Brevet FR3028927A1 — publié le 20160527

APPAREIL THERMIQUE MAGNETOCALORIQUE Domaine technique : La présente invention concerne un appareil thermique magnétocalorique à structure rotative autour d'un axe longitudinal, ledit appareil thermique comportant un arrangement magnétique définissant au moins deux entrefers parallèles entre eux, et agencé pour créer dans chacun desdits entrefers un champ magnétique variable autour de l'axe longitudinal, au moins deux supports portant des éléments magnétocaloriques et placés chacun dans le plan médian d'un desdits entrefers, ledit arrangement magnétique et lesdits supports étant en déplacement relatif l'un par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal pour faire subir aux éléments magnétocaloriques de chaque support un cycle magnétique créé par le champ magnétique variable dans l'entrefer correspondant. Technique antérieure La présente invention concerne le domaine du froid magnétique, et plus particulièrement celui des appareils thermiques utilisant l'effet magnétocalorique de matériaux dits magnétocaloriques. L'effet magnétocalorique (EMC) des matériaux magnétocaloriques consiste en une variation de leur température lorsqu'ils sont soumis à un champ magnétique variable en intensité. Il suffit ainsi de soumettre ces matériaux à une succession de cycles comportant une alternance de phases de magnétisation et de démagnétisation et de réaliser un échange thermique avec un fluide caloporteur traversant lesdits matériaux de part en part pour parvenir à une variation de température la plus élargie possible entre les extrémités desdits matériaux. Ce cycle est répété jusqu'à des fréquences de plusieurs Hertz. L'efficacité d'un tel cycle de réfrigération magnétique surpasse d'environ 50 % celle d'un cycle de réfrigération classique. 3028927 2 Le matériau magnétocalorique s'échauffe de manière quasi-instantanée quand il est placé dans un champ magnétique et il se refroidit suivant une même dynamique thermique quand il est retiré du champ magnétique. Pendant ces phases magnétiques, le fluide caloporteur va, soit se réchauffer au contact du matériau magnétocalorique 5 lors d'une phase dite de magnétisation, soit se refroidir au contact du matériau magnétocalorique lors d'une phase dite de démagnétisation. De manière générale, dans les applications fonctionnant à température ambiante, le fluide caloporteur est un liquide et circule dans des canaux rectilignes ou des pores débouchant existants dans le matériau magnétocalorique. A cet effet, le liquide caloporteur peut être de 10 l'eau pure ou additionnée d'antigel, un produit glycolé ou une saumure, par exemple. Plus le champ magnétique est élevé dans l'entrefer, plus l'effet magnétocalorique induit dans le matériau magnétocalorique est important, ce qui a pour effet d'augmenter la puissance thermique aussi bien que son gradient de température entre 15 ses deux extrémités d'entrée/sortie du fluide caloporteur, et donc le rendement global d'un tel appareil thermique magnétocalorique. De la même manière, quand la fréquence des cycles augmente, la puissance thermique (par exemple : le refroidissement) délivrée par l'appareil thermique augmente également. Pour que cette puissance augmente en proportion de l'augmentation de la fréquence, il est 20 nécessaire d'avoir un arrangement magnétique susceptible de pouvoir générer un champ magnétique uniforme et intense dans au moins un entrefer et de pouvoir réaliser le déplacement relatif de cet arrangement magnétique par rapport aux éléments magnétocaloriques en consommant le moins possible d'énergie. 25 A cet effet, les structures rotatives sont privilégiées car elles permettent, d'une part, de réaliser un appareil thermique compact avec l'arrangement magnétique en déplacement par rapport au(x) matériau(x) magnétocalorique(s) et, d'autre part, de présenter un bon ratio de matériau magnétocalorique par volume utilisé. Etant donné que la puissance thermique de l'appareil thermique dépend notamment de la quantité 30 de matériau magnétocalorique utilisée, une telle disposition est effectivement très avantageuse. La demanderesse a déposé à cet effet les demandes de brevets 3028927 3 FR 2 987 433 et FR 2 994 018 ayant pour objet des arrangements magnétiques rotatifs. Toutefois, étant donné que la perméabilité magnétique de l'air est inférieure à celle 5 des matériaux magnétocaloriques, le déplacement relatif des matériaux magnétocaloriques par rapport à l'arrangement magnétique ou inversement entraîne dans l'entrefer une alternance de différentes perméabilités magnétiques, avec une attraction magnétique plus importante au passage du matériau magnétocalorique. De ce fait, le déplacement ou la vitesse angulaire de l'arrangement magnétique ou des 10 éléments magnétocaloriques n'est pas naturellement continu, ni uniforme et génère des à-coups. Cette situation est gênante car elle perturbe le cycle magnétique en réduisant la puissance thermique et en augmentant la consommation d'énergie. Elle entraîne également une augmentation du niveau sonore de fonctionnement de l'appareil et a une incidence négative sur son endurance et sa stabilité mécanique. 