Discussion:Réfrigération magnétique

Les problèmes environnementaux et particulièrement l’effet de serre ont entraîné un regain de recherche portant sur des technologies plus respectueuses de l’environnement et permettant des économies d’énergies. Les réfrigérateurs et climatiseurs conventionnels sont les systèmes électroménagers consommant le plus d’énergie dans les foyers modernes, et leur utilisation devient de plus en plus répandue. De plus ces systèmes réfrigérants utilisent des gaz CFC (Chlorofluorocarbones) et HCFC (Hydrochlorofluorocarbones) qui sont des gaz à effet de serre et dangereux pour la couche d’ozone. La recherche de nouvelles technologies pour la réfrigération se concentre sur l’utilisation de l’effet magnétocalorique. Lorsqu’un matériau magnétocalorique est placé dans un champ magnétique il devient ferromagnétique, son entropie magnétique SM diminue, il se refroidit et absorbe la chaleur ambiante. Lorsqu’il est sorti de ce champ magnétique il devient paramagnétique, son entropie magnétique augmente et il transmet son énergie interne sous forme d’un dégagement thermique. Cet effet magnétocalorique a été découvert dans le fer métallique par E. Warburg en 1881. La réfrigération magnétique a 4 principaux avantages : elle n’utilise pas de gaz dangereux pour l’environnement, son efficacité énergétique est de 40% (contre 60% pour les meilleurs systèmes conventionnels), elle peut être plus compacte car le matériaux réfrigérant est un solide et enfin elle est plus silencieuse [developments in magnetocaloric refrigeration]. Le premier système de réfrigération magnétique a été conçu par Gschneidner et Pecharsky en 1997 et utilise du gadolinium comme matériau magnétocalorique. Cependant ce métal est rare, cher et toxique. C’est pourquoi il a été envisagé de le remplacer par des composés de manganèse, ce métal étant beaucoup plus répandu. De plus il existe de nombreux oxydes de manganèses dont les propriétés conviennent à des application magnétocaloriques. Ces principales propriétés sont une température de Curie (température de transition d’ordre magnétique) proche de la température ambiante, une température adiabatique ΔTad (différence de température induite par le changement de champ magnétique) et une entropie magnétique ΔSM aussi grandes que possible.