Réfrigération
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2008-06-01T13:35:28Z
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/* Histoire de la production du froid */ pqs de pub
La '''réfrigération''' est un procédé servant à abaisser la [[température]] dans un espace donné et permettant de maintenir des produits à une [[température]] suffisamment basse pour les conserver. Le froid stoppe la croissance bactérienne, ralentit les réactions chimiques indésirables et les denrées alimentaires ont une durée de consommabilité accrue.
[[Image:Koelkast open.jpg|thumb|250px|Un réfrigérateur domestique]]
==Les différentes méthodes==
===La compression===
Les systèmes à compression utilisent cinq éléments pour le cycle de réfrigération : le compresseur, le condenseur, le déshydrateur, le capillaire (détendeur) et l'évaporateur.
L'un des réfrigérants les plus communément utilisés depuis de nombreuses années est le [[dichlorodifluorométhane]], ou Réfrigérant R12. Ce [[chlorofluorocarbone]] ([[CFC]]) se vaporise vers -6,5[[°C]] sous une [[pression]] de 246 k[[Pa]], puis, après compression jusqu'à 909 k[[Pa]], il se condense à environ 38[[°C]].
Depuis le {{1er}} octobre 2000, il est interdit de s'approvisionner en CFC (R 12).
Depuis le {{1er}} janvier 2001, il est interdit d'utiliser des CFC même pour effectuer des interventions sur une unité hermétique. Ce fluide a été remplacé par le [[R134a]] (gaz de substitution.)
===L'absorption===
Peu d'appareils ménagers fonctionnent sur le principe de l'absorption. Dans de tels dispositifs, une solution aqueuse concentrée d'[[ammoniac]] est chauffée par une flamme de [[gaz]] dans un récipient appelé générateur, d'où l'[[ammoniac]] gazeux s'échappe pour passer dans un condenseur. L'ammoniac est liquéfié par ce condenseur, puis est amené dans un évaporateur, comme dans un système à compression. À la sortie de l'évaporateur, l'[[ammoniac]] devenu gazeux est réabsorbé dans la solution diluée et partiellement refroidie issue du générateur, pour former, à nouveau, une solution concentrée. Cette réabsorption s'effectue dans un récipient, l'absorbeur, d'où le liquide enrichi est transporté vers le générateur pour achever le [[cycle]].
===L'effet Peltier===
L'[[effet Peltier]] est un effet indépendant de l'[[effet Joule]], qui fait qu'au point de contact entre deux [[métal|métaux]] différents, selon le sens du courant, il y a libération ou absorption de chaleur.
Les réfrigérateurs à effet Peltier ont de nombreux avantages (absence de pièce mobile hormis le ventilateur, fonctionnement dans n'importe quel sens, absence de produit chimique potentiellement dangereux, insensibilité aux chocs, etc.), ce qui conduit à l'utiliser dans les situations nomades (voitures, etc.).
Le principal inconvénient de ces réfrigérateurs est leur manque d'efficacité dû à un rendement de conversion électricité/chaleur faible.
===La congélation et surgélation===
Mis au point par le français [[Charles Tellier]], ces deux procédés immobilisent l’[[eau]] de constitution sous forme de cristaux de glace.
====Congélation lente====
Celle-ci est utilisée pour les grosses pièces ou pour la [[congélation]] domestique.
====Surgélation ou congélation ultrarapide====
Elle consiste à franchir très rapidement la zone de [[cristallisation]] maximum (-1 à -5[[°C]]) et à amener la [[température]] à -18[[°C]].
== Effet des réfrigérants ==
=== Les réfrigérants et l'environnement ===
Le Réfrigérant -12 et les autres [[CFC]], Réfrigérant -11 et Réfrigérant -22 étaient les principaux composés utilisés dans les installations de refroidissement et d'isolation domestiques. Cependant, les scientifiques ont montré que les [[CFC]] constituent une menace importante pour l'environnement : ils interviennent en effet dans la destruction de la [[couche d'ozone]]. En accord avec le [[protocole de Montréal]], la production des [[CFC]] devait s'arrêter dans les pays de l'[[Union européenne]] à la fin de l'année 1994 et dans la plupart des autres pays industrialisés à la fin de l'année 1995. Dans tous ces pays, la production de [[CFC]] a été considérablement réduite, voire supprimée. L'industrie de la réfrigération se tourne vers des solutions de rechange qui ne portent pas préjudice à la [[couche d'ozone]], comme le R410.
=== Danger potentiel pour l'être humain {{Référence nécessaire/Bloc}} ===
Certains réfrigérants sont potentiellement dangereux, en cas de fuite d'un système industriel par exemple. Ils ont été répartis en six classes dont voici les effets :
{| class="wikitable"
|+'''Effet selon les classes de danger'''
! Classe
! Pourcentage dans l'air
! Effet sur l'être humain
|-
| 1 || 0,5 - 1,0% || Mort en 5 minutes
|- bgcolor="#EFEFEF"
| 2 || 0,5 - 1,0% || Mort en 1 heure
|-
| 3 || 2,0 - 2,5% || Mort en 1 heure ou handicap permanent
|- bgcolor="#EFEFEF"
| 4 || 2,0 - 2,5% || Sans dommages pendant au moins 2 heures
|-
| 5 || 20% || Sans dommage permanent pendant au moins 2 heures
|- bgcolor="#EFEFEF"
| 6 || > 20% || Pas d'effet mesurable pendant 2 heures
|}
La tableau suivant donne quelques exemples de réfrigérants et de leur dangerosité :
{| class="wikitable"
|+'''Classe de danger de certains réfrigérants'''
! Classe
! Nom
! Formule
! Code
|-
| 2 || Ammoniac || NH{{sub|3}} || R717
|- bgcolor="#EFEFEF"
| 5 || Fréon 22 || CHF{{sub|2}}Cl || R22
|-
| 5 || Dioxyde de carbone || CO{{sub|2}} || R744
|- bgcolor="#EFEFEF"
| 6 || Eau || H{{sub|2}}O || R718
|}
==Histoire de la production du froid==
*Les Mésopotamiens se servaient de fosses remplies de glace pour conserver la viande.
