L’idée d’utiliser un environnement à basse température pour éviter la détérioration des aliments existe depuis des siècles. La création de l’appareil ménager familier est le résultat d’une série d’innovations par des chimistes, des ingénieurs et des inventeurs au cours des XVIIIe et XIXe siècles. Les inventeurs américains Oliver Evans, Jacob Perkins et John Gorrie sont reconnus pour avoir développé les premières versions du réfrigérateur moderne au début des années 18. Plus tard au cours de ce siècle, les travaux de l’ingénieur allemand Carl von Linden ont permis de stocker efficacement le réfrigérant chimique, ouvrant la voie à la production de masse de réfrigérateurs.
Premiers efforts de conservation des aliments
Les cultures humaines savent depuis longtemps que les températures froides peuvent protéger les denrées alimentaires précieuses des bactéries et d’autres facteurs qui peuvent les rendre non comestibles. Les méthodes de conservation telles que le salage et le séchage étaient également efficaces, mais elles n’étaient pas adaptées à tous les types d’aliments. Avant que la réfrigération mécanique ne soit largement disponible, de nombreuses cultures utilisaient des bâtiments bien isolés appelés glacières pour le stockage des aliments, utilisant la glace et la neige d’hiver comme réfrigérants naturels. Ces structures datent du deuxième millénaire avant JC en Europe et en Asie, et les noms des ingénieurs qui les ont conçus ont été perdus dans l’histoire.
Les premiers réfrigérateurs
Les glacières ont été utilisées jusque dans les temps modernes, en particulier dans les zones rurales où l’électricité et les appareils étaient chers ou indisponibles. Au début des années 1800, l’ingénieur américain Thomas Moore a créé une version domestique de la glacière, une chambre isolée portable refroidie par des blocs de glace. Moore a inventé le terme « réfrigérateur » pour décrire son invention, bien qu’il soit devenu plus communément connu sous le nom de « réfrigérateur ». Les glacières avaient la même forme générale et la même fonction que les réfrigérateurs modernes et certaines personnes utilisent encore ce nom. Dans de nombreuses régions, un livreur local, familièrement connu sous le nom de « homme de glace » aux États-Unis, apportait des blocs de glace fraîche dans les quartiers dans un chariot ou un camion.
Dans les années 1750, le physicien écossais William Cullen a découvert que certaines réactions chimiques éloigneraient la chaleur d’une zone particulière, créant une poche de froid. Cullen, indifférent aux applications pratiques de sa découverte, ne réalisa pas qu’il avait trouvé la base de la réfrigération moderne. À peu près au même moment où Thomas Moore a inventé la glacière, Oliver Evans a conçu, mais n’a pas construit, une machine pour utiliser le processus chimique de Cullen. Ce n’est qu’en 1834 que le scientifique Jacob Perkins a construit et breveté le premier réfrigérateur fonctionnel. Perkins, figure majeure de l’ingénierie américaine, a également bricolé des systèmes de chauffage et de refroidissement pour la maison et est parfois appelé le père de la réfrigération.
Dix ans plus tard, le médecin américain John Gorrie cherchait une source constante de glace pour abaisser la température corporelle des patients atteints de fièvre jaune. Les méthodes de livraison de glace courantes à l’époque étaient insuffisantes pour ses besoins. En partant de la conception originale d’Evans, il a donc construit une unité de réfrigération plus pratique et efficace que celle créée par Perkins. C’était le modèle du réfrigérateur moderne. En conséquence, Evans, Perkins et Gorrie peuvent effectivement partager le mérite de cet appareil désormais essentiel.
Le processus de réfrigération
Les systèmes de refroidissement mécaniques dépendent de produits chimiques appelés réfrigérants. Lorsque le réfrigérant circule dans l’appareil, il est comprimé, ce qui augmente sa température. Cette chaleur est libérée par l’arrière du réfrigérateur ; à mesure que la chaleur est dissipée, le réfrigérant se condense mais reste à cette haute pression. Le réfrigérant se déplace ensuite à travers un détendeur, où la pression chute et il se transforme à nouveau en gaz. Au fur et à mesure qu’il passe du liquide au gaz, sa température chute, refroidissant l’air. Des ventilateurs et des moteurs font circuler cet air refroidi dans une zone isolée.
Les premiers réfrigérateurs utilisaient des réfrigérants liquides comme l’éther, mais en 1876, Carl von Linden a découvert une méthode améliorée de liquéfaction du gaz. Cela a rendu pratique la production de masse d’appareils de réfrigération, ouvrant la voie à leur vente et à leur utilisation généralisées au 20e siècle.
Cependant, il y avait encore de graves problèmes avec la conception. Les premières unités de réfrigération utilisaient des gaz hautement toxiques tels que l’ammoniac, le dioxyde de soufre et le chlorure de méthyle. Les chambres contenant ces gaz fuyaient parfois, entraînant plusieurs accidents domestiques mortels au début des années 1900. Les fabricants d’appareils ont réalisé qu’un élément de refroidissement plus sûr était nécessaire, ce qui a conduit à la découverte de réfrigérants synthétiques appelés chlorofluorocarbures (CFC). Aussi connus collectivement sous le nom de Fréon®, ils sont devenus le réfrigérant standard dans le monde entier dans les décennies qui ont suivi.
Cependant, le Fréon® n’était pas non plus une solution parfaite. Dans les années 1970, des scientifiques ont découvert que les CFC contribuaient à l’appauvrissement de la couche d’ozone naturelle de la Terre. L’appauvrissement de la couche d’ozone, qui augmente les effets néfastes du rayonnement solaire sur la santé, a rapidement été compris comme une crise environnementale majeure. Les gouvernements mondiaux ont interdit l’utilisation des CFC dans les années 1980, même s’il faudra des décennies avant que tous les appareils qui les utilisent ne soient hors service. Les réfrigérateurs modernes utilisent des réfrigérants alternatifs plus sûrs, et leurs machines très efficaces nécessitent généralement de plus petites quantités de produits chimiques que celles utilisées par les unités plus anciennes.