Equium invente le chauffage et la climatisation par les ondes sonores

Chauffer les logements grâce aux ondes sonores, c’est ce que propose la startup nantaise Equium avec ses pompes à chaleur thermoacoustiques. Un procédé innovant à la fois écologique, économique et – malgré son nom –, silencieux. Avec l’ambition de déployer l’innovation sur la climatisation. (Cet article est issu de T La Revue n°11 - « Habitat : Sommes-nous prêts à (dé)construire ? », actuellement en kiosque).
(Crédits : Istock)

Dans les années 1960, le célèbre duo Simon & Garfunkel nous invitait à écouter « le son du silence ». La start-up nantaise Equium, elle, nous propose de nous chauffer avec le son. Sa pompe à chaleur (PAC) acoustique utilise l'effet thermoacoustique, qui correspond à la capacité d'une onde sonore à échanger de la chaleur avec un solide. Un procédé écologique puisqu'aucun gaz à effet de serre n'est utilisé et que la pompe est fabriquée avec des matériaux recyclables. De plus, Equium promet une longévité de 30 ans pour sa pompe car celle-ci fonctionne sans compresseurs et peut moduler la puissance contrairement aux PAC traditionnelles. Enfin, d'autres usages, tels que la climatisation, peuvent être envisagés. « Vous connaissiez l'énergie solaire, l'énergie hydraulique, l'énergie éolienne. Il faudra maintenant compter avec l'énergie du son » s'est exclamé Cédric François en septembre 2020 lors du TedX Rennes où il présentait cette « rupture technologique » dans le secteur du chauffage. C'est son père, professeur émérite à l'Université Paris 6 et responsable d'un laboratoire de recherches, qui l'alerte sur ce phénomène naturel d'autogénération d'ondes acoustiques par gradients de température. « Quand vous avez une forte différence de température entre un pot d'échappement de moteur de voiture et l'air ambiant, le tube se met à chanter. Ça veut dire qu'on peut convertir la chaleur en ondes acoustiques. Mais ce qui est beaucoup plus intéressant, c'est de faire l'inverse : utiliser ces ondes pour produire de la chaleur » décrit Cédric François. Pour comprendre comment on peut chauffer son logement avec du son, il est nécessaire d'évoquer quelques notions de physique.

Mouvement de molécules

La chaleur est un mouvement brownien (calcul mathématique qui permet de décrire le comportement et la diffusion d'un gaz) de molécules. Elle obéit à deux lois. La première : la chaleur monte. La seconde : le chaud va toujours vers le froid. Avec un système de chauffage, l'air chaud monte, l'air froid descend, ce qui provoque une convection (mouvement circulaire). D'où le terme de convecteur pour certains types de radiateurs. « Si vous avez une forte différence de température, de l'ordre de 200 degrés, et un tube, soit un milieu contraint, la molécule chauffée va se dilater et comprimer la molécule qui est à côté, lui donner sa chaleur puis se rétracter et revenir à sa position initiale. Et ainsi de suite pour les autres molécules. Ce mouvement d'oscillation va engendrer une onde acoustique dont la fréquence sera définie par la longueur du tube » décrit le fondateur d'Equium. « Avec un haut-parleur, nous créons une harmonique fondamentale que nous mettons en résonance. Nous la faisons passer entre deux échangeurs de chaleur : l'un à l'extérieur qui pompe les calories et les transfère à un liquide, et l'autre, à l'intérieur, raccordé aux radiateurs de l'habitation » ajoute Cédric François. Dans un réfrigérateur, un compresseur comprime et donc réchauffe un ou des gaz et les fait passer à l'état de vapeur en relâchant la pression, ce qui produit du froid. La pompe à chaleur utilise le même processus, mais inversé. « Avec 1 kilowatt d'électricité, vous allez pomper 2 kwatts à l'extérieur et restituer 3 kwatts de chaleur dans la maison. Une PAC est donc trois fois plus efficace qu'un radiateur. Si en plus vous utilisez une électricité décarbonée, c'est bingo ! » précise l'entrepreneur. Au lieu d'utiliser des gaz à effet de serre comme ceux des réfrigérateurs, Equium utilise l'hélium, un gaz neutre. Dépourvue de pièces en mouvement comme celles qui équipent un compresseur classique, la pompe acoustique a une durée de vie très longue.

