Chaque hiver, le gel entraîne des perturbations indésirables – des pare-brise glacés aux pompes à chaleur gelées. Les méthodes de dégivrage traditionnelles reposent sur un chauffage énergivore ou sur des produits chimiques nocifs pour l’environnement. Aujourd’hui, les chercheurs de Virginia Tech proposent une solution plus innovante : le dégivrage électrostatique (EDF).
Cette méthode s’inspire des minuscules charges électriques déjà présentes dans le gel lui-même. Le professeur agrégé Jonathan Boreyko et son équipe pensent pouvoir exploiter ces courants électriques naturels pour éliminer la glace sans recourir à la chaleur ou à des produits chimiques agressifs. Leurs travaux antérieurs ont démontré comment l’utilisation d’une petite tension pouvait polariser les films d’eau proches du gel, détachant ainsi les cristaux de glace microscopiques.
EDF s’appuie sur ce concept en appliquant une tension beaucoup plus forte à une électrode positionnée au-dessus du gel. L’idée est que cela intensifiera encore la polarisation électrique au sein du gel. Cette polarisation accrue crée une forte attraction entre le givre et l’électrode, provoquant la fracture des cristaux de givre et leur « saut » de la surface.
En testant leur théorie, l’équipe a constaté des premiers résultats encourageants : même sans aucune tension appliquée, une plaque de cuivre placée au-dessus du gel en a éliminé environ 15 % en raison de la capacité naturelle du gel à s’auto-polariser faiblement. L’application de 120 volts a considérablement augmenté ce taux d’élimination à 40 %, et une augmentation supplémentaire de la tension à 550 volts a entraîné une réduction de 50 % du givre.
Cependant, les choses ont pris une tournure inattendue lorsque les chercheurs ont augmenté la tension encore plus haut. Au lieu d’améliorer continuellement les performances, l’élimination du givre a en fait diminué aux tensions supérieures à 1 100 volts. Cela a déconcerté l’équipe car leur modèle théorique prévoyait une amélioration continue avec une tension plus élevée.
Le coupable s’est avéré être une fuite de charge du gel polarisé vers la surface sous-jacente sur laquelle il se développait. Des tests sur un substrat de verre plus isolant ont révélé que ce problème de fuite devenait moins prononcé à haute tension. Le passage à un substrat « superhydrophobe qui emprisonne l’air » – un matériau hautement hydrofuge – a entièrement résolu le problème, leur permettant d’atteindre les résultats escomptés.
À 5 500 volts, la tension la plus élevée testée sur ce nouveau substrat, 75 % du givre a été éliminé, révélant même un logo Virginia Tech caché caché sous la glace !
Bien qu’encore à ses débuts, EDF est très prometteur en tant qu’alternative future aux méthodes de dégivrage traditionnelles. Il a le potentiel d’être beaucoup plus rentable, respectueux de l’environnement et économe en énergie. Les prochaines étapes pour l’équipe de Boreyko comprennent des tests sur diverses surfaces et une augmentation encore plus importante des taux d’élimination du givre, visant à terme une élimination de la glace à 100 %.