15 Exposé de l'invention: La présente invention vise à résoudre ces inconvénients en proposant un appareil thermique magnétocalorique comportant un agencement particulier de l'arrangement 20 magnétique et/ou des éléments magnétocaloriques permettant de réduire le moment magnétique et de ce fait aussi le moment mécanique nécessaire à l'entraînement de l'arrangement magnétique afin d'obtenir un déplacement relatif rotatif et continu de l'arrangement magnétique par rapport aux matériaux magnétocaloriques. 25 Dans ce but, l'invention concerne un appareil thermique tel que décrit en préambule, caractérisé en ce que l'arrangement magnétique et les supports sont positionnés angulairement l'un par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal de manière à générer un déphasage entre le cycle magnétique subi par les éléments magnétocaloriques d'un des supports et celui subi par les éléments 30 magnétocaloriques de l'autre support. Ce déphasage est réalisé par construction, c'est-à-dire par l'agencement ou le positionnement particulier de l'arrangement 3028927 4 magnétique et/ou des éléments magnétocaloriques. Dans un premier mode de réalisation, l'arrangement magnétique peut comporter une première, une deuxième et une troisième structures magnétisantes pourvues chacune 5 d'au moins une paire de pôles magnétiques, et positionnées successivement de long de l'axe longitudinal de l'appareil thermique pour définir, avec leurs paires de pôles magnétiques, lesdits entrefers, et lesdites structures magnétisantes peuvent être positionnées angulairement l'une par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal de manière à générer un cycle magnétique dans un des entrefers qui est décalé d'un 10 angle de déphasage par rapport au cycle magnétique dans l'autre entrefer. Dans ce mode, la première et la troisième structures magnétisantes peuvent être identiques, montées avec un décalage angulaire entre elles correspondant à l'angle de déphasage. 15 En outre, la deuxième structure magnétisante peut comporter, d'une part, des premiers pôles magnétiques, qui forment un premier entrefer avec les pôles magnétiques correspondants de la première structure magnétisante et, d'autre part, des seconds pôles magnétiques, qui forment un second entrefer avec les pôles 20 magnétiques correspondants de la troisième structure magnétisante, et les premiers et seconds pôles magnétiques de ladite deuxième structure magnétisante peuvent être montés avec un décalage angulaire correspondant à l'angle de déphasage . Dans une première variante de réalisation de ce premier mode, la première et la 25 troisième structures magnétisantes peuvent être montées tête-bêche et décalées angulairement d'un angle correspondant à l'angle de déphasage, les premiers pôles magnétiques de la deuxième structure magnétisante peuvent avoir le même le sens de magnétisation que les pôles magnétiques de la première structure magnétisante avec lesquels ils coopèrent pour former l'entrefer, les seconds pôles magnétiques de la 30 deuxième structure magnétisante peuvent avoir le même le sens de magnétisation que les pôles magnétiques de la troisième structure magnétisante avec lesquels ils 3028927 5 coopèrent pour former l'entrefer, et le sens de magnétisation des premiers et second pôles magnétiques peut être le même pour créer une seule boucle de circulation du flux magnétique à l'intérieur dudit appareil traversant lesdites première, deuxième et troisième structures magnétisantes. 5 Dans une seconde variante de réalisation de ce premier mode, la première et la troisième structures magnétisantes peuvent être montées en regard et décalées angulairement d'un angle correspondant à l'angle de déphasage, les premiers pôles magnétiques de la deuxième structure magnétisante peuvent avoir le même sens de 10 magnétisation que les pôles magnétiques de la première structure magnétisante avec lesquels ils coopèrent pour former l'entrefer et créer une première boucle de circulation du flux magnétique à l'intérieur dudit appareil traversant lesdits premiers pôles magnétiques de la deuxième structure magnétisante et lesdits pôles magnétiques de la première structure magnétisante. Les seconds pôles magnétiques 15 de la deuxième structure magnétisante peuvent avoir le même sens de magnétisation que les pôles magnétiques de la troisième structure magnétisante avec lesquels ils coopèrent pour former l'entrefer et créer une seconde boucle de circulation du flux magnétique à l'intérieur dudit appareil traversant lesdits seconds pôles magnétiques de la deuxième structure magnétisante et lesdits pôles magnétiques de la troisième 20 structure magnétisante. Le sens de magnétisation des seconds pôles magnétiques peut être opposé à celui des premiers pôles magnétiques pour que le flux magnétique circule dans la première boucle dans le sens opposé au flux magnétique circulant dans la seconde boucle. 