*Les Grecs et les Romains entassaient de la glace et de la neige en hiver dans des fosses profondes, recouvertes par de la paille. La viande gardée dans ces glacières primitives restait fraîche jusque dans l'été, sans qu'il soit nécessaire de la saler ou de la fumer.
*Les Indiens du Pérou creusaient des glacières dans le sol, avant l'arrivée des Européens, au {{XVIe siècle}}.
*Ce système de fosses a été utilisé dans toute l'Europe à partir du {{XVIIe siècle}}. Des commerçants vendaient de la glace venant des montagnes.
*À la cour du [[Louis XIV de France|Roi Soleil]], l'évaporation de l'[[éther diéthylique|éther]] était utilisée pour refroidir des crèmes de fruits.
*Des glacières, meubles isothermes contenant des blocs de glace périodiquement renouvelés, étaient utilisées au {{XIXe siècle}}.
*Avant l'ère industrielle, c'est surtout la commercialisation de la glace qui permettait aux plus fortunés de disposer de produits conservés ou consommés à basse température.
*[[1755]] : machine frigorifique à eau - l’écossais [[William Cullen]] obtient un peu de glace par vapeur d’eau sous cloche à vide.
*[[1805]] : machine frigorifique à compression d’[[éther diéthylique|éther]] - un [[Conception de produit|prototype]] est présenté à [[Philadelphie]] par [[Oliver Evans]]. La nouveauté essentielle résidait dans l’introduction d’un processus en [[cycle]] fermé.
*[[1824]] : paraît le seul livre de [[Sadi Carnot (physicien)|Sadi Carnot]]. Les deux principes de la Thermodynamique sont exposés de façon très simple. C'est de lui que nous vient le cycle de Carnot.
*[[1844]] : machine frigorifique à [[air]] - Le principe de la détente d’air était déjà connu au 18{{e}} siècle. L’Américain [[John Gorrie (médecin)|John Gorrie]] l’appliqua sur sa machine.
*[[1850]] : machine frigorifique à air - John Gorrie obtient un [[brevet]] anglais mais, curieusement, son [[Liste des grandes inventions|invention]] fit scandale aux [[États-Unis]] où certains l’accusaient de vouloir concurrencer Dieu en faisant de la glace à n’importe quel moment de l’année. En [[1851]], il obtint son brevet.
*[[1859]] : machine frigorifique à absorption - Le français [[Ferdinand Carré]], frère d’Edmond, fait breveter une machine dont le [[fluide]], après avoir produit du froid, est absorbé par une autre substance et non aspiré par un compresseur. C’est la première machine frigorifique à absorption.
*[[1872]] : machine réfrigérante à compresseur à [[ammoniac]] - C’est [[David Boyle]], un américain d’origine écossaise, qui obtint le premier [[brevet]] pour un compresseur utilisant l’[[ammoniac]].
*[[1913]] : le ''Domelre'', fabriqué à [[Chicago]], est le premier réfrigérateur domestique fonctionnel.
*[[1919]] : la marque [[Frigidaire]] fait son apparition.
*[[1931]] : la fabrication industrielle commence avec [[Electrolux]].
*[[1938]] : premier groupe frigorifique mécanique pour remorque : le Modèle A par la société [[Thermo king]].
*[[1939]] : premier réfrigérateur à deux températures, qui permettait de conserver des aliments congelés dans l’un des compartiments.
*[[1944]] : machine frigorifique à absorption - Le réfrigérateur à absorption a été mis au point par la société suisse [[Sibir]].
*[[1998]] : le réfrigérateur-congélateur de la société [[Daewoo]] est équipé d’une porte à [[cristaux liquides]]. Ce modèle baptisé « miroir magique » a l’avantage de laisser apparaître le contenu par simple pression d’un bouton ; cette transparence temporaire de la porte permet de réaliser des économies en [[énergie]] en évitant toute déperdition de froid.
*[[2002]] : 99 % des foyers français sont équipés de réfrigérateurs. Il est l’appareil domestique le plus répandu.
== Voir aussi ==
* [[Froid industriel]]
* [[Réfrigérateur]]
* [[Tube de Ranque-Hilsch]]
* [[Cryonie]]
==Lien externe==
* {{fr}} [http://www.pomey.com/machinefroid.php La machine à fabriquer le froid en 1875]
{{Portail eau}}
* http://www.refripro.eu Refripro - le portail européen du froid et de la clim
[[Catégorie:Conservation alimentaire|Refrigeration]]
[[Catégorie:Eau|Refrigeration]]
[[Catégorie:Électromécanique|Refrigeration]]
[[Catégorie:Réfrigération|*]]
[[de:Kühlung]]
[[en:Refrigeration]]
[[es:Refrigeración]]
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[[id:Refrigerasi]]
[[it:Refrigerazione]]
[[ja:冷却]]
[[nl:Koeltechniek]]
[[pt:Refrigeração]]
[[sl:Hladilni sistem]]
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[[zh:冷冻]]