Présentation du projet
Nombre d’activités industrielles subissent des pertes thermiques qui peuvent représenter 20 à 50% de la consommation totale d'énergie. Dans les véhicules dotés de moteurs à combustion interne, celles-ci peuvent même atteindre 70%. On sait depuis longtemps convertir cette chaleur fatale en électricité à partir de matériaux thermoélectriques constitués de semi-conducteurs. Cette solution reste néanmoins limitée aux applications de petite puissance en raison de son faible rendement, des coûts de production élevés et de l'utilisation de matières premières rares et souvent toxiques.
Pour pallier ces inconvénients, le projet MAGENTA a choisi d’explorer les potentialités d'une technologie thermoélectrique alternative associant des liquides ioniques et des ferrofluides fabriqués à partir de matériaux dépourvus de toxicité et abondants. Les ferrofluides sont des suspensions colloïdales de nanoparticules magnétiques, dont l’excellente capacité de conversion thermoélectrique a été récemment découverte.
En associant les compétences de 6 laboratoires dans les domaines de la physique des matériaux, de la chimie et de l'électrochimie, aux savoir-faire industriels de 3 PME et du constructeur automobile européen Fiat, MAGENTA est parvenu à relever plusieurs défis scientifiques et techniques en lien avec ces nouveaux dispositifs thermoélectriques.
Les travaux du consortium ont tout d’abord généré un ensemble de connaissances fondamentales sur les phénomènes thermoélectriques dans les liquides ioniques et les ferrofluides. Des prototypes pouvant déboucher sur des applications destinées aux voitures à moteur thermique et au secteur de la micro-électronique portable ont également été développés par les différents partenaires. Le projet a enfin contribué à la création d’un écosystème d'innovation autour de la récupération de la chaleur fatale à partir de cette nouvelle technologie, basée sur l'utilisation de liquides comme matériau actif.
Le programme de recherche MAGENTA a donné lieu à la publication d’une cinquantaine d’articles diffusés dans des revues scientifiques ou dans le cadre de colloques. Plusieurs conférences internationales ont en outre été co-organisées par le consortium telle la Conference on Modern Concepts and New Materials for Thermoelectricity, qui s’est tenue à Trieste en mars 2019 et l’International Conference on Magnetic Fluids qui s’est déroulée à Paris en juillet 2019.
Le projet MAGENTA est parvenu à mettre en évidence les potentialités d’une technologie thermoélectrique-liquide pour de futurs dispositifs de récupération de la chaleur fatale. Les avancées scientifiques obtenues par le consortium laissent entrevoir de possibles applications industrielles à même de favoriser la transition vers une production d'électricité plus durable.
Infos clés
Budget total : 5 millions €
Durée : 4 ans et demi
Coordinateur : CEA
Saclay, Île-de-France
Tutelles : CEA / CNRS