25 En outre, les éléments magnétocaloriques peuvent être positionnés angulairement l'un par rapport à l'autre sur leurs supports selon un angle prédéfini et l'angle de déphasage peut être inférieur à l'angle entre deux éléments magnétocaloriques adjacents. 30 De plus, les supports peuvent être géométriquement identiques et disposés parallèlement entre eux dans les entrefers correspondants, sans décalage angulaire. 3028927 6 De préférence, les supports sont plans. Dans le second mode de réalisation de l'invention, les supports peuvent être également géométriquement identiques, disposés parallèlement entre eux dans les 5 entrefers correspondants, mais décalés angulairement l'un par rapport à l'autre d'un angle correspondant à l'angle de déphasage. Dans ce mode, les éléments magnétocaloriques peuvent être positionnés angulairement l'un par rapport à l'autre sur leurs supports selon un angle prédéfini et 10 le décalage angulaire entre les deux supports peut être inférieur à l'angle entre deux éléments magnétocaloriques adjacents. Par exemple, l'angle de décalage entre les deux supports peut être égal à la moitié de l'angle entre deux éléments magnétocaloriques adjacents. 15 Dans ce second mode de réalisation, l'arrangement magnétique peut comprendre une première, une deuxième et une troisième structures magnétisantes positionnées successivement le long de l'axe longitudinal et définissant, avec leurs pôles magnétiques alignés et montés selon deux sens de magnétisation opposés, le premier 20 et le second entrefers. Dans les deux modes de réalisation, les éléments magnétocaloriques peuvent comporter N parallélépipèdes rectangles munis de matériau magnétocalorique et disposés dans une zone en forme de couronne dudit support, ladite couronne étant 25 centrée sur l'axe longitudinal. Cette couronne peut être définie par deux cercles concentriques, dits cercle interne et cercle externe. Dans ce cas, deux des faces opposées des parallélépipèdes rectangles formant lesdits éléments magnétocaloriques dites faces extrémales peuvent être tangentes chacune à un desdits cercles concentriques, et les axes médians longitudinaux de deux éléments 30 magnétocaloriques adjacents peuvent former entre eux un angle égal à 360/N degrés. 3028927 7 Dans les deux modes de réalisation, les pôles magnétiques peuvent présenter la forme de portions d'anneaux s'étendant sur des secteurs angulaires dont l'angle est déterminé pour que l'entrée des éléments magnétocaloriques dans le champ magnétique desdits pôles magnétiques débute par une arrête appartenant à l'une 5 desdites faces extrémales. On crée ainsi une variation d'induction magnétique la plus progressive et continue possible dans chaque élément magnétocalorique, ce qui permet encore de réduire la force nécessaire pour faire entrer et sortir les éléments magnétocaloriques dans le et hors du champ magnétique de l'entrefer. 10 Dans les deux modes de réalisation, les éléments magnétocaloriques peuvent être positionnés radialement sur ledit support. Dans les deux modes de réalisation, pour simplifier la structure de l'appareil thermique, les pôles magnétiques de chaque structure magnétisante peuvent être 15 identiques, mais montés selon deux sens de magnétisation opposés. Par élément magnétocalorique, il faut comprendre au sens de la présente invention un élément physique comportant du matériau magnétocalorique. Un élément magnétocalorique peut notamment comporter plusieurs types de matériaux 20 magnétocaloriques et réagir à différentes températures, ce qui génère un gradient thermique le long de l'élément magnétocalorique. Ainsi, les matériaux magnétocaloriques constituant les éléments magnétocaloriques peuvent présenter des températures de Curie différentes, ordonnées selon un ordre croissant ou décroissant. Les éléments magnétocaloriques susceptibles d'être positionnés dans l'entrefer de 25 l'appareil thermique selon l'invention sont destinés à être en contact thermique avec un fluide caloporteur. Ce fluide caloporteur peut par exemple circuler de leur extrémité froide vers leur extrémité chaude au cours d'une phase de magnétisation du cycle magnétique qui correspond à une phase dans laquelle les éléments magnétocaloriques sont positionnés dans un entrefer et soumis à un champ 30 magnétique (provoquant une hausse de leur température ) et de leur extrémité chaude vers leur extrémité froide au cours d'une phase suivante de démagnétisation du cycle 3028927 8 magnétique dans laquelle les éléments magnétocaloriques sont positionnés hors de l'entrefer et soumis à un champ magnétique nul (provoquant une diminution de leur température). Un cycle magnétocalorique comporte ainsi une phase de magnétisation et une phase de démagnétisation. 