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Déc
01

Les chaufferettes chimiques

La solidification retardée d’un liquide offre un moyen de stocker de la chaleur et de la restituer au moment voulu.

Extrait :

La neige tombe, les mains commencent à s’engourdir et le refuge est encore loin. Le randonneur sort alors de son sac à dos une pochette en plastique, remplie d’un liquide transparent, et appuie sur un petit disque métallique placé à l’intérieur : le liquide commence à se solidifier tout en dégageant une douce chaleur. Le nom de «chaufferette chimique» donné à ce dispositif évoque une réaction chimique. Pourtant, son fonctionnement met en jeu un phénomène purement physique – la surfusion –, qui permet de stocker de l’énergie sous forme thermique et de la restituer quand on le souhaite.

Stocker de la chaleur dans un mur

Lors d’un changement de phase, par exemple la fusion d’un solide en liquide, la température reste constante, mais des quantités considérables d’énergie sont mises en jeu. Ainsi, la chaleur latente de fusion de la glace, c’est-à-dire l’énergie nécessaire pour faire fondre (à 0 °C) un kilogramme de glace, représente près de 0,1 kilowattheure, soit assez pour porter à ébullition un litre d’eau initialement à température ambiante. La fusion est une transformation réversible : toute la chaleur cédée au matériau pour le faire fondre est restituée lors de la solidification. Il s’agit donc là d’une forme de stockage d’énergie bien adaptée lorsqu’on a affaire à des comportements thermiques cycliques.

Références

  • M. A. Rogerson et S. S. S. Cardoso, Solidification in heat packs – I. Nucleation rate ; II. Role of cavitation ; III. Metallic Trigger, American Institute of Chemical Engineers Journal, vol. 49, pp. 505-529, 2003.

Parus dans :

Les chaufferettes chimiques J.M. Courty et E. Kierlik, Pour la Science N°374, (décembre 2008)

Video d’expériences

Le heat pack en action

La surfusion de l’Acétate de sodium

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