Publié à l’origine par le laboratoire national d’Oak Ridge.

Lorsque Brian Fricke entre dans un supermarché, la preuve de ses réalisations scientifiques est omniprésente dans les vitrines réfrigérées abritant les fruits et légumes frais. En tant que chercheur sur les équipements de construction du laboratoire national d’Oak Ridge, Fricke veille depuis longtemps à ce que les produits soient conservés frais de manière économe en énergie et respectueuse de l’environnement.

Il y a près de dix ans, il a dirigé la recherche et le développement en collaboration avec l’industrie pour développer une réfrigération qui réduit les émissions de gaz à effet de serre et la consommation d’énergie – un système maintenant largement utilisé comme norme dans les supermarchés partout en Amérique du Nord.

« En voyant les nouvelles technologies pénétrer le marché américain, vous savez que cela ne vieillit jamais de voir cet équipement en action dans le cadre de ma vie quotidienne », a déclaré Fricke. « C’est une bonne chose de savoir que j’ai eu un petit quelque chose à voir avec ça. »

Le grand frisson

La contribution apparemment minime de Fricke a eu un impact important sur la quantité de gaz à effet de serre connus sous le nom d’hydrofluorocarbures, ou HFC, qui sont rejetés par les réfrigérateurs dans l’atmosphère. En seulement trois ans après sa mise sur le marché, le système de réfrigération repensé qu’il a contribué à établir a réduit l’empreinte carbone annuelle du pays d’environ 340 millions de livres en utilisant du dioxyde de carbone au lieu des HFC comme réfrigérant principal.

« Mon travail en tant que chercheur consistait à dépanner le système avant qu’il n’arrive sur le marché, en m’assurant qu’il est sûr, conforme et rentable dans les climats du sud où l’utilisation est élevée », a-t-il déclaré. « L’industrie se tourne vers les laboratoires nationaux pour éliminer tout problème afin qu’ils sachent que l’équipement fonctionnera comme prévu. »

En tant que chef de groupe pour la recherche sur les équipements de construction à l’ORNL, Fricke dirige une équipe de chercheurs dédiés à aider l’industrie à développer, démontrer et déployer des technologies éconergétiques dans les bâtiments résidentiels et commerciaux. L’équipe de Fricke travaille à améliorer les performances des chauffe-eau, des pompes à chaleur, des climatiseurs, des déshumidificateurs, des systèmes de réfrigération et des réfrigérants alternatifs. Ils utilisent des chambres d’essai expérimentales, de nouveaux matériaux et une modélisation informatique au Centre de recherche et d’intégration des technologies du bâtiment du DOE à l’ORNL pour développer des technologies respectueuses du climat.

Les recherches de Fricke ont aidé l’industrie à proposer certaines des innovations les plus remarquables du programme de recherche sur les technologies du bâtiment, comme la preuve que le réfrigérant N40 respectueux de l’environnement développé par Honeywell fonctionnerait bien en remplacement standard du réfrigérant commercial R-404A. Le N40 ininflammable et non toxique développé par l’industrie a un faible potentiel de réchauffement global, ou GWP. Fricke a comparé les performances des deux et a déterminé que le N40 augmentait l’efficacité des systèmes de réfrigération de 10 %. Cette découverte a ensuite ouvert la voie au R-404A pour être largement remplacé et interdit pour une utilisation dans de nouveaux équipements et limité dans les équipements préexistants.

« Travailler sur ce projet a été l’un des plus gratifiants car le réfrigérant à faible GWP a été commercialisé et mis en service, et l’impact positif sur l’environnement est mesurable », a-t-il déclaré. « Il faut beaucoup de patience et de temps pour prouver les concepts, mais plus tôt nous le ferons, plus vite nous pourrons aider l’industrie à mettre cette innovation sur le marché. »

Impact collaboratif

Pour Fricke, l’héritage du projet Honeywell continue. L’un des scientifiques impliqués dans les travaux sur le réfrigérant N40 du côté de l’industrie, Samuel Yana Motta, a récemment rejoint le groupe d’équipements de construction de l’ORNL en tant que chercheur principal en R&D. Fricke collaborera avec Motta en tant que chef de groupe, et il prévoit que les deux continueront à relever le défi de maintenir les réfrigérants sûrs, efficaces, rentables et respectueux de l’environnement.

