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.
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.
