Présentation
RÉSUMÉ
Cet article introduit les principes de fonctionnement de la réfrigération magnétique, il se positionne entre un article des techniques de l’ingénieur orienté sur les matériaux [K733] et un autre sur les systèmes [BE 9 830]. Il se caractérise par une approche thermodynamique qui va aller de la description des matériaux jusqu'aux systèmes.
Cet article apportera avant tout au lecteur une approche lui permettant de comprendre les architectures de réfrigération magnétique exploitées aujourd’hui, tout comme les systèmes à régénérateur actif.
Après une introduction sur la production du froid et la consommation énergétique qu’elle engendre, nous introduisons l’effet et les matériaux magnétocaloriques tels qu'ils sont exploités dans des cycles thermodynamiques et la réalisation de systèmes de réfrigération magnétique.
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Lire l'articleAUTEUR(S)
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Morgan ALMANZA : Maître de conférence, Université Paris-Saclay, École Normale Supérieure Paris-Saclay, Laboratoire SATIE, Gif-sur-Yvette, France
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Martino LoBue : Directeur de recherche, Université Paris-Saclay, CNRS, Laboratoire SATIE, Gif-sur-Yvette, France
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Afef Lebouc : Directrice de recherche, Université Grenoble-Alpes, CNRS, Grenoble INP, Laboratoire G2Elab, F-38000 Grenoble, France
INTRODUCTION
La réfrigération magnétocalorique ou simplement magnétique s’appuie sur l’effet magnétocalorique (EMC). L’EMC est une propriété présente dans tous les matériaux magnétiques qui correspond à un échauffement associé à son aimantation et à un refroidissement suivant sa désaimantation, soit une variation réversible de température liée à une variation du champ magnétique dans des conditions adiabatiques. C’est autour de la température de transition de phase magnétique, ferromagnétique-paramagnétique par exemple, que la variation de température est la plus importante. On appelle « matériaux magnétocaloriques » (MMC) les matériaux où cet effet est important.
Dans un contexte de besoin de technologie de réfrigération propre et efficace, la réfrigération magnétique à température ambiante apparaît comme une solution de rupture, permettant de réaliser des systèmes plus efficaces, moins polluants et faciles à recycler, car mettant en œuvre des réfrigérants solides, et essentiellement de l’eau comme fluide caloporteur. Même si l’EMC est connu depuis plus d’un siècle, la recherche dans ce domaine n’a réellement démarré qu’il y a 25 ans environ suite à la découverte de nouveaux matériaux à EMC géant autour de la température ambiante.
Historiquement, l’article des TI (Allab et al.), datant d’environ 20 ans, se présentait comme un état de l’art global de l’époque sur cette thématique émergente qu’était la réfrigération magnétique. Depuis, et compte tenu des avancées dans les différents domaines, des articles plus spécifiques ont été publiés dans cette collection, nous pouvons citer, en particulier
Cet article propose une approche thermodynamique pour comprendre, comment l’effet magnétocalorique est exploité afin d’obtenir un effet de réfrigération. Grâce à cette approche, il offre un point de vue transversal entre ces articles. Plus spécifiquement, ce document s’attache à transmettre aux lecteurs les principes,...
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MOTS-CLÉS
Réfrigération | Régénération | Cycles thermodynamiques | effet magnétocalorique | régénérateur magnétique actif
VERSIONS
Il existe d'autres versions de cet article :
- Version archivée 1 de oct. 2005 par Afef LEBOUC,, Farid ALLAB,, Jean-Marc FOURNIER, Jean-Paul YONNET
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RÉFÉRENCE BIBLIOGRAPHIQUE
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Réfrigération magnétique : des principes fondamentaux aux applications
Production du froid : contexte et alternatives
Sources bibliographiques
Sources bibliographiques
- (1) - IEA - The Future of Cooling. - PDF téléchargeable à ce lien : https://iea.blob.core.windows.net/assets/0bb45525-277f-4c9c-8d0c-9c0cb5e7d525/The_Future_of_Cooling.pdf ...
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