Matériaux efficaces pour nos frigos de demain

Le Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) travaille sur les matériaux réfrigérants que l’on trouvera demain dans nos frigidaires. Le prestigieux journal Nature Physics vient de publier un article sur cette thématique co-signé par un chercheur du LIST.

Source : Revue technique luxembourgeoise
Publication date : 04/20/2015

L’étude des oxydes fonctionnels constitue une activité importante du département Materials Research and Technology (MRT) du Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST). Les chercheurs travaillent sur de nouveaux oxydes pour l’électronique transparente, pour la photocatalyse ainsi que pour les capteurs et actionneurs piézoélectriques. Le spectre de ces activités est large car il couvre aussi bien des aspects fondamentaux comme l’étude de transitions de phase et la modélisation fine des systèmes physiques (méthode ab initio) que la fabrication de dispositifs notamment par des techniques de dépôt de couches atomiques (Atomic Layer Deposition) et par impression jet d’encre.

Une activité plus récente au LIST est l’étude des matériaux caloriques. Ceux-ci ont la capacité de changer de température quand on leur applique un champ électrique, un champ magnétique ou une contrainte mécanique. On parle alors, respectivement, d’effets électrocalorique (EC), magnétocalorique (MC) et mécanocalorique (mC) des matériaux. Les matériaux prototypes sont typiquement l’oxyde titanate zirconate de plomb (PZT) et le polyfluorure de vinylidène (PVDF) pour l’effet EC, le gadolinium pour l’effet MC et le TiNi pour l’effet mC. La variation de température générée par ces effets peut être positive ou négative, ce qui permet la réalisation de pompes à chaleur pour la climatisation ou les véhicules, de systèmes de refroidissement pour puces électroniques ou encore de réfrigérateurs. Les systèmes à base de matériaux caloriques se distinguent des modules classiques de refroidissement dit vapeur-compression par l’absence de gaz à effet de serre, par le fait que ces effets ne génèrent que très peu de bruit lors du fonctionnement mais aussi par une efficacité énergétique qui peut être potentiellement excellente.

En effet, le LIST, le Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA) en France et l’Université de Cambridge au Royaume-Uni ont montré très récemment dans le journal Nature Physics que certains de ces effets caloriques pouvaient présenter une très bonne efficacité énergétique, permettant ainsi d’envisager le développement de filières technologiques susceptibles de lutter efficacement contre les effets délétères sur l’environnement de nos frigos actuels (gaz à effet de serre, forte consommation électrique).

Emmanuel Defay