| L’enquête w 26 cnrs I LE JOUNR AL le constituant des bougies, qui fond à 70 °C environ. L’idée est de récupérer la chaleur libérée quand le corps repasse à l’état solide. Cette propriété est déjà exploitée dans certains bâtiments : des microcapsules de paraffine dispersées dans les murs absorbent la chaleur de la pièce le jour et la restituent la nuit. Le gros atout des matériaux à changement de phase est leur capacité de stockage : à volume égal, ils peuvent absorber plus de chaleur que les autres. Autre avantage : ils libèrent la chaleur à une température constante (celle de leur changement d'état). Des li mites à dépaser Malheureusement, ces matériaux ne sont pas toujours adaptés à la température souhaitée pour une application. De plus, ils conduisent souvent très mal la chaleur, ce qui les empêche de la stocker ou de la restituer rapidement. « D’un côté, les recherches se focalisent donc sur la mise au point de nouveaux matériaux pour élargir la panoplie des températures accessibles, explique Xavier Py. On voit apparaître notamment certains polymères capables de stocker la chaleur entre 20 °C et 200 °C De l’autre, les chercheurs tentent d’améliorer la conductivité thermique de ces matériaux en y ajoutant par exemple du graphite, extrêmement efficace pour transporter la chaleur. » Stocker la chaleur le jour pour en profiter la nuit, c’est bien. Mais à l’avenir, il faudra aussi être capable de stocker le surplus d’énergie thermique produit en été pour l’utiliser pendant l’hiver. Pour atteindre cet objectif, les recherches se tournent vers un stockage de la chaleur qui fait appel à une réaction chimique. Parmi les réactifs envisagés, la chaux. Lorsqu’elle est humidifiée, celle-ci dégage de la chaleur. L’idée est donc d’utiliser l’air chaud en été pour l’assécher et de l’humidifier à nouveau en hiver, notamment pour chauffer l’habitat. Entre les deux, la chaux, conservée à l’abri de l’humidité, peut être stockée sans aucune perte de chaleur. Le stockage thermochimique est assez compliqué parce qu’il faut contrôler très finement la réaction en jeu. Mais il présente de nombreux avantages : stocker plus de chaleur qu'avec les autres méthodes et délivrer l’énergie à une température plus élevée que celle qui a servi à stabiliser le réactif chimique. De surcroît, avec ce procédé, on peut tirer parti de la réaction pour produire non seulement de la chaleur, mais aussi du froid. Les chercheurs du laboratoire Promes ont ainsi mis au point un dispositif capable de générer des températures allant de – 30 °C à 300 °C. Dans leur système, on trouve d’un côté de l’ammoniac liquide et de l’autre un sel réactif. De façon spontanée, une petite quantité d’ammoniac s’évapore et réagit avec le sel : cela produit de la chaleur. Sous l’effet de la chaleur, l’ammoniac s’évapore de plus en plus, et cette évaporation produit alors du froid. « L’avantage, c’est qu’en jouant sur le type de sel réactif utilisé et sur le niveau de pression, on peut contrôler très finement la température, contrairement à de nombreuses autres sources », souligne Xavier Py. Aujourd’hui, ce dispositif est utilisé notamment pour réfrigérer des caissons de transport du sang, climatiser des bâtiments, et même, sur un plateau-repas, pour réchauffer un plat d’un côté, tout en gardant au frais le fromage et le dessert de l’autre. Le stockage thermique n’a pas fini d’apporter plus de confort à notre vie quotidienne. J. B. 1. Selon l’Agence internationale de l’énergie, le solaire à concentration représenterait 10 % de la production mondiale d’électricité en 2050. Ces réacteurs solaires (13) permettent de vitrifier des cendres de déchets industriels dangereux. Cela produit des céramiques (14) capables de stocker la chaleur à très haute température. 13 14 1 cm 15 Éléments de stockage de chaleur élaborés à partir de déchets amiantés. 16 Le système de réfrigération thermochimique de la société Coldway, fondée par des chercheurs du CNRS , permet de conserver les produits sensibles. © p hotos 13-14-15 : CNRS-PROMES 15 Ce matériau est une céramique obtenue en faisant fondre à 1 400 °C des déchets industriels dangereux comme l’amiante, les cendres d’usines d’incinération ou encore les déchets métallurgiques. Ainsi recyclés, ces déchets deviennent totalement inertes. « Nous avons calculé que la facture énergétique pour fabriquer ces matériaux serait remboursée en moins d’un an en les utilisant dans une centrale solaire, précise Xavier Py. Qui plus est, nos céramiques sont capables d’absorber de la chaleur jusqu’à 1 000 °C, contrairement aux sels de nitrate qui se détériorent au-delà de 600 °C. » Un avantage considérable quand on sait que les futures centrales solaires devraient générer des températures plus élevées encore qu’aujourd’hui, aux environs de 900 °C. DES murs au tochaufan ts L’utilisation de ces céramiques ne s’arrête pas là… On pourrait bientôt les retrouver au coeur même de nos habitations. Insérées directement dans les murs, elles permettraient de collecter (mais à des températures bien plus basses cette fois) la chaleur environnante au cours de la journée pour la libérer pendant la nuit. Il faut dire que dans l’habitat, où l’heure est aux économies d’énergie, réussir à stocker la chaleur devient une priorité. Outil de prédilection employé ? Les matériaux à changement de phase, dont la chaleur entraîne le passage de l’état solide à l’état liquide. C’est le cas par exemple de la paraffine, Co ntact : Xavier Py > py@univ-perp.fr © c old way
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