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COOLTECH RÉINVENTE LE FROID INDUSTRIEL...

Stéphanie Cohen
EN ASSOCIANT PLUSIEURS MATÉRIAUX ET TECHNOLOGIES , Cooltech a mis au point le premier équipement industriel de froid magnétique. Une gamme complète sera proposée dès 2005.

On en rêvait depuis des années... Cooltech Applications l'a fait ! Le froid magnétique va enfin sortir des laboratoires et faire son entrée dans le monde industriel. Cette révolution met du plomb dans l'aile aux systèmes à compression de gaz qui dominent aujourd'hui le marché.

Radicalement différent de par son principe, le froid magnétique pourrait permettre d'en finir avec les gaz sous pression nocifs pour l'environnement, les fuites, le bruit et les COP (coefficient de performance) limités. Alors que les systèmes à compression se battent pour atteindre des COP supérieurs à 4, cette nouvelle technologie fait miroiter des coefficients de l'ordre de 6 à 12 !

Le froid magnétique repose sur les matériaux magnétocaloriques découverts il y a plus d'un siècle. Ils présentent la propriété de s'échauffer en présence d'un champ magnétique puis, lorsque celui-ci est coupé, de se refroidir à une température inférieure à leur température initiale.

Un développement à la carte

Pendant longtemps, ces matériaux ne fonctionnaient qu'à des températures extrêmement basses et dans des champs magnétiques intenses - 5 à 10 teslas - qui ne pouvaient être générés que par des supraconducteurs ! D'où le cantonnement de cette technologie dans les laboratoires académiques ou pour des applications très particulières. C'est seulement depuis quelques années que des matériaux pouvant fonctionner à température ambiante et avec des aimants permanents - devenus plus puissants - ont émergé. C'est à ce moment-là que le fondateur de la société Cooltech, à l'époque dirigeant de la société Altech, Christian Muller, s'est intéressé à cette technologie. « Altech concevait - et conçoit encore - des machines spéciales et des solutions techniques particulières pour des grands noms de l'agroalimentaire ou de l'automobile, souligne le dirigeant. C'est en travaillant avec des industriels de la confiserie que nous nous sommes aperçus du potentiel du froid magnétique. »

Avec deux collaborateurs, Christian Muller s'est alors fixé un objectif : réunir les matériaux et les technologies développés à travers le monde pour élaborer un équipement industriel. La nouvelle entité Cooltech a été créée à cette occasion et a remporté, en 2003, le Concours national de la création d'entreprises de technologies innovantes de l'Anvar. Un an et demi après, c'est-à-dire ce mois-ci, la société présente un démonstrateur industriel. Ce dernier rassemble des matériaux magnétocaloriques, à base de gadolinium, de manganèse, etc., issus de différents laboratoires. « Cette approche nous permet d'équilibrer les inconvénients de chaque matériau. De plus, nous pouvons ainsi couvrir une plage de température de fonctionnement beaucoup plus large », précise Christian Muller. Ainsi, Cooltech associera les matériaux magnétocaloriques à la carte, en fonction de la demande du client.

2 000 équipements dès la première année

Du côté des assemblages magnétiques, là aussi, la société a noué des contacts, notamment avec une société allemande qui fabrique des aimants permanents générant 1,5 tesla à l'état naturel.

Enfin, la conception du système lui-même a été pensée pour répondre à la demande industrielle : un disque statique pour éviter la dispersion des frigories et permettre une évolution facile de l'équipement, une unique entrée eau chaude-eau froide pour simplifier le système, un circuit d'eau gravé dans le disque pour optimiser le transfert du froid, un assemblage magnétique qui dirige le champ vers les matériaux. Pas moins de six brevets ont été déposés en l'espace d'un an ! « Une gamme d'équipements est en cours de définition et sera proposée aux industriels dès 2005. Le coût sera sensiblement le même que celui des systèmes à compression de gaz actuels », précise Christian Muller.

La société est d'ores et déjà en contact avec des industriels de l'agroalimentaire, des fabricants de produits électroménagers, des acteurs du monde des cosmétiques ou encore du secteur des cuisines professionnelles. « Nous prévoyons de produire 2 000 équipements dès la première année ! Nous allons très rapidement être limités par la taille même de notre usine. »

Du fait de la puissance actuelle des assemblages magnétiques, ces équipements sont aujourd'hui plafonnés à 12 voire 15 kW. Cependant, Christian Muller en est persuadé, cette technologie va petit à petit évoluer à mesure que de nouveaux matériaux et assemblages seront mis au point.

COOLTECH RÉINVENTE LE FROID INDUSTRIEL...

Circuit d'eau - Pour évacuer les calories ou récupérer les frigories, un circuit hydrothermique est gravé dans le support. Le transfert thermique entre le disque et le liquide est ainsi optimisé. La circulation est commandée par des électrovannes. Aimants en rotation - Cooltech travaille avec l'École nationale supérieure en électricité et mécanique de Nancy et la société allemande BEC au développement d'assemblages magnétiques générant des champs plus intenses tels que des éléments standards en forme de pétales de marguerite, type Halbach. Matériaux magnétocaloriques - Le dispositif combine des matériaux fonctionnant sur des plages de température différentes. Ils proviennent de l'Ames Laboratory (États-Unis), de l'université d'Amsterdam, d'un laboratoire chinois ou encore de la faculté de Nancy. Anneau inerte fixe - Contrairement aux prototypes actuels, le disque supportant les matériaux magnétocaloriques est fixe. Ces derniers sont disposés sous forme de pastilles sur une surface inerte. Cette configuration confère une meilleure étanchéité.

l'impact

- Une rupture de technologie pour les unités de refroidissement utilisées dans les industries agroalimentaires, pharmaceutiques et cosmétiques, pour les systèmes de climatisation de voitures, les congélateurs et réfrigérateurs grand public. - Une technologie plus respectueuse de l'environnement car sans fluide frigorigène. - Des COP de 6 à 12 contre 4 avec les systèmes actuels. Les premiers appareils auront un coefficient de performance (COP) autour de 8. - Une faible consommation en énergie de par l'utilisation d'aimants permanents. - Des équipements moins volumineux, moins bruyants, plus évolutifs.

LA DÉMARCHE

Comment ont-ils fait ? - Contrairement aux laboratoires académiques qui travaillent sur le froid magnétique depuis plusieurs années, l'objectif des fondateurs de Cooltech était avant tout l'industrialisation. Au lieu de se cantonner à une seule technique ou à un seul matériau, la société a recherché puis réuni un ensemble de technologies en adéquation avec un équipement commercialisable. Elle s'est associée d'une part, avec des spécialistes des matériaux, d'autre part, avec des experts des champs magnétiques. - L'expertise de l'entreprise dans le domaine des machines spéciales lui a permis de mettre au point un système en adéquation avec les exigences de l'industrie, notamment en termes de coût.

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