Le frigo : ça jette un froid !
Le réfrigérateur, un objet familier qui présente juste ce qu’il faut de mystère pour piquer notre curiosité.
Comment peut-il refroidir ma bouteille de lait ? En lui prenant de la chaleur !
Essayons de suivre pas à pas le devenir de cette chaleur extraite de la bouteille.
La chaleur, ça s’échange : lorsqu’un objet se refroidit, il perd de la chaleur au profit d’un autre qui en gagne ! C’est bien vrai ?
1e étape :
La bouteille de lait est refroidie par l’air du réfrigérateur qui est plus froid que la bouteille.
2e étape
L’air a gagné de la chaleur, il doit être refroidi à son tour.
Allez voir dans votre réfrigérateur, explorez avec la main les parois (c’est moins évident à constater dans un réfrigérateur récent !)
Oui, les parois sont plus ou moins froides, ce sont elles qui récupèrent la chaleur apportée par la bouteille de lait.
3e étape :
Mais alors comment la paroi peut-elle rester froide tout en absorbant de la chaleur ? Derrière la paroi circule un fluide qui récupère à son tour la chaleur de notre bouteille.
4e étape :
Comment le fluide peut-il récupérer la chaleur ? Il subit un changement de l’état liquide à l’état gazeux qui nécessite beaucoup de chaleur. Vous en voulez la preuve ?
5e étape :
Comment ces quatre étapes peuvent-elles se renouveler au cours du temps ? En régénérant le liquide par un changement d’état inverse gaz > liquide ; ce changement d’état va libérer de la chaleur… dont celle de la bouteille de lait !
Allez voir à l’extérieur du réfrigérateur si vous détectez cette zone plus chaude qui dégage de la chaleur dans l’atmosphère !
6e étape :
La transformation gaz > liquide n’est pas spontanée, elle nécessite de l’énergie.
Tout ceci se passe dans un circuit fermé.
Un détendeur alimente en fluide froid l’évaporateur (serpentin situé à l’intérieur, derrière la paroi froide du réfrigérateur). Le fluide froid récupère la chaleur… de la bouteille de lait et cela pendant le changement d’état liquide > gaz (4e étape).
Un compresseur, actionné par un moteur électrique, comprime le gaz qui s’échauffe puis passe dans le condenseur (serpentin situé à l’extérieur) : le gaz devient liquide en perdant sa chaleur au profit de l’air extérieur. C’est le changement d’état gaz > liquide (6e étape).
Le détendeur abaisse la pression du liquide avant qu’il arrive à l’évaporateur.
On retiendra que le principe de fonctionnement du réfrigérateur s’appuie sur un double changement d’état pour bénéficier de l’important échange de chaleur caractéristique de ceux-ci.
Il existe d’autres solutions pour obtenir du « froid » mais nettement moins performants (glacière, réfrigérateur à absorption…)
Si vous êtes très curieux : regardez cette vidéo produite par ABC CLIM, qui détaille de façon très précise toutes les étapes du fluide dans le circuit du réfrigérateur.
Et maintenant essayez d’imaginer le fonctionnement d’une pompe à chaleur.
Vous avez toutes les connaissances pour le comprendre !!