Une avancée scientifique majeure a été réalisée à Hong Kong, où des chercheurs de l’Université des Sciences et Technologies de Hong Kong (HKUST) ont développé le premier climatiseur à effet élastocalorique capable de délivrer une puissance de refroidissement d’un kilowatt.

Ce nouveau climatiseur révolutionnaire permet de descendre la température intérieure à 21-22 °C en seulement 15 minutes, même lorsque la température extérieure atteint 30-31 °C. Une innovation qui pourrait transformer l'industrie de la climatisation, en réduisant de manière significative la consommation d'électricité Tout en évitant l'utilisation de réfrigérants néfastes pour l'environnement.

Actuellement, la climatisation représente environ 10 % des besoins mondiaux en électricité, ce qui souligne l'importance d'innovations comme celle-ci. En outre, la technologie élastocalorique pourrait contribuer à la lutte contre le changement climatique en minimisant l'empreinte carbone associée à la climatisation traditionnelle.

Traditionnellement, les climatiseurs utilisent un principe de compression de vapeur qui consomme une immense quantité d'énergie et produit des gaz à effet de serre. Les recherches se sont ainsi orientées vers des solutions à état solide, s'appuyant sur l'effet élastocalorique des alliages à mémoire de forme (AMF).

Dans le cadre de leurs travaux, les chercheurs ont dû surmonter des défis techniques importants pour atteindre les performances requises. Pour ce faire, ils ont créé une architecture innovante, où dix unités de refroidissement sont connectées en série, permettant d'améliorer l’échange thermique via des tubes en nickel-titane à paroi mince.

Un autre élément crucial de leur conception réside dans le choix du fluide de refroidissement. En remplaçant l'eau distillée par un nanofluide à base de graphène, ils ont pu augmenter la conductivité thermique de 50 % avec une concentration minimaliste de 2 g/L, optimisant ainsi le système de refroidissement global.

Dans des tests effectués dans un prototype de maison de 2,7 m³, le climatiseur a atteint une puissance de refroidissement exceptionnelle de 1 284 watts, soit presque trois fois plus que les systèmes élastocaloriques existants. Ce niveau de performance, couplé à un refroidissement rapide, marque une première dans le secteur, ouvrant la voie à des applications à grande échelle.

Le professeur Sun Qingping, co-auteur de l’étude, exprime son enthousiasme face aux possibilités d’industrialisation de cette technologie. Avec des réglementations de plus en plus strictes concernant les hydrofluorocarbones (HFCs), ce climatiseur sans émission pourrait bien révolutionner le marché.

Des perspectives d'améliorations continuent de voir le jour, notamment à travers l'optimisation des matériaux élastocaloriques et l'architecture du système. Ce climatiseur pourrait ainsi offrir une solution efficace, durable et compacte dans un avenir proche.

Enfin, il est important de noter que la demande mondiale en électricité liée à la climatisation est en constante augmentation. En 2021, celle-ci a atteint 2 000 térawattheures (TWh). Les prévisions estiment qu'elle pourrait grimper à 3 400 voire 5 200 TWh d’ici 2050, en raison du nombre croissant de climatiseurs, dont environ 2 milliards en service aujourd'hui et qui pourrait atteindre 4,5 milliards d'ici quatre à sept ans.