5 Le contact thermique entre le fluide caloporteur et les éléments magnétocaloriques peut être réalisé par un fluide caloporteur passant le long ou à travers les éléments magnétocaloriques. Les éléments magnétocaloriques peuvent comprendre des passages de circulation du fluide s'étendant entre les deux extrémités des éléments 10 magnétocaloriques. Ces passages peuvent être réalisés grâce à la porosité des matériaux magnétocaloriques, ou par des canaux par exemple obtenus par un ensemble de plaques de matériau magnétocalorique éventuellement rainurées ou préformées, assemblées et espacées uniformément ou réalisés dans des blocs de matériau magnétocalorique usinés. Les éléments magnétocaloriques peuvent aussi se 15 présenter sous la forme de sphères de taille calibrée de sorte que les interstices forment des passages de fluide. Toute autre forme de réalisation permettant au fluide caloporteur d'échanger thermiquement avec le matériau constituant un élément magnétocalorique peut, bien entendu, convenir. 20 De préférence, les aimants permanents décrits ci-dessus et utilisés pour réaliser le générateur de champ magnétique selon la présente invention présentent une induction uniforme. Description sommaire des dessins : 25 La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique simplifiée d'un appareil 30 thermique magnétocalorique selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique de l'appareil de la figure 1, illustrant plus 3028927 9 particulièrement son arrangement magnétique, - la figure 3 est une vue semblable à celle de la figure 2 d'un appareil selon une variante de réalisation du premier mode de l'invention, - la figure 4A est une représentation schématique simplifiée d'un appareil 5 thermique magnétocalorique selon un second mode de réalisation, - la figure 4B est une représentation des deux supports d'éléments magnétocaloriques superposés, illustrant leur décalage angulaire autour de l'axe central longitudinal, - la figure 5 est une vue schématique de l'appareil de la figure 4A, illustrant 10 plus particulièrement son arrangement magnétique, et - la figure 6 est vue semblable à celle de la figure 5 d'un appareil selon une variante de réalisation du second mode de réalisation de l'invention. Illustrations de l'invention et différentes manières de la réaliser : 15 Dans les exemples de réalisation illustrés, les pièces ou parties identiques portent les mêmes références numériques. Les figures 1 à 6 annexées représentent schématiquement un appareil thermique 1, 20 10, 100, 110 magnétocalorique selon deux modes de réalisation de l'invention. Cet appareil thermique 1, 10, 100, 110 comporte essentiellement un arrangement magnétique muni de trois structures magnétisantes SMi, SM2, SM3 qui seront décrites ci-après, deux supports Si, S2 préférentiellement identiques, disposés dans les entrefers E1, E2 définis par les structures magnétisantes et portant des éléments 25 magnétocaloriques 2, d'un dispositif (non représenté) de mise en circulation d'un fluide caloporteur à travers les éléments magnétocaloriques 2, et d'échangeurs de chaleur (non représentés) pour réaliser l'échange thermique avec l'environnement ou une application extérieure. 30 De préférence, la première structure magnétisante SMi et la troisième structure magnétisante SM3 de l'appareil thermique 1, 10, 100, 110 sont identiques. Cela 3028927 10 permet d'avoir une seule pièce susceptible de constituer la première SMi et la troisième SM3 structures magnétisantes. Dans les modes de réalisation présentés dans les figures 1 et 2, et 4A, 4B et 5, ces première et troisième structures magnétisantes SMi, SM3 sont montées tête-bêche et disposées en regard l'une de l'autre 5 parallèlement à un plan transversal central P, avec un décalage angulaire a entre elles pour le premier mode de réalisation (figures 1 et 2) et sans décalage angulaire pour le second mode de réalisation (figures 4A, 4B et 5). Dans les variantes présentées dans les figures 3 et 6, les première et troisième structures magnétisantes SMi, SM3 sont simplement montées en regard l'une de l'autre parallèlement au plan transversal 10 central P, avec un décalage angulaire a entre elles pour la variante de la figure 3 et sans décalage angulaire pour la variante de la figure 6. Dans les deux modes de réalisation, la deuxième structure magnétisante SM2 est interposée entre la première structure magnétisante SMi et la troisième structure 15 magnétisante SM3 de manière à délimiter deux entrefers Ei, E2 autour de plans transversaux Pi et P2 parallèles au plan central P et dans lesquels sont montés à chaque fois un support S 1, S2 portant les éléments magnétocaloriques 2. En outre, les entrefers Ei et E2 peuvent avoir le même volume. 