La plupart des systèmes de réfrigération sont basés sur des cycles de compression-détente d'un gaz. Dans un réfrigérateur domestique, un compresseur comprime un gaz et celui-ci s'échauffe. Cette chaleur est dissipée par les serpentins situés à l'arrière du frigo, et le gaz finit par se condenser. Ce gaz liquéfié est amené en contact thermique avec l'intérieur du frigo où on provoque sa détente, et la chaleur nécessaire à sa vaporisation est prélevée.
Un réfrigérateur thermo-acoustique fonctionne aussi grâce à des cycles de compression-détente d'un gaz (de l'air par exemple) mais dans un tube unique. Ces cycles sont produits par un haut-parleur acoustique qui génère une onde acoustique stationnaire dans le tube à la résonnance. Localement le gaz subit des cycles de compression-détente à haute fréquence (200-400 Hz) qui provoquent alternativement des phases d'échauffement et de refroidissement du gaz. Toute la difficulté est d'obtenir un échange thermique adapté entre le gaz et un collecteur thermique qui permettra de créer un zone froide et une zone chaude dans le tube. Habituellement on utilise un empilement (stack) de feuillets de faible épaisseur et faiblement espacés pour permettre à la fois une bonne propagation de l'onde acoustique et un bon échange thermique avec le gaz (forte surface d'échange).

• Contexte du projet

Les réfrigérateurs thermo-acoustiques sont encore à l'état de prototypes dans les laboratoires, mais ils possèdent de nombreux avantages potentiels: système mécanique simplifié, optimisation de l'efficacité thermique, réglage fin de la puissance thermique absorbée. C'est un projet qui combine l'ensemble des compétences de la filière Saphire: électricité, électronique, mécanique et thermique.

• Objectifs du projet

L'objectif du projet est d'abord de réaliser un démonstrateur de réfrigérateur thermo-acoustique constitué d'un haut-parleur et de son enceinte reliés à un tube en plexiglas où s'établit l'onde acoustique stationnaire qui interagit avec un échangeur thermique pour créer une zone chaude et une zone froide.

• Livrable à mi-parcours
• Le dispositif constitué du haut-parleur, de l'enceinte et du tube devra être opérationnel avec génération d'une onde acoustique de forte amplitude.

• Livrable pour la soutenance finale
• Le réfrigérateur thermo-acoustique avec un échangeur thermique pouvant refroidir un fluide caloporteur provenant de l'extérieur du système.