• Contexte du projet
  

La réfrigération magnétique à température ambiante est une idée apparue autour des années 2000, suite à la découverte de matériau à effet magnétocalorique (EMC) « géant » par Pecharsky. L'EMC est un changement de température réversible lors de l'application d'un champ magnétique.

Figure 1 Illustration de l'effet magnétocalorique (EMC)

Après des efforts de recherches, les matériaux des familles LaFeSi et MnFeSi sont maintenant disponibles à l'échelle industrielle, mais l'EMC reste faible autour de 2 K pour un champ de 1 T. Bien qu'il y ait eu récemment l'émergence de trois start-up en Europe CoolTech, Camfridge, Nextpac et un intérêt grandissant de groupe comme GE et Toshiba, ces systèmes restent, à mon sens, plus une curiosité physique qu'un système industriel.

• Problématique posée

Dans ce contexte, les prototypes développés n'auront aucune prétention à réfrigérer quoi que ce soit, mais plutôt de montrer qu'il est possible d'obtenir une différence de température . Le 1er prototype permettra de montrer l'effet magnétocalorique et de comprendre comment il peut être utilisé pour obtenir un effet de réfrigération. Le 2ème prototype sera une version très simplifiée des systèmes existants.

• Objectifs du projet
  

Prototype 1 de démonstration de l'effet magnétocalorique (livrable de mi-projet): Le système (Figure 2) est constitué d'une source de champ réalisée à partie d'un "Halbach array" à base d'aimant NdFeB qu'il faudra assembler, d'un matériau magnétocalorique (MMC), d'un support qui sera réalisé, d'un système de mesure de température et d'un moteur permettant de déplacer le MMC. L'ensemble du système sera piloté par un microcontrôleur.

Figure 2: Synoptique du prototype de démonstration de l'EMC

Prototype 2 de régénérateur magnétique - Système à régénération (livrable de fin de projet):

Afin d'augmenter l'écart de température, il faut utiliser un cycle à régénération magnétique active (AMR), soit faire passer alternativement dans un régénérateur un fluide tout en contrôlant le champ magnétique. Il faut donc réaliser une source de champ, un régénérateur et un système qui permet de faire circuler alternativement un fluide.

Fig 3: Exemple d'un système AMR avec des plaques de Gadolinium

Nous remercions le laboratoire G2Elab pour nous fournir les MMC.