Une startup néerlandaise a inventé un système de refroidissement utilisant les ondes sonores basé sur la thermoacoustique. Entièrement autonome, celui-ci permet de refroidir les équipements industriels, datacenters ou bâtiments sans électricité.

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En 2050, la climatisation engloutira 37 % de la demande mondiale d’électricité selon l'Agence internationale de l'énergieénergie (IAE), l'équivalent de la consommation actuelle de l'industrie et de la Chine cumulées. Un véritable gouffregouffre énergétique qui ajoutera plus de 2 milliards de tonnes de CO2 par an dans l'atmosphèreatmosphère.

Dans la petite ville de Enschede aux Pays-Bas, une startup a peut-être trouvé une issue à ce problème : une machine capable de transformer la chaleurchaleur en froid sans énergie. Pas de gazgaz réfrigérant, pas d'électricité, pas d'émissionémission de CO2 : SoundEnergy utilise pour cela... le son. Sa machine, baptisée THEAC-25, est inspirée du moteur Stirling développé en 1816 par l'ingénieur écossais Robert Stirling. Le principe est de chauffer un gaz (ici de l'argonargon), ce qui entraîne sa dilatationdilatation et actionne un piston qui va repousser le gaz refroidi dans l'autre sens, alimentant un cycle thermodynamiquethermodynamique perpétuel. Sauf qu'ici, ce n'est pas un piston qui refroidit le gaz mais des ondes acoustiques. Quatre réservoirs sont reliés par un tube circulaire où circulent des ondes sonoresondes sonores de grande amplitude. Ces dernières, en entrant en résonancerésonance dans le tube, créent une différence de pressionpression qui dilate et comprime le gaz.

Le système est composé de quatre réservoirs reliés par un tube dans lequel circulent et sont amplifiées les ondes sonores, générées par la chaleur récupérée. © SoundEnergy
Le système est composé de quatre réservoirs reliés par un tube dans lequel circulent et sont amplifiées les ondes sonores, générées par la chaleur récupérée. © SoundEnergy

Une efficacité record et un faible entretien

La thermoacoustique est un phénomène bien connu depuis Simon LaplaceSimon Laplace en 1816. La NasaNasa a, par exemple, travaillé sur un système de réfrigération thermoacoustique embarqué sur la navette spatiale DiscoveryDiscovery en 1992. La Marine américaine l'a testé pour refroidir les systèmes radars à bord de ses navires et le fabricant de glaces Ben&Jerry a expérimenté en 2005 un tel congélateur pour ses magasins. Avec son design en « donut », SoundEnergy assure pouvoir obtenir un rendement de 50 %, un taux particulièrement élevé en thermodynamique, de l'avis même des spécialistes. Le THEAC-25 permet ainsi d'atteindre une température de -25 °C même avec une chaleur de faible qualité. Le système offre aussi de nombreux avantages par rapport à un système de réfrigération classique : il ne comporte aucun élément mécanique, ce qui réduit la maintenancemaintenance et l'entretien au minimum, ne consomme aucune énergie électrique, n'utilise pas de gaz réfrigérant nocif pour la couche d’ozone (l'argon est un gaz inerte sans danger pour l'environnement) et affiche une duréedurée de vie d'au moins 30 ans.

Froid industriel, datacenters, climatisation…

Destiné en premier lieu aux applicationsapplications industrielles où les moteurs et les équipements à haute température doivent être refroidis, le THEAC-25 vise également la climatisationclimatisation des grandes unités de logements ou de bureaux. Il peut être alimenté par la chaleur perdue dans les processus de fabrication ou des panneaux solaires. « Ces derniers peuvent ainsi chauffer l'immeuble l'hiverhiver et refroidir l'été », explique SoundEnergy. On peut aussi imaginer récupérer la chaleur de datacenters ou de centrales thermiques, alimenter des chambres froides sur des bateaux ou des lieux non raccordés au réseau électriqueréseau électrique, ou encore garantir la chaîne du froid pour des hôpitaux dans les pays en développement.

Un carnet de commandes qui explose

« Nous avons déjà vendu une douzaine d'unités ces dernières semaines, et nous avons des centaines de commandes jusqu'en 2020 », se félicite Herbert Berkhout, le cofondateur de la startup. La première unité a été vendue à une usine de Dubaï pour condenser l'airair en eau potable. Le système est commercialisé 40.000 euros, mais les prix sont destinés à baisser et il est possible de construire des unités de taille réduite pour les particuliers ou les immeubles. « L'investissement est rentabilisé en maximum cinq ans », promet Roy Hamans, le directeur financier de la startup.

SoundEnergy

  • Date de création : mai 2015
  • Fondateurs : Herbert Berkhout, Kees de Blok, Pawel Owczarek
  • Fonds levés : 1,6 million d'euros
  • Effectif : 11 personnes