Geler des liquides la nuit et les utiliser pour rafraîchir les maisons et les bâtiments le jour pourrait réduire l’empreinte carbone de la climatisation.
Par l’équipe d’Anthropocene Magazine (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)
Avant l’invention des réfrigérateurs, les gens utilisaient des glacières (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) pour conserver leurs aliments au frais. Un gros bloc de glace placé dans un compartiment supérieur de la boîte, généralement fait de bois et isolé avec de la paille ou de la sciure, fondait lentement, diffusant de l’air froid vers les étagères situées en dessous.
De la même manière que la glace a longtemps servi à garder les aliments et les boissons au frais, elle pourrait aussi contribuer à refroidir les bâtiments. Dans une nouvelle étude publiée dans The Journal of Physical Chemistry C (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre), une équipe de recherche fait progresser le concept de ces « batteries de glace ». Leurs travaux pourraient permettre d’améliorer les matériaux utilisés dans ces systèmes, les rendant plus efficaces et plus durables.
Les batteries de glace tirent parti de l’énergie disponible lorsque la demande en électricité est faible ou que la production d’électricité dépasse la demande pour refroidir de l’eau ou d’autres liquides. La glace est ensuite fondue pour abaisser la température des bâtiments pendant les heures de pointe. Cette méthode permet de réduire la charge des systèmes de climatisation énergivores (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) pendant la journée, diminuant ainsi la consommation d’énergie et les coûts (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre).
« La technologie des batteries de glace existe depuis un certain temps », explique Patrick Shamberger, professeur en science et génie des matériaux à l’Université Texas A&M, dans un communiqué de presse. « Mais il y a encore des défis liés aux matériaux qui m’intéressent : quel est le bon matériau à la bonne température ? Peut-on rendre le système réversible ? Peut-on le faire durer 30 ans ? »
Les systèmes de batteries de glace convertissent généralement les liquides en glace grâce à des composés chimiques appelés hydrates salins : des sels qui contiennent naturellement des molécules d’eau dans leur structure cristalline.
Dans une batterie de glace, les hydrates salins interagissent avec de petites particules solides appelées « particules de nucléation » pour provoquer la congélation des liquides. Le type d’hydrate salin, la nature des particules de nucléation et les températures auxquelles ces interactions se produisent influencent l’efficacité et la stabilité des systèmes de batteries de glace.
Shamberger et son équipe développent et testent de nouveaux hydrates salins qui fonctionnent mieux à des températures adaptées aux systèmes de refroidissement réels (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). L’un des problèmes avec les hydrates salins est que le matériau se sépare en deux phases : solide et liquide, ayant des densités et compositions différentes. Cette séparation de phase dégrade le système après plusieurs cycles de congélation et de dégel.
Dans cette nouvelle étude, les scientifiques ont cherché des matériaux à base d’hydrates salins capables d’éviter cette séparation, employant un composé prometteur pour les systèmes de batterie à glace fonctionnant à des températures proches de la température ambiante : le chlorure de calcium hexahydraté. En analysant la thermodynamique des changements de phase, l’équipe a découvert que les particules de nucléation contenant l’élément baryum étaient plus efficaces pour déclencher la congélation dans le système.
Source : Denali Ibbotson et coll., « Mutability of Nucleation Particles in Reactive Salt Hydrate Phase Change Materials », The Journal of Physical Chemistry C, 2024.
Article original en anglais : https://www.anthropocenemagazine.org/2025/09/cracking-the-code-of-ice-batteries-a-high-tech-spin-on-an-old-cooling-method/ (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)
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(S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)Anthropocène est la version française d’Anthropocene Magazine (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). La traduction française des articles est réalisée par le Service de traduction de l’Université Concordia (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre), la Durabilité à l’Ère Numérique (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) et le pôle canadien de Future Earth (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre).
Date
12/11/2025
