Afin de réduire les émissions de CO2, nous devons chauffer nos maisons différemment. Le système de chaudière de chauffage central (chaudière à condensation) cède la place à un système de pompe à chaleur et même à un réseau de chaleur pour tout le quartier. Les compresseurs à pompe à chaleur actuels sont des machines volumineuses, complexes et coûteuses. Mais il existe un autre moyen: utiliser une pompe à chaleur thermoacoustique. Il s’agit d’une technologie relativement nouvelle qui utilise le son pour déplacer la chaleur de températures plus basses vers des températures plus élevées.
L’avantage le plus significatif ? Une pompe à chaleur thermoacoustique est capable d’utiliser une source de chaleur flexible et peut dégager de la chaleur à différentes températures. Cela rend cette pompe à chaleur très adaptée aux maisons, déclare Michiel Hartman, co-fondateur et directeur de Blue Heart Energy, une spin-off de l’Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique appliquée.
Différentes sources
La flexibilité du système est perceptible côté sortie, mais aussi côté source de chaleur. Une pompe à chaleur fonctionne invariablement avec une source particulière, une sorte de point de départ, par exemple les eaux souterraines ou l’air. Alors que la pompe à chaleur thermoacoustique est capable de fonctionner avec différentes sources dont les températures fluctuent, explique Lycklama à Nijeholt. L’air extérieur de -10 degrés ou +30 degrés peut tous deux servir de sources. Cela rend leur pompe à chaleur plus facile à utiliser dans des pays aux climats différents que ce n’est le cas avec les compresseurs de pompe à chaleur. Celles-ci ne fonctionnent qu’avec une certaine plage de températures de source beaucoup plus limitée, ajoute-t-il.
Voici une vidéo montrant le fonctionnement d’une pompe à chaleur classique :
De plus, la chaleur d’un centre de données, par exemple, peut être utilisée plus facilement de cette manière comme source pour une pompe à chaleur thermoacoustique. Ils lancent dans un projet pour voir s’ils peuvent utiliser la décharge de refroidissement des panneaux solaires comme source pour la pompe à chaleur, explique le chercheur. Étant donné que la température de l’eau fluctue au fil des saisons, il s’agit d’une source difficile pour une pompe à chaleur à compression. Cependant, la thermoacoustique rend possible l’utilisation de ce type d’eau.
Les ondes sonores
Alors, comment fonctionne cette technologie exactement ? Lorsqu’un gaz se dilate, comme c’est le cas avec l’hélium, la température baisse. Et quand il se comprime, la température remonte. Ils utilisent cet effet dans la pompe à chaleur thermo-acoustique, explique Lycklama à Nijeholt. Près de la source de chaleur, le gaz est à une température relativement basse dans le premier échangeur de chaleur à basse température.
Au fur et à mesure que le gaz se dilate, la température baisse davantage et la chaleur de la source est absorbée par le gaz. Ensuite, le gaz est déplacé avec une onde thermoacoustique, une onde sonore, vers un deuxième échangeur de chaleur. Là, le gaz est comprimé et la température monte, libérant de la chaleur vers le deuxième échangeur de chaleur. Ce deuxième échangeur de chaleur est connecté au circuit de chaleur dans une maison à travers lequel il dégage de la chaleur. Malgré l’utilisation d’ondes sonores dans la pompe à chaleur, l’unité est complètement silencieuse à l’extérieur.
