Qui a inventé la pompe à chaleur?

Les premiers principes utilisés aujourd’hui dans les pompes à chaleur modernes ont été découverts en même temps par plusieurs ingénieurs travaillant indépendamment sur le problème. En fait, pas moins de cinq demandes de brevet revendiquent le mérite d’avoir été les premiers à inventer la pompe à chaleur.

Des visages sur l’origine des premières « pompes à chaleur »

Les origines des principes scientifiques qui sous-tendent les pompes à chaleur remontent au siècle des Lumières écossais du 18e et du début du 19e siècle. Le professeur William Cullen, chimiste à l’université d’Édimbourg, a fait la première démonstration publique de réfrigération artificielle en 1756. En créant un vide partiel sur un récipient d’éther diéthylique et en abaissant son point d’ébullition, il a produit une petite quantité de glace.

Bien que l’approche de la réfrigération du professeur Cullen ait été un succès, elle n’a pas été utilisée dans un cadre commercial. En 1852, le mathématicien britannique William Thomson, baron Kelvin, a développé le concept, en préconisant un dispositif qui pourrait pomper l’énergie d’un endroit froid – comme l’extérieur – vers un endroit chaud en brûlant du combustible. Comme les pompes à chaleur peuvent extraire la chaleur d’un endroit plus froid sans enfreindre la deuxième loi de la thermodynamique, qui stipule que l’entropie augmente toujours, elles peuvent le faire.

Peter von Rittinger : vers une avancée significative

Les salines d’Ebensee, en Autriche, avaient besoin d’une méthode efficace d’extraction du sel de la saumure en 1856, lorsque Peter von Rittinger a inventé la première pompe à chaleur au monde. Bien qu’il l’ait appelée « pompe à vapeur », c’était en réalité le premier vrai dispositif calorifique qui répondait véritablement aux fonctions d’une pompe à chaleur. Comme le dit le dicton, la nécessité est la mère de l’invention, et la machine a été créée pour répondre à la pénurie locale de sel de saumure.

Le processus commence lorsque le récipient à vapeur est chauffé à 100 °C (212 °F) et absorbe la chaleur latente de la vapeur d’eau qui s’évapore de la saumure. La partie cruciale du système dépendait d’un compresseur mécanique qui augmentait la pression et la température de la vapeur avant de l’injecter dans une cavité située sous le récipient à saumure. Grâce à cette technique, l’eau se déposait dans la cavité tandis que le sel précipitait dans le récipient situé au-dessus. En plus d’être un liquide de refroidissement, la vapeur mélangée à la saumure était utilisée pour le chauffage, ce qui constitue un élément de différenciation majeure.

Le développement des systèmes de chauffage et de refroidissement

En 1877, le physicien suisse Antoine-Paul Piccard de l’Université de Lausanne et l’ingénieur Jules Weibel ont créé un système de compression de vapeur pour les salines de Bex en utilisant un compresseur à piston biphasé. Ce ne fut pas le seul rôle joué par la Suisse dans le développement des pompes à chaleur. En 1928, l’ingénieur slovaque Aurel Stodola a mis au point une pompe à chaleur en circuit fermé qui utilisait l’eau du lac Léman pour chauffer l’hôtel de ville de Genève. Elle fonctionne encore aujourd’hui. L’hôtel de ville de Zurich a été chauffé à l’aide de la pompe Escher Wyss pendant 63 ans, jusqu’à ce qu’elle soit remplacée en 2001 par une version plus moderne.