The Scientist

"Ah bah ça The Scientist, c'est de l'ingénierie, c'est tout. On est humain, on est doué, on fabrique des machines qui font le chaud et le froid, y'a pas à chercher midi à quatorze heures. C'est une question d'énergie, c'est tout !"

Haha ! Question piège ! Qui connaît la réponse? Je suis sûr que chacun d'entre vous ici présent possède un frigo ou un congélateur, et que la plupart d'entre vous ignorent comment il fait pour faire du froid. Et bien je vais tout vous dire, et cette question n'aura plus aucun secret pour vous !

Tout d'abord, je tiens à vous annoncer une nouvelle qui va vous bouleverser... le froid en physique n'existe pas... Ce n'est qu'un concept pour désigner l'absence de chaleur. Alors vous allez me dire "oui, mais tu chipotes, le froid et l'absence de chaleur c'est la même chose, c'est comme de dire que le sec c'est de l'absence de mouillé...". Oui, peut-être que je chipote, mais c'est malgré tout très important comme concept, car ça réduit notre problème de chaud et froid à uniquement un seul élément : le chaud.

Pour vous faire une petite idée, je vais prendre quelques exemples pour vous montrer que le froid finalement, ce n'est que du chaud en moins. La chaleur, c'est une énergie, lié à un rayonnement infra-rouge (voir la lumière). Elle est émise par tous les corps existants, que ce soit une étoile ou un être vivant, avec plus ou moins d'énergie selon le corps en question. En effet, notre température n'est pas aussi élevée qu'une étoile, nous sommes d'accord là-dessus. Donc notre énergie thermique est plus faible.
Lorsque vous vous tenez près d'un radiateur, vous recevez son rayonnement thermique, il entre en contact avec votre peau et lui cède une partie de son énergie, ce qui fait que vous ressentez un gain d'énergie, bref, de la chaleur !

Maintenant, considérons le cas du froid. Le froid n'est qu'une perte d'énergie. En effet, lorsque vous touchez de la glace par exemple, vous ressentez du froid. Or aucune énergie n'est transmise depuis la glace vers votre peau. C'est la chaleur de votre peau qui s'échappe vers la glace. Et ce que vous ressentez alors n'est pas un gain d'énergie "froide", mais une perte d'énergie "chaude". Toute sensation de froid est liée à la perte de votre chaleur. Vous avez compris le concept maintenant? J'espère, parceque tout le principe du frigo est là-dedans !

En fait, ce genre de transfert d'énergie du milieu le plus chaud vers le milieu le plus froid est un phénomène thermodynamique. Il est expliqué par le fait que les deux milieu cherche à atteindre un point d'équilibre qui se situera à la rencontre des températures des deux corps. Sauf que bien sûr, cet équilibre dépend de la taille et du volume de chacun des deux milieu, donc lorsqu'il s'agit de toucher un glaçon, vous avez une bonne chance pour que ce soit lui qui se réchauffe plus que vous ne vous refroidissez, mais en revanche, pour votre propre confort, je vous déconseille d'essayer de trouver votre équilibre thermique avec un milieu plus important que vous.

Un frigo utilise ce concept de transfert d'énergie thermique pour créer du froid. Il est basé sur un système mécanique permettant d'obtenir ce transfert que l'on appelle une pompe à chaleur. La pompe à chaleur utilise les concepts de la thermodynamique pour inverser le transfert d'énergie "naturel", c'est-à-dire qu'elle permet au corps le plus chaud de se réchauffer et au corps le plus froid de se refroidir. Ce qui signifie également que l'énergie circule du milieu le plus froid vers le milieu le plus chaud !

Dans la pompe à chaleur du frigo, le principe est le suivant: Un liquide circule dans un circuit fermé qui passe à la fois à l'intérieur du frigo comme à l'extérieur. Ce circuit vous pouvez le voir derrière votre frigo, mais je vous déconseille de le toucher, c'est plutôt chaud... Lorsque le fluide entre dans le frigo, il est à l'état liquide. Un détendeur placé sur le circuit permet de réduire la pression du liquide avant son entrée dans le frigo. Lorsqu'il arrive dans le frigo, le fluide décompressé et liquide capte la chaleur ambiante et se vaporise. Il ressort donc sous forme de vapeur. A la sortie du frigo, la vapeur passe dans un compresseur pour augmenter sa pression. Une fois ressorti du frigo, la vapeur compressée entre en contact avec le milieu ambiant (l'air dans notre cas) et libère sa chaleur en redevenant liquide... Puis le cycle reprend. Bon d'accord, c'est un peu le bordel... Un schéma explicatif s'impose :