Premiers pas pour une réfrigération durable
Les systèmes réfrigérants sont d’importants contributeurs au changement climatique. En réponse, le projet européen FROSTBIT va développer pendant quatre ans une nouvelle technologie de réfrigération tout solide basée sur l’énergie émise lors de la transition de spin.
En 2019, les systèmes de réfrigération du monde entier ont émis autant de gaz à effet de serre que l’ensemble de l’Union européenne. Ce bilan prend notamment en compte l’impact des nombreuses fuites intempestives de fluides frigorigènes qui représentent, par exemple, 30 % par an des fluides consommés par les chambres froides d’un supermarché d’après l’Ademe. Parmi les gaz les plus polluants perdus dans l’atmosphère figurent les hydrofluorocarbures (HFC) dont le potentiel de réchauffement global est jusqu’à 10 000 fois supérieur à celui du CO2.
Face à un tel constat, les experts s’accordent : la moindre amélioration des systèmes frigorifiques ne peut être que bénéfique au bilan carbone de notre planète. C’est dans ce cadre que vient d’être lancé le projet FROSTBIT*, coordonné par le CNRS et financé par le Conseil européen de l’innovation (EIC) à travers l’outil de financement Pathfinder Challenge. Il intègre un portfolio de dix technologies alternatives pour une réfrigération propre et efficace.
Le projet vise à développer un système tout solide basé sur des matériaux à transition de spin. « Nous faisons de la réfrigération barocalorique. Cela consiste à appliquer des variations de pression à un matériau à transition de spin pour générer des échanges de chaleur du matériau vers l’environnement, et donc du froid », explique Patrick Rosa, chercheur CNRS au sein de l’Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux1 et coordinateur scientifique du projet.
Le consortium réunit diverses expertises européennes allant de la synthèse de matériaux par des procédés de chimie verte à la caractérisation des propriétés barocaloriques des matériaux obtenus. « Un premier enjeu sera d’identifier une molécule qui présentera de bonnes performances à température ambiante, dont la synthèse sera durable et à moindre coût économique et environnemental », précise le chercheur.
Une fois la molécule et son mode de synthèse identifiés, l’équipe de Patrick Rosa capitalisera ensuite sur son expertise unique dans la fabrication des futurs matériaux par frittage qui transforme de la poudre en une céramique de taille centimétrique. Plusieurs échanges itératifs avec des chercheurs en ingénierie thermique permettront alors d’optimiser le design des échangeurs de chaleur. Ils détermineront les formes de céramiques à produire et leur faisabilité technique, ainsi que les autres composants d’un petit système de réfrigération.
« L’objectif à terme sera de développer un prototype (TRL 4) qui assurera 100 watts de puissance frigorifique. Cela devrait correspondre à la synthèse d’environ 200 grammes du composé sélectionné », précise Patrick Rosa. Il s’agit donc d’une première étape pour cette alternative technologique aux systèmes réfrigérants actuels. FROSTBIT dispose pour cela d’un budget de 4 millions d’euros pour une durée de quatre ans.
*FROSTBIT regroupe neuf partenaires publics et privés établis dans quatre pays européens : le CNRS, qui coordonne le projet, sa filiale CNRS Innovation, l’université de Bordeaux, l’université de Lorraine, l’Université de Tours, TOTAL Energies OneTech, en France, l’université Polytechnique de Catalogne en Espagne, l’université de Lubiana en Slovénie, et l’université de Kent au Royaume-Uni. Le projet FROSTBIT a reçu un financement du Conseil Européen de l’Innovation sous la convention de subvention No. 101161137, et un soutien additionnel de UKRI. Le Conseil Européen de l’Innovation reçoit un soutien de l’Union Européen dans le cadre du Programme de Recherche et d’Innovation Horizon Europe.
Rédacteur : AC
- 1ICMCB – Bordeaux INP/CNRS/Université de Bordeaux
Retour sur la réunion de lancement les 12 et 13 novembre 2024
La réunion de lancement du projet FROSTBIT a eu lieu les 12 et 13 Novembre 2024 dans les locaux de l’Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (ICMCB), en présence de l’ensemble des neuf partenaires internationaux du Consortium réunis pour la première fois, l’occasion d’échanges fructueux entre les participants pour mettre en place les actions immédiates d’organisation de la collaboration. La réunion a commencé par une introduction chaleureuse de Paolo Bondavalli, Programme Manager du Conseil Européen de l’Innovation sur les matériaux avancés pour l’énergie, en charge du Portefeuille de projets visant à répondre au challenge éclaireur pour une nouvelle technologie de refroidissement propre et efficace, et par Adelina Nikolaie, en charge du suivi du projet, et venus affirmer leur soutien au Consortium pour cette phase importante de mise en œuvre.