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Le principe de fonctionnement
Quand votre peau est mouillée, l’eau qui se trouve dessus s’évapore, et pour s’évaporer, elle a besoin de chaleur qu’elle puise dans votre corps, donc vous avez froid (car elle vous prend des calories). En revanche, quand l’eau redevient liquide, elle cède de la chaleur. C’est la chaleur latente, et c’est ce qui explique qu’il fasse plus doux en général quand il pleut : la pluie, c’est de la vapeur d’eau qui se transforme en liquide. Et ce faisant, elle re-libère de la chaleur. Eh bien, votre réfrigérateur fonctionne selon ces deux principes. Voici plus d’explications si vous n’avez pas encore parfaitement compris.
Explications
Dans les tuyaux qui se trouvent derrière votre réfrigérateur circule un fluide frigorigène (lire plus loin). On le force à s’évaporer lorsqu’il passe à l’intérieur du compartiment froid. Pour s’évaporer, il a besoin de chaleur, et il la prend donc au compartiment et aux aliments qui se trouvent dedans. Logiquement, ces derniers refroidissent. Contrairement à ce que beaucoup de gens pensent, le réfrigérateur ne fabrique pas de froid, mais il enlève le chaud qui est à l’intérieur et le jette dehors.
En effet, quand le fluide frigorigène arrive sous forme gazeuse dans les tuyaux à l’arrière de l’appareil, un compresseur le comprime, ce qui le force à se re-liquéfier. Et donc à céder de la chaleur. C’est la raison pour laquelle l’arrière de votre réfrigérateur est chaud !
Comme vous l’avez compris, ce dispositif est une pompe à chaleur chargée de transporter de la chaleur d’un endroit vers un autre. Et, forcément, en refroidissant un endroit, on en réchauffe un autre...
Selon l’enceinte que l’on cherche à refroidir (armoire isolée, pièce d’habitation ou habitacle de voiture) et l’emplacement du circuit «chaud» du dispositif, la pompe à chaleur s’appelle réfrigérateur, climatiseur ou climatisation de voiture... Mais il s’agit strictement du même principe !
Le fluide frigorigène
Il ne s’agit pas simplement d’eau, mais d’un fluide que l’on qualifie de frigorigène, c’est-à-dire un fluide capable de produire du froid très efficacement : il a besoin d’un maximum de chaleur pour s’évaporer (pour qu’il «pompe» un maximum de chaleur). On a longtemps utilisé des composés fluoro-chlorés (CFC, Chloro-Fluoro-Carbone) dans ces systèmes de refroidissement, mais depuis 1997, ils sont strictement interdits, car ils sont très néfastes pour l’environnement. Depuis, on utilise donc d’autres fluides, essentiellement des HFC (Hydro-Fluoro-Carbones). Un bon fluide réfrigérant doit remplir plusieurs conditions. Il doit s’évaporer à une pression supérieure à la pression atmosphérique et à une température inférieure à 0°C. Il doit aussi être stable chimiquement, non inflammable, non toxique et surtout bon marché. Selon les constructeurs, les fluides frigorigènes sont plus ou moins efficaces, les détendeurs et compresseurs sont plus ou moins performants, les enceintes sont plus ou moins bien isolées. Tout ceci se traduit par une consommation d’électricité plus ou moins élevée, indiquée sur l’étiquette de consommation qui est devenue obligatoire sur les appareils de froid en Europe depuis 1995.
De la glacière au réfrigérateur
Avant l’invention des réfrigérateurs, on stockait la glace découpée l’hiver sur les étangs dans une glacière. Il s’agissait d’un trou (ou grotte) fermé par un couvercle isolant dans lequel on alternait des couches de paille, ou de sciure de bois, et de glace. Comme l’air froid descend, le trou restait froid et la glace se conservait jusqu’à l’été. Mais la première véritable tentative d’utilisation industrielle de la réfrigération date de 1851 : James Harrison, un imprimeur écossais émigré en Australie. Alors qu’il nettoyait des caractères à l’éther, il remarqua que le liquide refroidissait fortement le métal en s’évaporant. L’éther est un liquide à faible point d’ébullition. Harrison eut l’idée de comprimer l’éther gazeux avec une pompe pour le transformer en liquide, puis de laisser l’éther liquide revenir à l’état gazeux en provoquant un refroidissement. Mais le principe du réfrigérateur tel que nous le connaissons aujourd’hui a été inventé en 1876 par Carl Von Linde. Une des premières utilisations de la réfrigération domestique a eu lieu en Caroline du Nord, États-Unis, autour de 1895. Le premier réfrigérateur fabriqué industriellement est le Domelre, en 1913, par Fred W. Wolf de Chicago.
