L’Empire du Milieu rêve de récupérer la chaleur perdue de son industrrie.
Dans une usine, la chaleur s’échappe partout. Par les cheminées, les tuyaux, les parois. Une chaleur tiède, parfois brûlante, souvent ignorée, presque considérée comme une fatalité.
Or cette chaleur perdue représente des montagnes d’énergie jetées chaque jour dans l’atmosphère. En Chine, elle pèserait entre 10 et 27 % de l’énergie totale consommée. Autrement dit, un quart de l’effort industriel qui part en fumée. Des chercheurs chinois viennent de montrer qu’il est possible de reprendre cette chaleur par la main et de la pousser beaucoup plus haut, jusqu’à des températures capables d’alimenter les industries les plus gourmandes !
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La Chine crée une pompe à chaleur qui ne tourne pas
Le moins que l’on puisse dire c’est que l’objet intrigue : aucune pièce en rotation, compresseur ou piston. Pourtant, il s’agit bien d’une pompe à chaleur. Elle a été mise au point par une équipe de l’Académie chinoise des sciences, dirigée par le physicien Luo Ercang, au sein du Technical Institute of Physics and Chemistry. Leur idée repose sur un principe aussi ancien que déroutant : le lien intime entre le son et la chaleur.
Ici, pas de fluide frigorigène comprimé puis détendu. La machine utilise des ondes acoustiques stationnaires, produites à partir d’une source de chaleur modérée. Ces ondes agissent comme un tapis roulant thermique. Elles prennent de la chaleur à un niveau donné et la déposent beaucoup plus haut. Le système est basé sur un cycle thermoacoustique de type Stirling, un cousin conceptuel des moteurs thermiques classiques, sans frottement ni mécanique complexe.
Dépasser un plafond que l’industrie connaissait par cœur
Depuis des décennies, les pompes à chaleur industrielles se heurtent à une limite : au-delà de 200 °C, les rendements chutent, les matériaux souffrent, les systèmes deviennent lourds et coûteux. Ce qui explique pourquoi a majorité des technologies existantes plafonnent autour de 100 à 200 °C, ce qui suffit pour certaines industries légères, pas pour les plus exigeantes.
Les chercheurs chinois ont franchi ce plafond. En laboratoire, leur prototype a atteint 270 °C, en partant d’une source de chaleur à 145 °C. Dit autrement, ils ont montré qu’une chaleur jugée trop tiède pouvait être rehaussée de plus de 120 °C, sans mécanique mobile. C’est un saut technique qui change la carte mentale de la chaleur industrielle.
Pourquoi cette température change tout
Beaucoup d’industries vivent dans un entre-deux thermique. La papeterie, la teinture textile, la brasserie ou la pharmacie travaillent entre 100 et 200 °C. Ces secteurs pourraient déjà bénéficier de pompes à chaleur avancées. Les vraies difficultés commencent plus haut. La céramique, la métallurgie, la pétrochimie réclament des températures allant de 400 °C à plus de 1 000 °C. Jusqu’ici, ces besoins étaient presque exclusivement couverts par le charbon, le gaz ou le fioul.
C’est là que la pompe thermoacoustique devient intéressante. Les chercheurs estiment qu’avec des progrès sur les matériaux et l’architecture du système, des températures allant jusqu’à 1 300 °C pourraient être atteintes d’ici 2040. À ce niveau, on ne parle plus d’appoint. On parle de substitution directe aux combustibles fossiles.
Quand le son devient un levier énergétique
Le principe mérite qu’on s’y attarde. La chaleur d’entrée génère des ondes sonores très intenses, piégées dans un résonateur. Ces ondes transportent l’énergie thermique, un peu comme des vagues qui déplacent du sable sur une plage. En contrôlant finement la géométrie et les matériaux, les chercheurs forcent l’énergie à remonter le gradient de température.
L’avantage est multiple. Pas de pièces mobiles, donc moins d’usure. Pas de lubrification, donc moins de maintenance. Pas de fluide complexe, donc moins de risques industriels. Sur le papier, c’est une machine taillée pour les environnements difficiles, là où les systèmes classiques montrent leurs limites.
Recycler la chaleur comme une matière première
La Chine consomme à elle seule environ 40 % de son énergie thermique dans l’industrie. Chaque amélioration d’efficacité a donc un impact massif. Si une usine peut récupérer la chaleur de ses propres fumées, l’élever en température et la réinjecter dans le procédé, elle transforme un déchet en ressource.
L’Agence internationale de l’énergie rappelle que les choix technologiques chinois influencent directement les trajectoires mondiales de décarbonation. Une technologie capable de fermer la boucle thermique dans les usines lourdes aurait un effet d’entraînement bien au-delà des frontières.
Soleil, nucléaire et chaleur industrielle
Autre point marquant : la source de chaleur initiale importe peu. La pompe peut fonctionner avec de la chaleur solaire concentrée, de la chaleur nucléaire basse température, ou simplement des rejets industriels. Ce n’est plus la source qui dicte l’usage, mais la capacité à rehausser la température.
À long terme, cela ouvre une perspective nouvelle. Des procédés aujourd’hui alimentés au gaz pourraient fonctionner avec du soleil stocké sous forme thermique, ou avec de la chaleur issue de réacteurs nucléaires dédiés à l’industrie. Le combustible ne brûle plus. Il chauffe, puis il recycle.
Une autre manière de penser la décarbonation
Cette pompe à chaleur ne promet pas une révolution instantanée mais elle proposeune voie pour arrêter de considérer la chaleur perdue comme une fatalité, et commencer à la traiter comme une matière première.
Si la promesse se confirme, une part significative des émissions industrielles pourrait être réduite sans changer leurs procédés, donc une promesse de déploiement à grande échelle.
Autre exemple de pari d’ingénierie réussi de la Chine :
Sources
- Emerging opportunities for high-temperature solid-state and gas-cycle heat pumps
(en français : « Nouvelles opportunités pour les pompes à chaleur à haute température à l’état solide et à cycle gazeux »)
Aleš Kitanovski; Klemen Klinar; Ercang Luo et al.
Nature Energy (2025)
https://doi.org/10.1038/s41560-025-01908-4 - A ultra-high-temperature free-piston thermoacoustic Stirling heat pump capable of achieving above 200 °C
(en français : « Une pompe à chaleur Stirling thermoacoustique à piston libre, à très haute température, capable d’atteindre plus de 200 °C »)
Longran Dai; Depeng Chang; Kaiqi Luo; Yanlei Sun; Jianying Hu; Ercang Luo
Applied Physics Letters, vol. 127, 143902 (2025)
https://doi.org/10.1063/5.0292379 - A heat-driven thermoacoustic heat pump supplying heat up to 270 °C
(en français : « Une pompe à chaleur thermoacoustique entraînée par la chaleur, capable de fournir une chaleur jusqu’à 270 °C »)
Yupeng Yang; Tianqi Wu; Yiwei Hu; Hao Chen; Chen Zhou; Xiaoyuan Zhang; Rui Yang; Ercang Luo
Energy, vol. 335 (2025), article 138325
https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.138325
Crédit image mise en avant : Institut de physique et de chimie
Cela ressemble beaucoup aux travaux menés par le LAUM, université du Mans. j ai vu le prototype fonctionner sur le meme principe voici 10 ans.
On a ça aussi en France avec la société Equium
À quand la pompe à chaleur acoustique pour les particuliers ?
Très intéressant