Concours Étudiant-chercheur étoile

Vers des réfrigérateurs plus puissants et écologiques

Mohamed Balli est nommé Étudiant-chercheur étoile pour ses recherches sur la réfrigération magnétique.
Mohamed Balli est nommé Étudiant-chercheur étoile pour ses recherches sur la réfrigération magnétique.
Photo : Michel Caron

Même s’il est originaire du Maroc, Mohamed Balli s’intéresse au froid! Ses recherches novatrices pourraient mener à des systèmes de réfrigération plus efficaces, écologiques et économiques. Postdoctorant en physique à la Faculté des sciences, Mohamed vient d’être primé Étudiant-chercheur étoile en Nature et technologies par le Fonds de recherche du Québec.

La réfrigération magnétique rotative

La société compte beaucoup sur les moyens de refroidissement et de climatisation. Or la réduction de la consommation énergétique et l’élimination des polluants atmosphériques constituent des enjeux majeurs pour la production industrielle de froid.

Pour remplacer la réfrigération conventionnelle, la réfrigération magnétique pourrait être la meilleure alternative. Cette technologie est basée sur l'effet magnétocalorique (EMC), soit un changement de température d’un matériau magnétique soumis à un champ magnétique externe.

«Nous avons observé qu’un effet magnétocalorique géant peut être obtenu par une simple rotation autour d’un petit cristal de HoMn2O5, et ce dans un champ magnétique fixe, indique Mohamed Balli. À la suite de cette découverte, nous avons proposé un concept innovant pour la liquéfaction de l’hélium et de l’hydrogène en utilisant l’effet magnétocalorique rotatif.» Cette avancée, mise en lumière récemment dans Applied Physics Letters, est d’une grande importance dans le développement pratique de la réfrigération magnétique.

«La réfrigération magnétique basée sur l’EMC rotatif constitue une alternative sérieuse pour remplacer les systèmes de réfrigération conventionnels, parce qu’elle est éco-énergétique et sans danger pour l’environnement, souligne l’étudiant-chercheur étoile. La découverte d’un large EMC rotatif dans l’oxyde HoMn2O5 permettra de mettre en place des systèmes de réfrigération simples, efficaces, compacts, et capables de produire de grands froids à peu de frais.»

Ainsi, la réfrigération magnétique à la température ambiante laisse entrevoir de nombreuses applications : réfrigération domestique ou industrielle, climatisation de bâtiment ou de véhicule, refroidissement de systèmes portable et bien plus.

Des matériaux prometteurs

Mohamed Balli étudie plusieurs autres matériaux tout autant prometteurs et pouvant peut-être trouvé des applications à des températures juste en-dessous de l’ambiante. Ce domaine de température est très intéressant pour la réfrigération domestique (réfrigérateurs et climatiseurs) et pourrait même être utilisée pour le refroidissement de composants en couches minces, à la base de la technologie de l’électronique. Ces voies de recherche sont explorées présentement par le groupe de recherche dirigé par les professeurs Patrick Fournier et Serge Jandl au Département de physique.