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Matériaux magnétocaloriques avancés pour des systèmes de refroidissement propres et efficaces

Mardi 9 février 2016 11:00 - Duree : 1 heure
Lieu : CNRS, Institut Néel, salle Erwin Bertaut, F418, 3ème étage du bâtiment F

Orateur : Mohamed BALLI (Université de Sherbrooke)

Basée sur l’effet magnétocalorique (EMC), la réfrigération magnétique est considérée actuellement comme l’une des alternatives sérieuses pour remplacer les systèmes de compression conventionnels [1]. L’EMC se traduit par l’échauffement ou le refroidissement de certaines substances magnétiques suite à la variation d’un champ magnétique extérieur. Il est le résultat du couplage entre le système des moments magnétiques et le réseau atomique. L’EMC peut être également généré par une approche différente basée sur la rotation de monocristaux à forte anisotropie magnéto-cristalline dans un champ magnétique fixe [2]. Le matériau magnétocalorique est un élément critique pour le développement de la réfrigération magnétique car il influence considérablement les performances thermodynamiques de la machine comme la puissance frigorifique produite. Le gadolinium (Gd) est le matériau magnétocalorique de référence au voisinage de la température a mbiante à cause de ses excellentes propriétés magnétocaloriques au voisinage de son point de Curie TC = 294 K. Toutefois, l’utilisation du gadolinium comme réfrigérant à grande échelle est limitée principalement par son cout élevé et son oxydation facile. Afin de trouver une alternative pour le Gd, un EMC géant a été découvert dans les composés de type Gd5Ge(1-xSix)4 vers la fin des années 1990 [3]. Depuis cette découverte, des avancées spectaculaires ont été réalisées dans ce domaine donnant naissance à une nouvelle famille de matériaux performants comme LaFe13-xSix (H, C)y et MnFeP1-xAsx [1]. En parallèle, un effort considérable a été consacré au design de nouveaux systèmes de réfrigération magnétiques préindustriels [4]. Dans cette présentation, j’aborderai différents aspects en relation avec les matériaux magnétocaloriques et la réfrigération magnétique, partant des fondamentaux à la mise en œuvre de systèmes fonctionnels. Les avancées récentes en rapport avec les matériaux et les systèmes seront également discutées.

[1] K. A. Gschneidner Jr et al, Rep. Prog. Phys. 68, 1479 (2005).

[2] M. Balli et al, Appl. Phys. Lett. 104, 232402 (2014).

[3] V. K. Pecharsky and K. A. Gschneidner Jr, Phys. Rev. Lett., 78, 4494 (1997).

[4] M. Balli et al, Applied Energy. 98, 556-561 (2012).

Contact : lilian.de-coster@neel.cnrs.fr

Discipline évènement : (Physique)
Entité organisatrice : (Institut Néel / PLUM)
Nature évènement : (Séminaire)
Site de l'évènement : Polygone scientifique

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