De quoi sera fait le froid de demain?

Le Skylab conserve les aliments  par cryogènisation puis les réhydrate. © Nasa

Au CERN, pour accélérer les particules, on refroidit le collisionneur à une température très  proche du zéro absolu (- 273°C). On ne dit pas si le procédé, probablement spectaculaire,  serait intéressant en cuisine,  d’un usage rentable, ni si il est écologique. Qu’est-il du froid dans le secteur de la restauration?

Dans les années 30, la découverte des CFC a révolutionné la production de froid. Ce fluide présente en effet la particularité de refroidir en se détendant. Ainsi l’alternance de phases de compression suivies de décompression en circuit fermé a permis l’invention du réfrigérateur, qui a peu à peu remplacé les appareils dits naturels, principalement des glacières qui, comme leur nom l’indique, faisaient appel à l’utilisation de blocs de glace.
Actuellement, le réfrigérateur est tout simplement l’appareil domestique le plus répandu sur terre, puisqu’on en compte environ un pour 6 habitants dans le monde. Il demeure, à ce jour, le mode de conservation qui permet le mieux d’assurer au consommateur un produit alimentaire d’une fraîcheur proche de l’état initial, avec la moindre modification de goût et d’aspect. Son impact sur la santé et la réduction du gaspillage alimentaire n’est plus à démontrer.

Récemment, cependant, les techniques du froid ont fortement évoluées. Le CFC, mis en cause dans le trou de la couche d’ozone, a été remplacé par des gaz qui présentent pourtant l’inconvénient de favoriser fortement l’effet de serre. Le froid est régulièrement visé par le législateur, considéré comme une technologie polluante: 1 kg de R404A, le fluide actuellement très utilisé en réfrigération, agit sur l’effet de serre comme quatre tonnes de gaz carbonique, s’il est relâché dans l’atmosphère.
Le défi est donc double: trouver des solutions qui répondent à une demande croissante, notamment dans la climatisation et qui présentent le moindre impact sur l’environnement.
L’avenir du froid est donc sans aucun doute lié à une réduction de la quantité des fluides utilisés, leur remplacement par d’autres gaz moins nocifs pour l’environnement, voire le développement de production de froid par d’autres moyens.

Une question se pose: le froid de demain peut-il être durable?
On refroidit un objet en retirant une quantité de chaleur, qu’on transfère en un autre lieu,  un procédé répété par cycle, aussi souvent que nécessaire, et qui ne peut, au stade de nos connaissances pratiques, s’effectuer sans l’aide d’un minimum d’énergie, même si l’on fait de gros progrès dans les matériaux isothermes. 
Actuellement, cette énergie peut être électrique ou thermique, entrainant un impact sur l’environnement, comme toute activité humaine énergivore.
Des énergies alternatives sont sans doute possibles: on étudie actuellement le solaire, transformée en énergie électrique ou thermique, que l’on utilise déjà dans le cas de sites dépourvus d’électricité. La recherche progresse…
Les chercheurs européens misent sur des matériaux capables d’absorber, puis de libérer du froid, en changeant d’état physique, et de les intégrer dans des bulles microscopiques intégrées dans les parois de chambres froides. Les premiers prototypes sont attendus dans un très proche avenir.

Certains alliages rares sont capables, dans un champ magnétique, d’inverser le sens de rotation des électrons de leurs atomes, augmentant la température du matériau, puis son refroidissement, lors de la coupure du champ magnétique. Ce froid pourrait ainsi permettre de se passer de compresseurs et de fluides frigorigènes. 
Une fois disponible, cette énergie se doit d’être efficace pour une réfrigération optimale, et la recherche s’efforce d’améliorer constamment les techniques d’échange et de transport de chaleur, pour approcher l’efficacité maximale, définie par la thermodynamique, que l’on étudie aussi au CERN.

JF Ulysse

Crédit photo: © Nasa