« Les réglementations continuent de changer, et vous devez être prêt à changer avec cela, à vous adapter et à agir rapidement », a-t-il déclaré. « Les réfrigérants resteront un sujet brûlant à long terme. »

Fricke a déclaré que l’objectif de son équipe de recherche est de trouver des solutions grâce à la collaboration. « L’industrie se tourne vers nous pour obtenir de l’aide sur les problèmes techniques ; l’idée est que nous générons de nouvelles approches et trouvons ces réponses afin que des progrès soient réalisés et que le résultat soit un produit plus économe en énergie », a-t-il ajouté.

Fricke a appris le pouvoir de la collaboration avant de rejoindre l’ORNL. Le natif de Kansas City, Missouri, qui a obtenu son doctorat en génie mécanique de l’Université du Missouri, a passé près de deux décennies à enseigner, gravissant les échelons d’un assistant de recherche à un poste de professeur adjoint. Tout en donnant des cours à l’université, il a rejoint l’ASHRAE, l’American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, où il a rencontré d’autres ingénieurs en mécanique travaillant dans l’industrie et les universités, à l’échelle nationale et internationale, et dans des laboratoires nationaux à travers les États-Unis.

En s’engageant avec un réseau de professionnels, Fricke a compris comment les laboratoires nationaux peuvent être une ressource pour stimuler le développement d’innovations, en particulier pour l’industrie des aliments surgelés. Fricke a depuis occupé de nombreux postes de direction au sein de l’ASHRAE, présidant des comités dédiés au refroidissement commercial des aliments et des boissons, à la réfrigération et à la recherche sur les réfrigérants à faible PRG. Il a été chercheur principal dans plusieurs publications de l’ASHRAE et a reçu de nombreuses subventions de recherche. C’est grâce à l’ASHRAE qu’il s’est connecté à l’ORNL et a décidé de s’éloigner du monde universitaire et de passer à un poste à temps plein dans un laboratoire national.

« Enseigner était gratifiant mais, vous savez, faire de la recherche est l’équilibre dont j’avais besoin », a-t-il déclaré. « Et depuis que je suis arrivé au laboratoire en 2010, j’ai constamment grandi professionnellement. J’ai pu faire le travail pratique, et maintenant je dirige la direction de nos recherches sur l’équipement du bâtiment. C’est le bon équilibre que je ne savais pas vraiment qu’il me manquait toutes ces années universitaires.

Le travail de Fricke avec l’organisation professionnelle a grandi avec sa carrière de laboratoire. Il est récemment devenu membre de l’ASHRAE, une distinction décernée à quelques privilégiés à travers le monde qui ont réalisé des réalisations et des contributions importantes à l’industrie du chauffage, de la climatisation, de la réfrigération et de la ventilation. Fricke a déclaré qu’il attribue à son père, qui était un ingénieur fabriquant des composants pour l’industrie nucléaire, l’inspiration de son cheminement de carrière.

« J’ai appris de lui comment démonter et remonter les choses », a-t-il déclaré. « Tout doit fonctionner parfaitement avec les composants, quelle que soit l’application. Nous avons encore beaucoup à faire avec les réfrigérants, pour bien faire les choses à long terme. »

Fricke a l’intention que ce travail aide également spécifiquement les épiceries locales.

« Il est important de rendre les nouvelles technologies accessibles et rentables pour tous. Je pense aux petites épiceries indépendantes comme (celles) avec lesquelles j’ai grandi à Kansas City. Ils ont probablement des besoins différents, et il est important d’y répondre. Ils ont aussi besoin de solutions », a-t-il déclaré.

UT-Battelle gère l’ORNL pour le Bureau des sciences du Département de l’énergie, le plus grand soutien de la recherche fondamentale en sciences physiques aux États-Unis. L’Office of Science s’efforce de relever certains des défis les plus urgents de notre époque. Pour plus d’informations, veuillez visiter energy.gov/science.

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