Les matériaux à changement de phase (PCM) sont des substances capables d'absorber ou de libérer de grandes quantités de chaleur latente. Cela se produit lorsque leur état physique change, généralement de solide à liquide ou vice versa.
La microcalorimétrie est une technique qui mesure l'énergie absorbée ou libérée lors des changements de phase, permettant de quantifier la quantité d'énergie en temps réel.
La technique permet également la fusion et la cristallisation continues des PCM utilisés dans diverses applications afin de tester leur utilité et leur stabilité à long terme.
Que sont les matériaux à changement de phase ?
Un matériau à changement de phase (PCM) est une substance qui stocke et libère de l'énergie thermique. Lorsque le PCM cristallise, il libère une grande quantité d’énergie (exothermique) et lorsqu’il fond, passant de solide à liquide, il absorbe une quantité égale d’énergie (endothermique).
Le PCM peut être utilisé pour le stockage d'énergie thermique, où vous pouvez stocker de l'énergie chaude ou froide pour une libération ultérieure.
Ils peuvent également être utilisés comme isolants ou barrières thermiques dans des applications pratiques telles que le transport à température contrôlée.
Où le PCM a-t-il été développé ?
L'utilisation du PCM est utilisée depuis de nombreuses années simplement parce que le matériau à changement de phase le plus basique et le plus largement utilisé est la glace d'eau.
Il existe plusieurs types de PCM :
Produits organiques - hydrocarbures, lipides et alcools de sucre
Sel inorganique hydraté
Biosourcé – Acides gras dérivés de plantes ou d’animaux.
Parmi ces grandes catégories, les MCP inorganiques sont les moins coûteux à produire et à obtenir, ont une capacité thermique latente élevée et une conductivité thermique élevée.
Les MCP organiques composés de groupes paraffines et non paraffines gèlent sans surfusion (contrairement aux MCP inorganiques) et ont une capacité de chaleur latente élevée, mais ils sont coûteux à produire et peuvent être hautement inflammables.
Le PCM d’origine biologique est non toxique, économique et possède une capacité de chaleur latente élevée. Cependant, ils ont une mauvaise conductivité thermique.
Le PCM est utilisé dans une gamme d’industries et de produits, notamment la construction, les transports et les appareils électroménagers.
Fusion et cristallisation du PCM
La fusion et la cristallisation continues peuvent rendre les PCMS plus efficaces et efficients pour une utilisation dans les systèmes d'isolation des bâtiments où ils doivent être utilisés dans de nombreux cycles de chauffage et de refroidissement sans perdre en efficacité thermique.
L’effet de ces processus est de permettre au matériau de supprimer les effets des changements de température extérieure pendant le jour et la nuit, tout en maintenant des températures intérieures acceptables.
Les matériaux de construction tels que les briques, les sols, les plafonds et les matériaux de toiture peuvent contenir ces MCP.
Pour maximiser la conception et l’efficacité des PCM de cette manière, les processus de fusion et de cristallisation doivent être entièrement compris et caractérisés avec précision.
La technique pour y parvenir est la microcalorimétrie.
Qu’est-ce que la microcalorimétrie ?
La calorimétrie est la science qui permet de mesurer les changements de chaleur, et la microcalorimétrie en est un développement ultrasensible.
La microcalorimétrie mesure de très faibles changements thermiques dans un échantillon et constitue une technique éprouvée pour prédire avec précision la durée de conservation des matériaux.
En termes d'analyse thermique, qui permet de mesurer les changements de flux de chaleur et de température en temps réel, les équipements de microcalorimétrie modernes combinent des systèmes de chauffage et de refroidissement très sensibles.
