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Une technique de chauffage solaire pour faire fondre l'acier !
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Des chercheurs suisses de l'Ecole Polytechnique de Zurich ont mis au point un nouveau dispositif ingénieux qui utilise le rayonnement solaire pour chauffer un objet à une température torride de mille degrés Celsius, suscitant l’espoir que les fours à acier puissent un jour être alimentés par l’énergie solaire. Les fours à acier, également connus sous le nom de fours métallurgiques, sont des équipements industriels utilisés pour fondre des matières premières telles que le minerai de fer, le coke (charbon métallurgique) et le calcaire pour produire de l’acier brut. Après la fusion des matériaux, l’acier liquide peut être formé en différentes formes et tailles à l’aide de moules ou de matrices dans le four. Cette étape est essentielle pour façonner l’acier selon les spécifications requises pour différents produits finis.
Les fours à acier sont également utilisés pour effectuer divers traitements thermiques sur l’acier afin de modifier ses propriétés physiques et mécaniques. Ces traitements comprennent notamment le durcissement, la trempe, le revenu et la normalisation qui permettent de conférer à l’acier une résistance, une ductilité et d’autres caractéristiques spécifiques selon les besoins de l’application finale. Ces dispositifs sont également utilisés dans le processus de recyclage de l’acier. Ils permettent de fondre les déchets d’acier récupérés, tels que les ferrailles et les rebuts, pour les transformer en nouveau matériau utilisable.
Pour opérer, ces fours fonctionnent généralement à des températures très élevées, souvent supérieures à mille degrés Celsius. Cependant, le chauffage de ces machines à l’aide de combustibles fossiles comme le charbon et le pétrole entraîne des émissions importantes de gaz à effet de serre, ce qui contribue au changement climatique, d’où l’intérêt de cette nouvelle percée. Des chercheurs ont en effet utilisé l’énergie solaire pour chauffer des objets à des températures aussi élevées que mille degrés Celsius.
L’approche innovante utilisée par les scientifiques de l'ETZ repose sur plusieurs éléments clés. Le premier est l’absorption et la réémission de la lumière par le quartz synthétique. Concrètement, le rayonnement solaire est projeté sur une tige de quartz synthétique qui agit comme un récepteur solaire. Ce matériau semi-transparent absorbe fortement la lumière du Soleil et la réémet sous forme de chaleur. Cette propriété est essentielle, car elle permet de convertir efficacement l’énergie solaire en chaleur. Une fois générée par le quartz synthétique, la chaleur est ensuite transférée à une coupelle en silicone opaque. Cette coupelle agit comme un réservoir thermique qui absorbe la chaleur du quartz et atteint ainsi des températures extrêmement élevées sans nécessiter l’utilisation de combustibles fossiles.
Cette approche innovante surmonte une limitation majeure des récepteurs solaires traditionnels qui luttaient pour atteindre des températures aussi élevées que mille degrés Celsius. Grâce à l’utilisation du quartz synthétique pour piéger l’énergie solaire, les chercheurs ont pu dépasser cette barrière, ouvrant ainsi la voie à une nouvelle ère de fabrication durable et économe en énergie. Les implications de cette découverte sont vastes. Elle offre en effet non seulement la possibilité de réduire considérablement les émissions de carbone dans l’industrie manufacturière, mais elle ouvre également la porte à une utilisation plus généralisée de l’énergie solaire dans d’autres secteurs.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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