Chauffage et climatisation

En 2017, l'entrepreneur en design et identité de marque change totalement d'orientation et fonde Equium pour industrialiser cette nouvelle approche technologique dans la production de chaleur pour l'habitat. Il reprend les travaux et les brevets de son père, puis, deux ans plus tard, quitte Palaiseau en région parisienne pour s'installer à Saint-Herblain, près de Nantes. La start-up est aujourd'hui en phase d'industrialisation et compte proposer ses pompes à chaleur acoustiques à partir de mi-2023 pour le marché des maisons d'environ 120 m2 dans une démarche de rénovation. « Parmi les freins de la rénovation, il y a le coût. Installer une PAC à la place de sa chaudière et changer tous ses radiateurs peut vite devenir onéreux. Notre solution est simple et robuste et elle permet de chauffer l'eau de 35 à 70 degrés. Et, en plus, elle est silencieuse, contrairement aux pompes classiques », énumère Cédric François. Equium codéveloppe ses produits avec des fabricants de pompes à chaleur. Avec l'un d'eux, la start-up travaille sur un système réglé pour chauffer mais qui peut être utilisé aussi pour climatiser. « Avec un autre fabricant, nous développons d'ailleurs une climatisation complète pour le tertiaire » précise Cédric François. Une perspective prometteuse quand on connaît les dégâts des climatiseurs sur la planète. D'autant plus que le réchauffement climatique en a multiplié les ventes. Or, si ces appareils refroidissent l'intérieur des logements, ils rejettent la chaleur à l'extérieur, créant en ville des îlots de chaleur. Une étude du CNRS et Météo France a montré que leur utilisation à grande échelle pourrait augmenter de +2 degrés la température d'une ville comme Paris... On imagine dès lors comment la climatisation par le son peut devenir l'un des remèdes au réchauffement climatique.

Quant au prix de ce nouveau système, iI n'est pas encore établi. Néanmoins pour le fondateur d'Equium, il ne faut pas regarder uniquement le prix d'achat mais le confort et la durée de vie. Rien que pour l'aspect chauffage, la technologie écologique ferait économiser chaque année par foyer 6 tonnes de CO2 par rapport à une chaudière à gaz et O,5 tonne comparée à une PAC traditionnelle. Or, un Français émet 10 tonnes par an de CO2. La PAC Equium permettrait d'économiser 20 % de ce carbone émis.

Un marché à 200 milliards

La start-up a levé cinq millions d'euros auprès de business angels et de trois fonds : PLP (Pays-de-la-Loire Participations), Enthéos (un family office rennais) et Ateq (industriel leader des instruments de traitements des fuites). Elle est également soutenue par l'Ademe (elle a été lauréate du concours Innov) et Bpifrance. Une levée de fonds qui n'a pas été évidente, tant les fonds d'investissement à impact ne jurent que par le digital selon Cédric François : « Si on faisait du mode SaaS, les millions couleraient à flots. Quand on est dans l'industrie, c'est beaucoup plus difficile. » Pourtant, Equium s'inscrit dans le mouvement actuel de réindustrialisation de la France alors que les vendeurs de PAC classiques achètent des compresseurs asiatiques. « Nous pouvons devenir un acteur français majeur dans un marché des greentech qui va exploser ! Or, le seul fond à impact qui nous a approchés est américain » regrette l'entrepreneur prêt à s'attaquer à un marché mondial de la climatisation estimé à 200 milliards de dollars. Une nouvelle levée de fonds est d'ailleurs prévue mi-2024 pour le développement à l'international. En Europe, seule la société néerlandaise Blue Heart Energy s'est positionnée sur cette technologie innovante. « Nous sommes très contents d'avoir un concurrent car être seul, c'est suspect » estime le fondateur d'Equium. L'énergique quinquagénaire, par ailleurs sculpteur, cite le sociologue allemand Hartmut Rosa, qui prône une relation au monde en résonance comme antidote à l'accélération de notre société dans son ouvrage Résonance : une sociologie de la relation au monde (La découverte). Cette pompe qui transforme les harmoniques en chaleur devrait lui plaire.

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T La Revue n°11

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Commentaires 5
à écrit le 10/11/2022 à 16:15
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On attend avec impatience la fin des test effectués annoncées pour 2023 pour l'implantation en maison particulière et donc la vente au grand public .

à écrit le 06/11/2022 à 10:34
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L'article est déjà imparfait lorsqu'il dit que le procédé n'émet aucun gaz a effet de serre. Oui et non car cette PAC fonctionne a l'électricité, donc tout dépend comment cette énergie est produite. Donc comme tout chauffage électrique c'est son rend...

à écrit le 06/11/2022 à 7:25
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Equium cela fait bientôt 2 ans que l'on attend sa PAC. Inspiré d'un modèle ancien dont un essai a été effectué à bord de la navette discovery (STS-42) en 1992, le projet STAR (Space Thermo Acoustic Refrigerator). Les résultats furent tellement promet...

à écrit le 06/11/2022 à 7:25
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Equium cela fait bientôt 2 ans que l'on attend sa PAC. Inspiré d'un modèle ancien dont un essai a été effectué à bord de la navette discovery (STS-42) en 1992, le projet STAR (Space Thermo Acoustic Refrigerator). Les résultats furent tellement promet...

à écrit le 06/11/2022 à 1:53
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Et en terme de resonnance, que cela donne t-il ?

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