L’utilisation de l’intelligence artificielle pour concevoir des pompes à chaleur plus efficaces

Selon des chercheurs, un nouveau type de pompe à chaleur utilisant des micro-turbocompresseurs pourrait être commercialisé d’ici cinq ans.

Les pompes à chaleur sont déjà très efficaces. Des chercheurs suisses affirment qu’ils peuvent encore améliorer l’efficacité grâce à l’intelligence artificielle (IA).

Une équipe de recherche dirigée par Jürg Alexander Schiffmann de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) utilise l’IA  pour concevoir des compresseurs permettant de réduire la consommation d’électricité des pompes à chaleur d’environ 25% de plus.

Contrairement aux générateurs d’air chaud ou aux chaudières classiques, qui brûlent des combustibles pour générer de la chaleur, les pompes à chaleur utilisent l’électricité pour transporter la chaleur d’un endroit à un autre. Utilisant un compresseur et un réfrigérant, les pompes à chaleur évacuent la chaleur de l’intérieur vers l’extérieur pendant la saison de refroidissement ou capturent la chaleur du sol ou de l’air extérieur et l’aspirent à l’intérieur en hiver.

La recherche s’est concentrée sur le compresseur de pompe à chaleur . Les pompes à chaleur classiques utilisent des pistons pour comprimer le réfrigérant liquide en circulation. Les pistons doivent être huilés pour éviter les frictions susceptibles de réduire l’efficacité du transfert de chaleur.

Contrairement aux pompes à chaleur réversibles, ici, la conception des chercheurs utilise des micro-turbocompresseurs dix fois plus petits que les dispositifs à piston qu’ils remplacent. Les micro-turbocompresseurs évitent les frictions en fonctionnant sans huile sur des paliers à gaz. Selon l’équipe de recherche, en réduisant les frottements, le système de micro-turbocompresseur améliore le coefficient de transfert de chaleur de la pompe à chaleur de 20 à 30%.

Le laboratoire de Schiffmann s’est tourné vers la LEARNING MACHINE (apprentissage automatique) pour optimiser le dimensionnement du micro-turbocompresseur pour chaque pompe à chaleur. L’équipe a saisi les résultats de 500 000 simulations dans des algorithmes d’apprentissage automatique afin de générer les équations utilisées pour renseigner les tableaux de calcul des pompes à chaleur. Les équations résultantes peuvent être utilisées pour dimensionner même les très petits compresseurs pour différents modèles de pompes à chaleur.

Selon les chercheurs, l’utilisation de l’intelligence artificielle raccourcit et simplifie considérablement le processus de conception de la pompe à chaleur.