20 Selon un premier mode de réalisation en référence aux figures 1 à 3, la première et la troisième structures magnétisantes SMi, SM3 sont montées l'une par rapport à l'autre avec un décalage angulaire d'un angle a. L'on obtient ainsi dans les deux entrefers El et E2 des profils d'induction magnétique qui sont identiques mais déphasés angulairement l'un par rapport à l'autre de l'angle a. Cela permet de réaliser une 25 compensation de l'effort magnétique induit par la pénétration des supports Si et S2 dans leur entrefer Ei, E2 respectif. Ce décalage angulaire a permet de lisser l'effort magnétique de pénétration dans le champ magnétique des éléments magnétocaloriques 2. Par ce décalage angulaire, les éléments magnétocaloriques 2 pénètrent progressivement dans le champ magnétique et ce, de façon continue entre 30 les supports Si et S2. De ce fait, il y a un flux continu de matière magnétocalorique qui pénètre dans le ou sort du champ magnétique et l'effort magnétique d'attraction 3028927 11 est alors constant et n'entraîne aucun à-coup dans le déplacement des structures magnétiques. Dans les deux modes de réalisation, chaque structure magnétisante SMi, SM2, SM3 5 comporte une base 6, 7, 8 en une matière ferromagnétique sur laquelle sont montés des aimants permanents et/ou des pièces ferromagnétiques constituant au moins une paire de pôles magnétiques P11, P12 ; P21, P22 ; P23, P24 ; P31, P32. Dans les exemples illustrés, les pôles magnétiques comportent chacun trois aimants montés sur la base 6, 7, 8. La base de la première et de la troisième structures magnétisantes SMi, SM3 10 est réalisée en une matière apte à conduire le champ magnétique qui doit circuler entre les deux pôles magnétiques P11, P12 ; P31, P32 de chaque première et troisième structures magnétisantes SMi, SM3. Pour ce faire, le pôle magnétique Pu de la première structure magnétisante SMi 15 présente une résultante d'induction magnétique Ru qui est, d'une part, parallèle à l'axe longitudinal L et à la résultante d'induction magnétique R12 de l'autre pôle magnétique P12 de cette première structure magnétisante SMi et, d'autre part, de sens opposé à la résultante d'induction magnétique R12 dudit pôle magnétique P12 Cela s'applique aux autres structures magnétisantes SM2 et SM3. Ainsi, pour chaque paire 20 de pôles magnétiques P21, P22 ; P23, P24 ; P31, P32 d'une même structure magnétisante et située dans un même entrefer Eu, E2, les résultantes d'induction R2u, R22 ; R23, R24 ; R31, R32 sont parallèles entre elles et à l'axe longitudinal L et de sens opposé. De ce fait, en référence au premier mode de réalisation, en orientant les sens de 25 magnétisation ou résultantes d'induction magnétique RH, R2u, R23, R31 des pôles magnétiques Pu l, P21, P23, P31 situés sur un même côté de l'appareil thermique 1 dans un sens et celui R12, R22, R24, R32 des pôles magnétiques opposés P12, P22, P24, P32 situés de l'autre côté de l'appareil thermique 1 dans le sens contraire, tel que cela ressort plus particulièrement à la figure 2, le flux d'induction magnétique induit par 30 l'arrangement magnétique forme une seule boucle B fermée dans l'appareil 1. En référence à la figure 2, le flux magnétique circule dans l'appareil thermique 1 : 3028927 12 - du pôle magnétique Pii de la première structure magnétisante SM' au premier pôle magnétique P21 de la deuxième structure magnétisante SM2, en traversant l'entrefer Ei et le support Si, puis - par l'intermédiaire de la base 7 en matière ferromagnétique de la deuxième 5 structure magnétisante SM2, du premier pôle magnétique P21 au second pôle magnétique P23, puis - du second pôle magnétique P23 au pôle magnétique P31 de la troisième structure magnétisante SM3, en traversant l'entrefer E2 et le support S2, puis - par l'intermédiaire de la base 8 en matière ferromagnétique de la troisième 10 structure magnétisante SM3, du pôle magnétique P31 au pôle magnétique P32, puis - du pôle magnétique P32 de la troisième structure magnétisant SM3 au second pôle magnétique P24 de la deuxième structure magnétisante SM2 en traversant l'entrefer E2 et le support S2, puis 15 - du second pôle magnétique P24 de la deuxième structure magnétisante SM2 au premier pôle magnétique P22 de la deuxième structure magnétisante SM2 par l'intermédiaire de la base 7 en matière ferromagnétique, puis - du premier pôle magnétique P22 de la deuxième structure magnétisante SM2 au pôle magnétique P12 de la première structure magnétisante SM' en 20 traversant l'entrefer El et le support Si, puis - par l'intermédiaire de la base 6 en matière ferromagnétique de la première structure magnétisante SMi, du pôle magnétique P12 au pôle magnétique Pii. En référence à la variante de ce mode de réalisation illustrée dans la figure 3, dans 25 laquelle le générateur thermique 10 se démarque uniquement par une orientation différente des sens d'aimantation ou résultantes d'induction magnétique de certains pôles magnétiques, l'on obtient deux boucles magnétiques Bi et B2. Dans cette variante, les résultantes d'induction magnétique R23 et R24 des seconds pôles magnétiques P23 et P24 de la deuxième structure magnétisante SM2 sont orientées 30 dans le sens inverse aux résultantes d'induction magnétique R21 et R22 des premiers pôles magnétiques P21 et P22 de la deuxième structure magnétisante SM2 Les 3028927 13 résultantes d'induction magnétique Rii et Riz des pôles magnétiques Pli et P12 de la première structure