production en petite série pourrait avoir lieu en 2023. Ensuite, d’autres systèmes seront développés sur la base de cet appareil, par exemple pour le commerce de détail alimentaire, mais aussi des systèmes de climatisation pour les bâtiments. On voit également un potentiel dans la liquéfaction de l’hydrogène pour améliorer son transport, comme l’explique Timur Sirman, cofondateur et directeur général, dans une interview accordée au magazine des start-up Frankfurt Forward.
Prototype Magnotherm MS300 (Photo : MagnoTherm Solutions GmbH)
Possibilités d’économies dans de nombreux domaines
Les chiffres de l’Agence internationale de l’énergie (AIE) montrent à quel point il est urgent de développer de nouvelles approches dans le domaine des technologies de refroidissement : ainsi, la consommation d’énergie pour le refroidissement des locaux aurait plus que triplé depuis 1990. Près de 16 pour cent de la consommation finale d’électricité dans le secteur du bâtiment était consacrée à cette application en 2020. La consommation d’électricité pour la réfrigération des marchandises dans le commerce de détail est encore plus élevée : près de 50 % de l’électricité serait utilisée à cet effet et encore 12 % pour la climatisation, selon l’EHI Retail Institut. Un regard sur l’avenir devrait également conforter Magnotherm et d’autres entreprises innovantes du secteur dans leur action, car d’ici 2060, on utilisera plus d’énergie pour la réfrigération que pour le chauffage, selon une prévision.
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