Avec le réchauffement climatique, l’utilisation de climatiseurs risque d’augmenter considérablement. Ce qui, à la longue, va contribuer encore plus à accentuer le problème, dans la mesure où ces dispositifs fonctionnent comme des réfrigérateurs. Ils rafraîchissent l’intérieur d’un logement grâce à des fluides frigorigènes polluants et évacuent la chaleur à l’extérieur. Heureusement, il existe des alternatives aux climatiseurs conventionnels, à l’instar des systèmes de refroidissement low-tech. Depuis quelques années, de nombreux chercheurs se penchent sur le refroidissement passif et les avantages offerts par ce type de dispositif. Des chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology), par exemple, ont développé un système innovant basé sur le refroidissement passif par évaporation et rayonnement, plus précisément le refroidissement isolé par évaporation et rayonnement (ICER). Ils ont publié leurs travaux dans la revue Cell Reports Physical Science.
Une approche novatrice des technologies de refroidissement passif
Selon les scientifiques du MIT, ils se sont penchés sur une approche novatrice des technologies de refroidissement passif. En effet, leur système combine refroidissement radiatif, par évaporation et isolation thermique. Et cela, dans un seul et même boîtier compact ressemblant à des panneaux solaires. Ils indiquent avoir testé son efficacité sur une version réduite de seulement 10 cm de diamètre, sur le toit d’un bâtiment de l’université. D’après les chercheurs, le système peut fournir jusqu’à environ 9,3 °C de refroidissement par rapport à la température ambiante.
Par ailleurs, il reste efficace même dans des conditions météorologiques défavorables, car il peut délivrer une puissance de refroidissement diurne de 96 W/m² à température ambiante, soit une amélioration de 300 % par rapport aux refroidisseurs radiatifs de pointe. « En été, sans électricité, l’ICER peut prolonger la durée de conservation des aliments de 40 % dans les climats humides et de 200 % dans les climats secs avec de faibles fréquences de remplissage en eau », explique Zhengmao Lu, postdoctorant au MIT.
Fabriqué avec plusieurs couches de matériau
Le système est constitué de trois couches de matériau, assurant à la fois le refroidissement de l’eau et le passage de la chaleur. En aérogel, la couche supérieure laisse passer la vapeur d’eau et le rayonnement infrarouge. La deuxième couche est constituée d’hydrogel, un autre matériau spongieux, mais dont les cavités sont remplies d’eau. La dernière, quant à elle, est une couche miroir qui réfléchit toute la lumière incidente vers les autres composants de l’appareil, afin de les chauffer. Les chercheurs du MIT expliquent que lorsque l’eau contenue dans l’hydrogel est chauffée, elle se transforme en vapeur d’eau. Cette dernière emporte une partie de la chaleur (refroidissement par évaporation) et traverse l’aérogel. Ce qui permet au rayonnement infrarouge de transporter une partie de la chaleur de l’appareil (refroidissement radiatif) directement dans l’air et dans l’espace.
Des obstacles notables en termes de coût
Malgré l’efficacité de l’ICER, les chercheurs soulignent qu’il y a un obstacle majeur à sa commercialisation à grande échelle. Selon eux, l’aérogel qu’ils ont développé et utilisé dans ce système nécessite un procédé de fabrication coûteux. Il semblerait que les solvants utilisés dans la fabrication de ce matériau doivent être éliminés lentement, tout en veillant à ne pas endommager sa structure. Une opération qui nécessiterait un équipement spécial facilitant le séchage au point critique (SPC).
Les scientifiques prévoient ainsi d’explorer d’autres méthodes pour réduire les coûts. Pour eux, c’est un élément important puisque ce système pourrait contribuer à répondre aux besoins de refroidissement de nombreuses régions du monde, où le manque d’électricité ou d’eau limite l’utilisation des systèmes de refroidissement conventionnels. Plus d’informations sur news.mit.edu. Que pensez-vous de cette découverte ? Je vous invite à partager votre avis, vos remarques ou nous signaler une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
