Equium invente le chauffage et la climatisation par ondes sonores

Dans les années 1960, le célèbre duo Simon & Garfunkel nous invite à écouter “le son du silence”. La start-up nantaise Equium nous propose de nous réchauffer avec le son. Sa pompe à chaleur acoustique (PAC) utilise l’effet thermoacoustique, qui correspond à la capacité d’une onde sonore à échanger de la chaleur avec un solide. Un processus écologique puisque les gaz à effet de serre ne sont pas utilisés et la pompe est fabriquée avec des matériaux recyclables. De plus, Equium promet une longévité de 30 ans pour sa pompe car elle fonctionne sans compresseur et peut moduler la puissance contrairement aux pompes à chaleur traditionnelles. Enfin, d’autres usages peuvent être envisagés, comme la climatisation. « Vous connaissiez l’énergie solaire, l’énergie hydraulique, l’énergie éolienne. Maintenant il va falloir avoir l’énergie du son » s’exclamait Cédric François en septembre 2020 lors du TedX Rennes où il présentait ce “rupture technologique” dans le secteur du chauffage. C’est son père, professeur émérite à l’université Paris 6 et directeur d’un laboratoire de recherche, qui l’a alerté sur ce phénomène naturel d’auto-génération d’ondes acoustiques dû aux gradients de température. « Lorsqu’il y a une grande différence de température entre l’échappement du moteur d’une voiture et l’air ambiant, le tuyau commence à chanter. Cela signifie que nous pouvons convertir la chaleur en ondes sonores. Mais ce qui est bien plus intéressant, c’est de faire l’inverse : utiliser ces ondes pour produire de la chaleur » décrit Cédric François. Pour comprendre comment vous pouvez chauffer votre maison avec le son, il est nécessaire d’évoquer quelques notions de physique.

mouvement des molécules

La chaleur est un mouvement brownien (calcul mathématique qui décrit le comportement et la diffusion d’un gaz) des molécules. Il obéit à deux lois. La première : la chaleur monte. La seconde : le chaud va toujours vers le froid. Avec un système de chauffage, l’air chaud monte, l’air froid descend, provoquant la convection (mouvement circulaire). D’où le terme convecteur pour certains types de radiateurs. “Si vous avez une forte différence de température, de l’ordre de 200 degrés, et un tube, c’est-à-dire un milieu contraint, la molécule chauffée va se dilater et comprimer la molécule à côté, lui donnant sa chaleur puis se rétractant et revenant à sa position d’origine. Et ainsi de suite pour les autres molécules. Ce mouvement oscillant va générer une onde acoustique dont la fréquence sera définie par la longueur du tube. décrit le fondateur d’Equium. « Avec un haut-parleur, on crée une harmonique fondamentale que l’on fait résonner. On le fait passer entre deux échangeurs de chaleur : un à l’extérieur qui pompe les calories et les transfère dans un liquide, et un autre, à l’intérieur, relié aux radiateurs de la maison » ajoute Cédric François. Dans un réfrigérateur, un compresseur comprime et chauffe ainsi un ou plusieurs gaz et les transforme en vapeur en libérant de la pression, produisant du froid. La pompe à chaleur utilise le même procédé, mais en sens inverse. “Avec 1 kilowatt d’électricité, vous pomperez 2 kwatts à l’extérieur et réinjecterez 3 kwatts de chaleur dans la maison. Ainsi, une pompe à chaleur est trois fois plus efficace qu’un radiateur. Si vous utilisez en plus de l’électricité décarbonée, c’est bingo ! » dit l’homme d’affaires. Au lieu d’utiliser des gaz à effet de serre comme ceux des réfrigérateurs, Equium utilise de l’hélium, un gaz neutre. Dépourvue de pièces mobiles comme celles qui équipent un compresseur classique, la pompe acoustique a une durée de vie très longue.

