Déjà plus de 2 milliards de climatiseurs sont installés dans le monde, et ils pourraient être 5,6 milliards en 2050, selon les derniers chiffres publiés en 2023 par l’Agence internationale de l’énergie (AIE). Si les besoins en froid aident à tenir face au réchauffement climatique, ils l’aggravent aussi. Ces systèmes sont très gourmands en énergie et les fluides frigorigènes qu’ils contiennent émettent des gaz à effets de serre (GES) lorsqu’ils fuient.
Un matériau qui réagit à la pression
Pour s’attaquer à ces deux problèmes, la start-up Barocal, portée par des scientifiques de l’université de Cambridge, travaille à industrialiser des climatiseurs qui fonctionnent avec un réfrigérant solide. Cette équipe emmenée par le physicien Xavier Moya travaille depuis plus de quinze ans sur les propriétés des «cristaux plastiques». Cette vaste classe de matériaux a la capacité de renvoyer du chaud ou du froid lorsqu’ils sont exposés à certaines conditions : courant électrique (électrocaloriques), champ magnétique (magnétocaloriques), étirement (élastocaloriques), ou pression pour les matériaux barocaloriques.
Jusqu’en 2019, ces matériaux n’étaient pas suffisamment intéressants industriellement pour le marché des climatiseurs. «Les plus performants permettaient d’obtenir des différences de températures de 3 à 5 degrés, ce qui est loin d’être assez pour refroidir une pièce ou un frigo», explique Florian Schabus, directeur commercial de la start-up. Néanmoins, l’équipe a fini par trouver un matériau barocalorique comparable avec les gaz jusque-là utilisés en 2019. Et Xavier Moya a lancé sa start-up dans la foulée.
Des cristaux déjà utilisés dans la chimie
Ainsi, cette pâte blanche ductile (état solide semblable à de la cire) est composé de molécules qui tournent sur elles-mêmes. Lorsque qu’elle est soumise à une pression, la rotation des molécules est bloquée ce qui libère de l’énergie sous forme de chaleur. A l’inverse, lorsque la pression est relâchée, la température diminue, permettant des différences de 40 à 60°C.
Loin d’être rares, ces cristaux plastiques sont «des composés organiques simples, qui peuvent être fabriqué en grande quantité pour très peu cher», remarque Florian Schabus. «Beaucoup de ceux que nous utilisons sont des matériaux déjà disponibles dans le commerce, que nous modifions pour en améliorer les performances, ce qui nous facilite la tâche», ajoute-t-il. Cette famille est classiquement utilisée pour d’autres de ses propriétés dans la chimie ou la pharmaceutique.
Diminuer de 40% la consommation énergétique
Reste encore à construire un climatiseur fonctionnel et compétitif. «Nous devons encore optimiser l’architecture de notre système - notamment adapter les systèmes hydrauliques pour nos matériaux solides - pour abaisser les coûts», prévoit le directeur commercial. En plus de ce réfrigérant solide, le climatiseur de Barocal entend consommer 40 à 50% d'énergie en moins comparé à un équivalent classique. «Nous seront prêt commercialement d’ici trois ans», assure-t-il. Le projet a gagné le soutient depuis 2024 de Breakthrough Energy, fonds d’investissement tourné vers le climat lancé par Bill Gates.
La jeune pousse vise en priorité d’équiper les bâtiments industriels, datacenters, supermarchés, centres commerciaux et bureaux. Après un premier prototype construit en 2024 (un petit réfrigérateur à boissons), la start-up a accéléré son développement. Elle s’est agrandie de 2 à 10 personne en avril 2025, pour s’atteler à tester ses démonstrateurs hors du laboratoire cette année.
