Froid cryogénique

Lorsque l’on comprime un gaz, il se liquéfie; lorsqu’on le détend il retourne à l’état gazeux.

Ce changement d’état s’accompagne d’effets énergétiques : le passage de l’état gazeux à l’état liquide libère de la chaleur; le passage de l’état liquide à l’état gazeux (évaporation) absorbe de la chaleur.

Pour produire du froid cryogénique, on utilise un fluide à basse température d’ébullition.
Ce fluide est préalablement liquéfié industriellement puis stocké sous pression. Ce fluide est vaporisé via des buses dans l’enceinte à refroidir. En entrant dans celle-ci, il se détend, passe de l’état liquide à l’état gazeux en absorbant une grande quantité de chaleur.

Les fluides utilisés sont soit l’azote, soit le dioxyde de carbone.

L’azote (N₂)

• température d’ébullition (à pression atmosphérique) : – 195,8 °C
• pression de stockage : 2 bars
• pouvoir réfrigérant : 69 kcal./litre N₂

Le gaz carbonique (CO₂)

• température de sublimation* : – 78,9 °C
• pression de stockage : 20 bars
• pouvoir réfrigérant :76 kcal./kg CO₂

* : le gaz carbonique a la propriété de passer directement de l’état solide à l’état gazeux (sublimation).

L’azote liquide se vaporise directement, tandis que le gaz carbonique se transforme en neige puis se vaporise.