Chaleur froide , ou plus précisément refroidissement thermoacoustique , est le processus de déplacement de la chaleur d’un endroit à un autre à l’aide d’ondes sonores. Contrairement aux méthodes traditionnelles de réfrigération qui reposent sur la détente et la compression d'un réfrigérant, le refroidissement thermoacoustique utilise un dispositif à semi-conducteurs appelé moteur thermoacoustique pour générer des ondes sonores qui transportent la chaleur.

Le principe de base de la chaleur froide est l'*effet thermoacoustique*, qui signifie que lorsqu'un gaz est soumis à un gradient de température périodique, il génère des ondes sonores. À l’inverse, lorsque des ondes sonores traversent un gaz avec un gradient de température, le gaz peut refroidir.

Voici une explication simplifiée du fonctionnement de la chaleur froide :

1. Le moteur thermoacoustique : Le composant central d’un système de chaleur froide est le moteur thermoacoustique. Il est constitué d'un empilement de plaques métalliques disposées dans une chambre cylindrique. Une extrémité de la chambre est chauffée tandis que l’autre extrémité est refroidie. Cela crée un gradient de température au sein de la pile de plaques.

2. Génération d'ondes sonores : Lorsque les ondes sonores traversent la pile de plaques, elles font vibrer les plaques et produisent des ondes sonores. La fréquence et l'intensité de ces ondes sonores sont déterminées par le gradient de température et la géométrie de la cheminée.

3. Transfert de chaleur : Les ondes sonores transportent la chaleur de l’extrémité chaude de la chambre vers l’extrémité froide. Ce transfert de chaleur est obtenu par l'interaction des ondes sonores avec les molécules de gaz présentes dans la chambre. Lorsque les ondes sonores traversent le gaz, elles font vibrer et entrer en collision les molécules de gaz, transférant ainsi leur énergie et leur chaleur.

4. Effet rafraîchissant : La chaleur transportée par les ondes sonores est libérée à l’extrémité froide de la chambre, provoquant ainsi son refroidissement. Le gaz chauffé à l’extrémité chaude est ensuite recirculé vers l’extrémité froide, où il est refroidi et remis en circulation à nouveau. Ce cycle se poursuit, éliminant la chaleur de l’extrémité froide et la transférant à l’extrémité chaude.

En utilisant l'effet thermoacoustique, les systèmes de chaleur froide peuvent réaliser une réfrigération sans avoir besoin de pièces mobiles, de réfrigérants ou de compresseurs. Cela les rend potentiellement plus efficaces, plus écologiques et plus fiables que les méthodes de réfrigération traditionnelles. Cependant, la technologie en est encore à ses premiers stades de développement et nécessite des recherches et des progrès supplémentaires avant de pouvoir être largement adoptée pour des applications pratiques.