San Francisco Frontiers - La clim sans gaz polluants? La technologie des réfrigérants solides émerge à Cambridge

Contrairement aux gaz utilisés dans les appareils actuels, ces "réfrigérants solides" ne fuient pas. Ils "sont aussi potentiellement plus économes en énergie", résume Xavier Moya, professeur de physique des matériaux à l'université britannique de Cambridge.

Environ 2 milliards de climatiseurs sont en service dans le monde et leur nombre grimpe à mesure que la planète se réchauffe. Entre les fuites et la consommation d'énergie, les émissions associées progressent elles aussi chaque année, selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE).

Voilà 15 ans que Xavier Moya étudie les propriétés de ces "cristaux de plastique" dans son laboratoire au sein de la prestigieuse université britannique.

Sur son plan de travail trône une imposante machine rouge et grise, surmontée d'un cylindre, qui teste la température de la matière en fonction de la pression.

Objectif: identifier les meilleurs réfrigérants parmi cette classe de matériaux déjà utilisée par l'industrie chimique et assez facile à se procurer (la composition exacte des molécules retenues reste secrète).

Le phénomène est invisible à l'oeil nu, mais ces cristaux sont composés de molécules capables de tourner sur elles-mêmes. Lorsqu'on les presse, leur mouvement se bloque et elles dissipent leur énergie sous forme de chaleur. Les relâcher fait à l'inverse baisser la température alentour. C'est "l'effet barocalorique".

- Canettes parfaitement fraîches -

"La demande en climatisation augmentera considérablement à l'échelle mondiale d'ici 2050", explique à l'AFP Cliff Elwell, professeur de physique du bâtiment à l'université UCL de Londres, pour qui les solides barocaloriques ont le potentiel pour être aussi efficaces, voire plus, que le gaz.

"Mais quelle que soit la nouvelle technologie qui finira par être lancée, elle devra toujours répondre aux exigences de base", notamment sur la taille de l'appareil ou le bruit qu'il produit, pour espérer se frayer un chemin dans les maisons et les voitures, prévient-il.

Parallèlement à ses recherches à Cambridge, Xavier Moya a créé en 2019 une startup, Barocal, pour appliquer concrètement les découvertes de son groupe de recherche. Elle emploie neuf personnes et dispose de son propre laboratoire --pour l'instant un modeste conteneur sur un parking.

Mais la "jeune pousse" fait des émules: elle a levé ces dernières années environ 4 millions d'euros, auprès notamment du Conseil européen de l'innovation, un programme de l'UE associant le Royaume-Uni, et Breakthrough Energy, organisation créé par le milliardaire américain Bill Gates.

Elle compte porter son effectif à 25 ou 30 personnes cette année.

A l'intérieur du conteneur, le premier prototype de climatiseur fait la taille d'une grosse valise: loin d'être un miracle de miniaturisation, il bourdonne en outre assez bruyamment lorsqu'un circuit hydraulique augmente ou diminue la pression dans les quatre cylindres remplis de cristaux.

Mais il fonctionne. Un petit réfrigérateur est attaché au système et les canettes de soda qui s'y trouvent sont parfaitement fraîches.

- Réduire les factures -

Ce premier prototype "n'a pas encore été véritablement optimisé, ni sur sa masse, ni sur son volume, ni même sur le son", reconnaît l'ingénieur matériaux chez Barocal Mohsen Elabbadi.

Mais les nouveaux systèmes que l'entreprise est en train de perfectionner seront, eux, comparables en taille et aussi silencieux que ceux fonctionnant au gaz, promet-il.

Si l'entreprise se concentre pour l'instant sur le froid, la technologie pourra aussi servir à produire du chaud.

Plusieurs équipes étudient ces matériaux à travers le monde, mais celle de Cambridge est pionnière en la matière, selon Breakthrough Energy, qui estime que ces appareils "ont le potentiel de réduire les émissions jusqu'à 75%" par rapport aux systèmes traditionnels.

Barocal espère lancer "un premier produit sur le marché dans 3 ans", selon Florian Schabus, le directeur commercial. Il s'agira d'abord "d'unités de refroidissement pour de grands centres commerciaux, des entrepôts, des écoles" ou encore "des centres de données".

Les entreprises sont jugées plus faciles à convaincre sur une technologie qui sera initialement plus chère à l'achat, mais qui permettra de réduire les factures. Barocal vise à terme des prix équivalents aux systèmes traditionnels pour se lancer à l'assaut des particuliers.

V.Perez--SFF