Chauffage et climatisation

En 2017, l’entrepreneur en design et identité de marque change complètement de cap et fonde Equium pour industrialiser cette nouvelle approche technologique dans la production de chaleur pour la maison. Il reprend l’œuvre et les brevets de son père, et quitte deux ans plus tard Palaiseau en région parisienne pour Saint-Herblain, près de Nantes. La start-up est actuellement en phase d’industrialisation et compte proposer ses pompes à chaleur acoustiques à partir de mi-2023 pour le marché des logements d’environ 120 m2 en cours de rénovation. « L’un des freins au renouvellement est le coût. Installer une pompe à chaleur à la place de votre chaudière et changer tous vos radiateurs peut vite coûter cher. Notre solution est simple et robuste et peut chauffer de l’eau de 35 à 70 degrés. Et, en plus, elle est silencieuse, contrairement aux pompes classiques », répertorie Cédric François. Equium co-développe ses produits avec des fabricants de pompes à chaleur. Avec l’un d’eux, la start-up travaille sur un système préparé pour le chauffage mais qui peut aussi être utilisé pour la climatisation. “Avec un autre constructeur, nous développons également une climatisation complète pour le tertiaire” dit Cédric François. Une perspective prometteuse quand on connaît les dégâts que causent les climatiseurs sur la planète. D’autant plus que le réchauffement climatique a multiplié les ventes. Or, si ces appareils refroidissent l’intérieur des maisons, ils rejettent la chaleur de l’extérieur, créant des îlots de chaleur dans la ville. Une étude du CNRS et Météo France a montré que leur utilisation à grande échelle pourrait augmenter de +2 degrés la température d’une ville comme Paris… On imagine dès lors comment la climatisation par le son peut devenir l’un des remèdes au réchauffement global.

Quant au prix de ce nouveau système, il n’est pas encore établi. Cependant, pour le fondateur d’Equium, ce n’est pas seulement le prix d’achat qu’il faut regarder, mais aussi le confort et la durée de vie. Rien que pour le chauffage, une technologie verte permettrait d’économiser chaque année 6 tonnes de CO2 par foyer par rapport à une chaudière à gaz et 0,5 tonne par rapport à une pompe à chaleur traditionnelle. Or un Français émet 10 tonnes de CO2 par an. La PAC Equium permettrait d’économiser 20% de ce carbone émis.

Un marché de 200 milliards

La start-up a levé cinq millions d’euros auprès de business angels et de trois fonds : PLP (Pays-de-la-Loire Participations), Enthéos (family office rennais) et Ateq (leader des instruments de traitement des fuites). Il a également le soutien de l’Ademe (il a remporté le concours Innov) et de Bpifrance. Une levée de fonds qui n’a pas été facile, puisque les fonds d’investissement à impact misent sur le digital, selon Cédric François : « Si nous étions en mode SaaS, les millions afflueraient. Quand on est dans l’industrie, c’est beaucoup plus difficile. » Pourtant, Equium s’inscrit dans le mouvement de réindustrialisation en cours en France alors que les vendeurs de pompes à chaleur classiques achètent des compresseurs asiatiques. « Nous pouvons devenir un acteur français majeur sur un marché des technologies vertes qui est sur le point d’exploser ! Cependant, le seul fonds d’impact qui nous a approché est américain » regrette l’homme d’affaires prêt à s’attaquer à un marché mondial de la climatisation estimé à 200 milliards de dollars. Une nouvelle levée de fonds est également prévue mi-2024 pour le développement international. En Europe, seule la société néerlandaise Blue Heart Energy s’est positionnée sur cette technologie innovante. “On est très content d’avoir un concurrent car être seul c’est suspect” estime le fondateur d’Equium. L’énergique quinquagénaire, également sculpteur, cite le sociologue allemand Hartmut Rosa, qui dans son livre prône un rapport au monde en résonance comme antidote à l’accélération de notre société. Résonance : une sociologie du rapport au monde (La découverte). Cette pompe qui transforme les harmoniques en chaleur devrait vous plaire.

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T La Revue n°11