magnétisante SM1 sont orientées dans le même sens que les résultantes d'induction magnétique R21 et R22 des premiers pôles magnétiques P21 et P22 de la deuxième structure magnétisante SM2 avec lesquels ils coopèrent pour 5 former le premier entrefer Eu. L'on obtient ainsi la première boucle magnétique Bi. De la même manière, les résultantes d'induction magnétique R31 et R32 des pôles magnétiques P31 et P32 de la troisième structure magnétisante SM3 sont orientées dans le même sens que les résultantes d'induction magnétique R23 et R24 des seconds pôles magnétiques P23 et P24 de la deuxième structure magnétisante SM2 avec lesquels ils 10 coopèrent pour former le second entrefer E2. L'on obtient ainsi la seconde boucle magnétique B2. En référence à la figure 3, le flux magnétique circule dans l'appareil thermique 10, dans la première boucle Bi : - du pôle magnétique Pii de la première structure magnétisante SM1 au premier pôle magnétique P21 de la deuxième structure magnétisante SM2, en 15 traversant l'entrefer El et le support Si, puis - par l'intermédiaire de la base 7 en matière ferromagnétique de la deuxième structure magnétisante SM2, du premier pôle magnétique P21 au premier pôle magnétique P22, puis - du premier pôle magnétique P22 au pôle magnétique P12 de la première 20 structure magnétisante SMi, en traversant l'entrefer El et le support Si, - puis par l'intermédiaire de la base 6 en matière ferromagnétique de la première structure magnétisante SMi, du pôle magnétique P12 au pôle magnétique Pli. 25 De la même manière, en référence à la figure 3, le flux magnétique circule dans l'appareil thermique 10, simultanément dans la seconde boucle B2 : - du pôle magnétique P31 de la troisième structure magnétisante SM3 au second pôle magnétique P23 de la deuxième structure magnétisante SM2, en traversant l'entrefer E2 et le support S2, puis 30 - par l'intermédiaire de la base 7 en matière ferromagnétique de la deuxième structure magnétisante SM2, du second pôle magnétique P23 au second pôle 3028927 14 magnétique P24, puis - du second pôle magnétique P24 au pôle magnétique P32 de la troisième structure magnétisante SM3, en traversant l'entrefer E2 et le support S2, - puis par l'intermédiaire de la base 8 en matière ferromagnétique de la 5 troisième structure magnétisante SM3, du pôle magnétique P32 au pôle magnétique P31. Dans les deux modes de réalisation, les supports Si, S2 et les structures magnétisantes SMi, SM2, SM3 sont montés autour de l'axe longitudinal L de l'appareil thermique 1 10 selon un mouvement rotatif relatif des uns par rapport aux autres de sorte que les éléments magnétocaloriques 2 puissent entrer et sortir alternativement des entrefers El, E2. De préférence, afin de simplifier la construction mécanique et les écoulements 15 fluidiques, les supports Si et S2 sont fixes et les structures magnétisantes SMi, SM2, SM3 sont mises en rotation par rapport à l'axe longitudinal L par tout moyen d'entraînement adapté. A cet effet, la position relative des structures magnétisantes SMi, SM2, SM3 entre-elles est maintenue fixe, soit rigidement, soit par attraction magnétique entre elles, par exemple. Dans ce dernier cas, au moins une des 20 structures magnétisantes SMi est montée rigidement sur l'axe longitudinal L qui l'entraîne selon un mouvement de rotation et les autres structures magnétisantes SM2, SM3 sont montées libres en rotation sur l'axe longitudinal L et entraînées en rotation par l'attraction magnétique de la structure magnétisante SMi qui se meut. 25 Bien que les éléments magnétocaloriques 2 représentés dans les dessins annexés présentent la forme de parallélépipèdes rectangles, cette configuration n'est pas limitative, et d'autres formes peuvent être envisageables. Ainsi, à tire d'exemple, les éléments magnétocaloriques peuvent être sous la forme de blocs, poreux ou comportant des canaux de circulation, dont la base est trapézoïdale ou comporte des 30 faces latérales qui ne sont pas parallèles entre elles. 3028927 15 Les supports Si, S2 comportant les éléments magnétocaloriques 2 sont de préférence identiques géométriquement. La présente invention se démarque de celles divulguées dans les demandes susvisées 5 par le positionnement particulier des structures magnétisantes SMi, SM2, SM3 entre elles et/ou par le positionnement des supports Si et S2 entre eux. En effet, un décalage angulaire est réalisé, qui permet d'obtenir une induction magnétique de préférence identique, mais décalée ou déphasée entre les deux entrefers Ei, E2. De cette manière, une compensation magnétique apparaît entre les efforts magnétiques 10 nécessaires pour réaliser un déplacement continu des structures magnétisantes SMi, SM2, SM3 par rapport aux supports Si, S2 d'éléments magnétocaloriques, ou inversement. Ainsi, en référence aux figures 1 à 3 qui représentent un appareil thermique 1, 10 15 magnétocalorique selon un premier mode de réalisation de l'invention, la première et la troisième structures magnétisantes SMi, SM3 sont décalées angulairement l'une par rapport à l'autre d'un angle a. Les figures 4A, 4B, 5 et 6 représentent quant à elles un appareil thermique 100, 110 réalisé selon un second mode, dans lequel ce sont les supports Siet S2 qui sont décalés angulairement entre eux d'un angle (3. 