Qu'est-ce qu'un matériau à changement de phase ?

Rédigé par admin le ven, 20/07/2012 - 10:38

Qu'est-ce qu'un matériau à changement de phase? Quels sont ses avantages? Ses principales applications?

Le principe est simple…

Les matériaux à changement de phase (MCP) emmagasinent la chaleur avant de la restituer. La chaleur est absorbée ou restituée au cours d’un changement d’état : soit le matériau passe de l’état solide à l’état liquide (il emmagasine la chaleur), soit il passe de l’état liquide à l’état solide (il la restitue). Le changement de phase varie en fonction des matériaux et se situe entre 19 et 27°C.
Les MCP peuvent être associés aux matériaux de construction tels que le plâtre, le béton, et même certains plastiques.

Quels sont les avantages des MCP ?

Les MCP sont résistants, inaltérables et non toxiques. En outre, ils ne requièrent pas beaucoup de maintenance.
Des chercheurs se penchent actuellement sur la possibilité de développer des MCP à transition solide/solide (au lieu de solide/liquide). Cela permettrait en effet d’emmagasiner davantage de chaleur et de répandre l’usage de ces matériaux.

Quelques exemples d’applications

  • Chauffage et climatisation : les MCP sont insérés, sous forme de microcapsules, dans les parois des bâtiments (cloisons, briques,…). En période de surchauffe, le MCP fond et la chaleur est stockée. A l’inverse, lorsque les murs d’un bâtiment refroidissent, il se fige et durcit afin de restituer l’énergie engrangée. L’inertie du bâtiment est ainsi accrue. Les MCP limitent donc les besoins en énergie. Par conséquent, les pics de température pourraient être réduits de 3 à 4 °C, et la consommation d’électricité dédiée à la climatisation chuterait de 30%.
  • Isolation : les MCP sont encapsulés dans les plaques qui servent à isoler. L’énergie est stockée dans les parois et n’est pas diffusée à l’intérieur du bâtiment. Cela permet de réduire les besoins en climatisation en été et d’assurer un niveau de confort correct en hiver. Cet usage des MCP est, pour l’instant, privilégié dans les bâtiments aux structures légères (bâtiments à ossatures en bois, cabanes de chantier,…).
  • Stockage de l’énergie thermique : l’acétate de sodium tri-hydraté est un MCP utilisé dans des containers qui stockent la chaleur produite par les incinérateurs d’ordures ménagères. Ces containers sont transportés par des camions vers des stations équipées pour recueillir la chaleur.
  • Textile : des microcapsules de MCP sont placées au cœur des fibres textiles. Elles ont deux fonctions : réchauffer lorsqu’il fait froid et rafraîchir lorsqu’il fait chaud. Dans ce cas, les MCP sont surtout utilisés dans la fabrication de vêtements médicaux ou d’équipements de sport.
  • Transport de produits alimentaires ou pharmaceutiques : les MCP permettent d’éviter les variations importantes de température. Ils sont par exemple utilisés pour le transport des poches de sang.

Si l’on parvient à améliorer davantage encore les propriétés des MCP, ils pourraient, compte tenu des nombreux avantages qu’ils offrent, être promis à un bel avenir.