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Etude d’un système de réfrigération magnétique

La réfrigération magnétique utilise un matériau, dit magnétocalorique, qui est soumis à des alternances magnétiques. Suivant les phases d’activation et d’inactivation du champ magnétique, le matériau s’échauffe, puis il se refroidit à une température plus basse que sa température initiale. Des circuits thermiques en contact avec le matériau permettent d’absorber ou de restituer de l’énergie par l’intermédiaire d’échangeurs thermiques. Le concept de refroidissement, basé sur l’effet magnétothermique, a été développé à l’origine pour la technologie des basses températures (cryogénie). Aujourd’hui, l’émergence de nouveaux matériaux et d’alliages à hautes performances permet la réalisation d’unités de refroidissement magnétique à température ambiante. La compression et l’expansion des gaz, dans les systèmes de réfrigération classiques, sont à l’origine de pertes d’énergie importantes qui n’existent pas durant les cycles d’aimantation et de désaimantation adiabatique, ce qui permet d’atteindre des rendements énergétiques supérieurs (de l’ordre de +30%). De plus, cette technique n’utilise pas de gaz polluants de type CFC employés dans les systèmes de réfrigération classiques. La réfrigération magnétique offre alors une alternative intéressante à la technique de réfrigération conventionnelle. Pour fonctionner, le dispositif nécessite des champs magnétiques intenses. Dans ce but, on souhaite étudier des circuits magnétiques, basés principalement sur des assemblages particuliers d’aimants permanents, qui permettent d’exploiter efficacement les propriétés des matériaux magnétocaloriques, afin d’obtenir des systèmes à faible consommation d’énergie électrique. Le domaine d’applications envisageables pour ses équipements, domestiques ou industriels, est très vaste : congélateurs, réfrigérateurs, climatiseurs, pompes à chaleur, etc.