Un nouveau matériau au coeur de l'efficience énergétique des systèmes de climatisation

Issue du laboratoire Lermab de l'Université de Lorraine, le projet HPS, porté par le chercheur Allaoua Soudani, aux côtés du professeur Riad Benelmir, soutenu par la SATT Sayens, a été récompensé par le concours d'innovation i-PhD cette année. Ce projet a pour vocation d'apporter une solution innovante aux enjeux du changement climatique grâce au développement d'un nouveau matériau aux performances énergétiques augmentées, destiné à l'amélioration des systèmes de production de froid.

L’innovation du projet HPS (Haute Performance Sorption) consiste en un nouveau matériau composite destiné à l’amélioration des systèmes de production de froid par le principe d’adsorption (l'adsorption, à ne pas confondre avec l'absorption, est un phénomène de surface par lequel des molécules de gaz ou de liquides se fixent sur les surfaces solides des adsorbants). Les performances obtenues peuvent conduire à une plus large utilisation de ce principe thermodynamique qui permet de réduire par sept la dépense énergétique pour les systèmes de climatisation et d’apporter une réponse à la problématique du besoin croissant en climatiseurs et de leur impact énergétique.

Brevetée en 2021 et maturée par Sayens, l’innovation technologique permet à l’équipe de recherche de proposer une alternative frugale à la production de froid qui se fait aujourd’hui majoritairement via des systèmes de compression dont la source d’énergie est l’électricité. En outre, ces systèmes de compression utilisent des gaz frigorigènes réglementés, les HFC, ayant un impact significatif sur le réchauffement climatique. L’avantage principal de la production de froid par adsorption repose sur les possibilités d’avoir recours à des énergies renouvelables (solaire, biomasse, géothermie, ...) ou de récupérer de la chaleur fatale industrielle.

Dans un contexte de lutte contre le réchauffement climatique, l’enjeu est de trouver des solutions permettant de réduire la consommation énergétique pour les besoins croissant tant industriels que domestiques. Ainsi, dans un rapport publié fin 2018, l’Agence internationale de l’énergie précisait que la climatisation représentait 20 % de la consommation mondiale totale d’électricité et en passe d’atteindre 37% d’ici à 2050.

Bientôt une start-up pour exploiter le nouveau matériau

La solution HPS qui repose donc sur le matériau composite adsorbant - lequel matériau permet des conversions thermiques chaud/froid au sein d’un réacteur sous très basse pression et n’utilisant que de l’eau comme fluide frigorigène - sera exploitée à terme par la future start-up qui sera créée.

Allaoua Soudani, le chercheur a l'origine de cette innovation, a indiqué : "la prise de conscience depuis plus de dix ans du dérèglement climatique auquel nous assistons m'a obligé à réfléchir à ma contribution pour changer nos modes de vie. Etant depuis toujours passionné par l'énergie solaire, la rencontre avec le professeur Benelmir qui m’a proposé pour ma thèse de doctorat de travailler sur le froid solaire, a déclenché en moi une dynamique et un tournant dans ma vie. Il fallait repenser nos unités de production de froid."

"Ce projet qui donne aujourd’hui naissance à une future aventure entrepreneuriale est une réelle opportunité de progression personnelle," poursuit-il. "L’accompagnement de la SATT Sayens dont j’ai bénéficié pour la candidature au projet i-PhD a préalablement permis le dépôt d’une demande de brevet, en août 2021, puis le montage du programme de maturation en vue de l’optimisation du matériau composite intégré au réacteur d’adsorption. Celui-ci qui constituera le cœur des machines de production de froid, et donc un atout pour disposer d’un démonstrateur fiable qui pourra être exploité à terme par la future start-up comme plateforme technologique. Mener un projet qui respecte l’environnement, utilise des ressources naturelles comme énergies principales et de surcroît, met en œuvre mes résultats de recherche ne peut que me combler et me procurer un enthousiasme très intense. La cerise sur le gâteau c'est d'être lauréat du concours i-PhD avec la mention spéciale "Grand Prix"."