20 Cet angle de décalage a des structures magnétisantes SMi et SM3 dans les figures 1 à 3 correspond dans cet exemple à la moitié de l'angle 0 entre deux éléments magnétocaloriques 2 consécutifs, ces derniers étant disposés radialement autour de l'axe longitudinal L. Les éléments magnétocaloriques 2 peuvent également être 25 orientés ou disposés de manière non radiale sur leur support Si, S2. Une telle configuration n'est pas représentée. De préférence, les éléments magnétocaloriques 2 sont disposés dans une zone annulaire en forme de couronne C des supports Si et S2. Cette couronne C est 30 délimitée par un cercle interne 3 et un cercle externe 4 qui est concentrique au cercle interne 3. Dans les exemples représentés, les deux faces opposées les plus éloignées 3028927 16 desdits éléments magnétocaloriques 2 sont tangentes chacune à un des cercles concentriques 3 et 4 et les axes médians longitudinaux de deux éléments magnétocaloriques adjacents 2 forment entre eux un angle 0 égal à 360/N degrés, N étant le nombre d'éléments magnétocaloriques 2 portés par un support Si, S2. En 5 outre, l'angle de décalage a des structures magnétisantes SMi et SM3 est de préférence inférieur à l'angle 0 entre deux éléments magnétocaloriques 2 adjacents. En outre, pour aider encore à la rotation continue des différents éléments en mouvement dans l'appareil thermique 1, 10 selon l'invention, il peut être prévu 10 d'orienter les différents éléments magnétocaloriques 2 par rapport aux faces latérales des pôles magnétiques de telle sorte que l'entrée des éléments magnétocaloriques 2 dans les champs magnétiques des entrefers Ei, E2 est réalisée progressivement, par un coin ou une extrémité angulaire des éléments magnétocaloriques 2, et en particulier par une arête 5 appartenant à une des faces extrémales F les plus éloignées 15 des éléments magnétocaloriques 2, à savoir la face tangente au cercle interne 3. Cela permet d'obtenir une entrée progressive des éléments magnétocaloriques 2 dans le champ magnétique, et donc de favoriser un déplacement continu des structures magnétisantes SMi, SM2, SM3 par rapport aux supports Si et S2 d'éléments magnétocaloriques 2. Une telle configuration peut également être transposée dans le 20 second mode de réalisation dans lequel les supports Si et S2 sont décalés angulairement. Dans ce premier mode de réalisation, illustré aux figures 1, 2 et 3, les pôles magnétiques P21, P22 de la deuxième structure magnétisante SM2 qui coopèrent avec 25 la première structure magnétisante SMi sont décalés angulairement d'un anglea qui correspond à l'angle de décalage a avec les pôles magnétiques P23, P24 de la deuxième structure magnétisante SM2 qui coopèrent avec la troisième structure magnétisante SM3. Il en résulte que les inductions magnétiques dans les entrefers Ei, E2 sont également décalées d'un angle de déphasage égal à l'angle a. 30 Dans une telle configuration, l'effort de pénétration dans le champ est limité car 3028927 17 l'effort d'attraction du support S2 dans le champ magnétique de l'entrefer E2 n'a pas lieu en même temps que l'effort de l'attraction du support Si dans le champ magnétique de l'entrefer Ei. Par pénétrations successives des éléments magnétocaloriques 2 du support Si dans le champ magnétique de l'entrefer Ei et des 5 éléments magnétocaloriques 2 du support S2 dans le champ magnétique de l'entrefer E2, l'effort magnétique devient alors continu et constant. Dans cette configuration, les pôles magnétiques des trois structures magnétisantes SMi, SM2, SM3 s'étendent sur un secteur angulaire identique, mais décalé 10 angulairement pour certains desdits pôles magnétiques. Les figures 4A, 4B, 5 et 6 représentent le second mode de réalisation dans lequel l'appareil thermique 100, 110 comporte deux entrefers Ei, E2 parallèles dans lesquels les supports Si et S2 sont disposés avec un décalage angulaire (3 entre eux. La figure 15 4B représente à cet effet uniquement le positionnement des deux supports Si et S2 l'un par rapport à l'autre, superposés et décalés d'un angle (3. Pour faciliter la compréhension, les éléments magnétocaloriques 2 du support Si sont représentés avec des hachures, ces dernières pouvant notamment illustrer les canaux de circulation du fluide caloporteur à travers lesdits éléments magnétocaloriques 2. 