La machine à glacer l'eau d'Einstein

Les réfrigérateurs d’Einstein et de Szilard n’étaient pas toxiques et ne dégageaient pas de gaz appauvrissant la couche d’ozone, mais ils étaient trop complexes pour les ménages.

Einstein a consacré du temps à la recherche sur les réfrigérateurs qui ne fuyaient pas de gaz toxiques. Photo : YouTube.

Un matin de 1926, le scientifique Albert Einstein lut dans le journal une nouvelle bouleversante : une famille de Berlin, dont des enfants, avait été étouffée lorsque le joint du réfrigérateur s'était brisé et que des gaz toxiques s'étaient répandus dans la maison. Il contacta immédiatement son ami Leo Szilard, un jeune scientifique et inventeur, pour trouver un moyen d'améliorer le réfrigérateur.

À ce moment-là,Les réfrigérateurs utilisant des liquides à bas point d'ébullition pour abaisser la température sont couramment utilisés dans les foyers européens et nord-américains.Plusieurs tuyaux contiennent un liquide à bas point d'ébullition. Ce liquide absorbe la chaleur émise par les aliments à travers les parois du réfrigérateur et chauffe jusqu'à ébullition. Il se transforme alors en gaz qui s'échappe par d'autres tuyaux, emportant la chaleur avec lui.

Ce gaz pénètre ensuite dans la chambre de compression, où il est condensé par un piston. Le moteur du compresseur, qui produit le bruit caractéristique d'un réfrigérateur, propulse le gaz chaud à travers plusieurs tubes situés à l'arrière du réfrigérateur, libérant ainsi de la chaleur. Le gaz chaud perd progressivement toute sa chaleur, se condense en liquide, traverse un détendeur et se refroidit, entamant un nouveau cycle d'absorption de chaleur.

Les trois gaz couramment utilisés comme réfrigérants à l'époque étaient l'ammoniac, le chlorure de méthyle et le dioxyde de soufre, tous toxiques. C'est pourquoi Einstein était déterminé à trouver une meilleure solution pour construire un réfrigérateur.

Einstein savait que le point faible des réfrigérateurs domestiques résidait dans le compresseur, car leurs joints éclataient souvent sous la pression. Il construisit donc avec Szilard un réfrigérateur sans compresseur, appelé réfrigérateur à vide.

Dans un réfrigérateur à vide simple, deux liquides, l'absorbant et le réfrigérant, sont mélangés dans une chambre. À basse température, les deux fluides se mélangent, mais si la température augmente, généralement en chauffant la chambre avec une petite flamme de méthane, le réfrigérant bout et se vaporise en gaz, se séparant de l'absorbant.

Le réfrigérant circule dans les tubes et libère de la chaleur avant de retourner à l'état liquide. Il circule ensuite dans les canaux du réfrigérateur et absorbe à nouveau la chaleur des aliments, bout et se transforme en gaz.

Pendant ce temps, le feu de méthane dans la chambre d'origine est éteint pour refroidir l'absorbeur. Il est ensuite refroidi par de l'eau froide, puis devient si froid que lorsque le réfrigérant retourne dans la chambre, l'absorbeur le condense en liquide et le réabsorbe. Avec le mélange de deux liquides séparables par le feu, le cycle recommence. La « machine à eau glacée par le feu » est un nom plutôt approprié pour l'invention d'Einstein et Szilard.

Le mécanisme de refroidissement d'un réfrigérateur Einstein-Szilard. Graphiques : EDN.

Le réfrigérateur Einstein-Szilard utilisait en réalité trois types de liquides et de gaz, ce qui complexifiait légèrement le processus. Cependant, leur invention présentait plusieurs avantages par rapport aux réfrigérateurs conventionnels. Sans moteur, il était silencieux et tombait rarement en panne. Il ne consommait pas d'électricité et ne nécessitait pas de joint susceptible de se rompre et de laisser échapper des gaz toxiques.

Einstein et Szilard ont obtenu des brevets dans six pays pour divers composants du réfrigérateur. Ils ont vendu certains de ces brevets et ont gagné 750 dollars (environ 10 000 dollars aujourd'hui). Ils ont également développé deux nouveaux modèles de réfrigérateur, l'un utilisant du sodium fondu, l'autre la pression de l'eau d'un robinet de cuisine.

Le sort du nouveau réfrigérateur

Cependant, aucun des trois réfrigérateurs d'Einstein et de Szilard ne fut finalement largement utilisé dans les foyers. Le modèle à fusion au sodium était peu pratique pour une cuisine moyenne. Le modèle à pression d'eau échoua, car la pression d'eau dans les appartements allemands était insuffisante. Le réfrigérateur à aspiration consommait beaucoup plus de carburant que les modèles à compresseur.

Entre-temps, le problème des gaz toxiques dans les réfrigérateurs traditionnels fut résolu en 1930, lorsque des scientifiques découvrirent un nouveau gaz réfrigérant non toxique appelé fréon (chlorofluorocarbone). En une décennie, tous les foyers adoptèrent ce nouveau type de réfrigérateur, reléguant ainsi au passé les inventions d'Einstein et Szilard.

Mais le fréon présente un inconvénient majeur. Lorsqu'il s'échappe dans la stratosphère, les rayons ultraviolets scindent les atomes de chlore, créant des radicaux libres qui endommagent les molécules d'ozone. Chaque radical libre de chlore peut détruire 100 000 molécules d'ozone, provoquantLe trou dans la couche d'ozone est toujours là aujourd'hui et ne sera pas comblé avant plusieurs décennies. Si l'humanité avait investi plus tôt dans la méthode de refroidissement par flamme d'Einstein-Szilard, cela nous aurait épargné bien des problèmes à long terme concernant la couche d'ozone.

Cependant, l'invention du réfrigérateur par Einstein et Szilard ne fut pas un échec total. Elle offrit à Einstein un répit et une belle somme d'argent. Szilard gagna également suffisamment d'argent pour continuer à investir dans ses recherches. Il découvrit plus tard le principe de la première réaction nucléaire en chaîne.

Selon VNE