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Le réfrigérateur d'Einstein ressuscité

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Albert Einstein, ce grand théoricien, était aussi un expérimentateur et un ingénieur. Un  réfrigérateur écologique qu'il avait breveté vers 1930 avec son élève et collègue Léo Szilard vient d'être remis au goût du jour. Respectueux de l'environnement, il pourrait s'avérer précieux pour les pays en voie de développement.

Einstein et Szilard se concertant pour écrire une lettre au président Roosevelt l'informant de la possibilité de construire une bombe atomique.

Albert Einstein n'était pas que l'immortel découvreur de la théorie de la relativité générale et l'un des principaux fondateurs de la mécanique quantique. Même si on ne peut le comparer à un Enrico Fermi, aussi à l'aise avec la théorie qu'aux prises avec une expérience, on lui doit aussi quelques travaux en physique expérimentale, comme l'expérience de Einstein-de Haas et surtout, le brevet d'un réfrigérateur utilisant de l'ammoniac, déposé avec Léo Szilard, l'un des pères de la théorie de l'information en thermodynamique statistique et le premier à comprendre qu'une réaction en chaîne de l'uranium était possible.

Sans doute ne faut-il pas oublier qu'Einstein avait commencé à gagner sa vie comme employé du bureau de l'Office des brevets en Suisse. Tout en travaillant à la théorie de la relativité restreinte, l'effet photoélectrique et la théorie du mouvement brownien, il avait pour tâche d'examiner des brevets pour juger de leur intérêt. Celui déposé avec Léo Szilard influencera les premiers modèles de réfrigérateurs mis sur le marché. Mais cette génération einsteinienne ne tardera pas à être dépassée par un autre principe, bien plus efficace, basé sur l'emploi du fréon.

De nos jours, alors que la population de la planète ne cesse de croître, que les problèmes environnementaux se multiplient et que l'énergie se fait plus rare, la demande en réfrigérateurs va devenir de plus en plus problématique. Pas question en effet de risquer d'augmenter la teneur atmosphérique en fréon, puissant gaz à effet de serre.

 
Cliquez pour agrandir. Un extrait du brevet d'Einstein et Szilard avec un plan de leur réfrigérateur. Crédit : Andrew Delano

Techniquement très simple

Malcolm McCulloch, ingénieur en électricité de l'université d'Oxford travaillant sur les technologies dites vertes, s'est demandé si la simplicité du réfrigérateur d'Einstein-Szilard ne pouvait pas être une solution d'avenir pour les pays en voie de développement. Sans parties vraiment mobiles, ce dispositif est simple à entretenir. Il n'utilise pas de fréon, mais seulement du butane, de l'eau et de l'ammoniac, et ne réclame que peu d'énergie. Ce réfrigérateur se contente en effet d'une source de chaleur. Il peut donc fonctionner sans électricité et l'énergie solaire lui suffirait amplement.

Le principe en est simple. Il met à profit le fait qu'un liquide bout à plus faible température lorsque la pression au-dessus de lui est plus basse. Ainsi, la température d'ébullition de l'eau est inférieure à 100°C au sommet du Mont Blanc. Dans le cas du réfrigérateur d'Einstein, l'introduction d'un gaz, ici de l'ammoniac, au-dessus d'un récipient de butane liquide, provoque son ébullition, ce qui entraîne de l'énergie thermique hors du liquide et donc, le refroidit. McCulloch pense qu'avec d'autres gaz et quelques améliorations, il est possible de multiplier par quatre l'efficacité du cycle de refroidissement proposé par Einstein et Szilard.

Lui et ses collègues travaillent donc sur une amélioration du dispositif. S'ils réussissent, de nombreuses personnes dans le monde, notamment en Afrique ou en Inde, pourraient voir leur vie changer grâce, en partie, à Albert Einstein et Léo Szilard. Quelle ironie quand on pense que c'est grâce à la lettre qu'ils ont écrite au président Roosevelt que l'humanité dispose aujourd'hui du feu nucléaire...