20 Cette configuration représente un cas particulier dans lequel l'angle de décalage (3 est égal à la moitié de l'angle 0 entre les deux axes médians longitudinaux de deux éléments magnétocaloriques 2 adjacents d'un support Si, S2. Le plan de coupe des figures 5 et 6 passant par l'axe longitudinal L coupe des éléments magnétocaloriques 2 du support Si montés dans le premier entrefer Ei mais pas les éléments 25 magnétocaloriques 2 du support S2 montés dans le second entrefer E2. Cela est dû au décalage angulaire (3 entre les deux supports Si et S2. Les structures magnétisantes SMi, SM2, SM3 peuvent être les mêmes que celles décrites dans le premier mode de réalisation des figures 1 à 3, à la différence que les pôles magnétiques P11, P12; P21, P22; P23, P24 ; P31, P32 sont tous alignés entre eux longitudinalement, sans décalage 30 angulaire, comme représenté dans les figures 4A, 4B, 5 et 6. La circulation du flux magnétique dans l'appareil thermique 100 des figures 4A, 4B et 5 est identique à 3028927 18 celle décrite en relation avec l'appareil thermique 1 des figures 1 et 2, sans toutefois de décalage angulaire entre les pôles magnétiques. De la même manière, la circulation du flux magnétique dans l'appareil thermique 110 de la figure 6 est identique à celle décrite en relation avec l'appareil thermique 10 de la figure 3, sans 5 toutefois de décalage angulaire entre les pôles magnétiques. Ainsi, les cycles magnétiques subis par les éléments magnétocaloriques 2 dans les entrefers Ei et E2 sont décalés d'un angle de déphasage égal à l'angle de décalage (3, ce qui permet de réaliser une compensation magnétique entre les forces d'attraction/répulsion qui apparaissent dans les deux entrefers Ei et E2 entre les éléments magnétocaloriques 2 10 et les pôles magnétiques Pli, P12; P21, P22; P23, P24; P31, P32 des structures magnétisantes SMi, SM2, SM3. Il en résulte un lissage du déplacement des structures magnétiques par rapport aux supports Si et S2. En d'autres termes, il y a un flux continu de matière magnétocalorique qui pénètre dans le champ magnétique et l'effort magnétique d'attraction est alors constant et n'entraîne aucun à-coup dans le 15 déplacement des structures magnétisantes. Dans les appareils thermiques 1, 10, 100, 110 décrits, un cycle magnétique comporte deux phases de magnétisation, correspondant, pour les éléments magnétocaloriques 2, à une position entre deux pôles magnétiques P11, P21 ; P12, P22 ; P23, P31 ; P24, P32, 20 et deux phases de démagnétisation correspondant, pour les éléments magnétocaloriques 2, à une position en dehors desdits pôles. De ce fait, au cours d'une révolution complète de l'arrangement magnétique, chaque élément magnétocalorique 2 expérimente deux cycles magnétocaloriques successifs comportant deux magnétisations et deux démagnétisations lors d'une révolution 25 autour de l'axe longitudinal L. Dans les exemples d'appareils thermiques 100, 110 représentés dans les figures 4A, 4B, 5 et 6, l'angle de décalage (3 entre les deux supports Si et S2 correspond à la moitié de l'angle 0 entre deux éléments magnétocaloriques 2 adjacents. En outre, 30 comme déjà décrit plus haut, pour améliorer la rotation continue de l'arrangement magnétique, les pôles magnétiques P11, P12, P21, P22, P23, P24, P31, P32 présentent la 3028927 19 forme de portions d'anneaux s'étendant sur des secteurs angulaires, dont l'angle est déterminé pour former les deux phases de magnétisation et les deux phases de démagnétisation sur une révolution complète de l'arrangement magnétique. La disposition radiale des pôles magnétiques et la disposition radiale des éléments 5 magnétocaloriques 2 impliquent que l'entrée des éléments magnétocaloriques 2 dans le champ magnétique desdits pôles magnétiques P11, P12, P21, P22, P23, P24, P31, P32 débute par une arête, dite arête d'entrée 5, appartenant à l'une des deux faces extrémales F des éléments magnétocaloriques 2. Dans les modes de réalisation décrits, c'est l'arête d'entrée de la face extrémale située sur le cercle interne 3 de la 10 couronne C qui est la première à rentrer dans le champ magnétique. L'invention n'est pas limitée à la configuration telle qu'illustrée des pôles magnétiques P11, P12, P21, P22 , P23, P24, P31, P32 et des supports Si, S2. Ainsi, les pôles magnétiques qui sont représentés comme comportant trois aimants permanents 15 peuvent comporter un nombre différent d'aimants permanents, un seul par exemple avec des formes différentes. De même, la forme des pôles magnétiques peut être différente de celle illustrée, et adaptée à la forme et au volume des entrefers Eu, E2 dicté par la forme des supports Si, S2 et des éléments magnétocaloriques 2 devant être soumis au champ magnétique des entrefers Eu, E2, ainsi qu'à l'intensité de ce 20 champ magnétique. Les moyens de mise en circulation du fluide caloporteur ne sont pas représentés. Ils peuvent être sous forme de pistons ou membranes entraînés mécaniquement par une came elle-même entrainée en rotation. 25 Possibilités d'application industrielle : Il ressort clairement de cette description que l'invention permet d'atteindre les buts fixés, à savoir proposer un appareil thermique magnétocalorique ayant une vitesse de 30 rotation la plus constante et la plus stable possible, dont le niveau sonore est faible, la durée de vie accrue et dont la réalisation est structurellement simple. 3028927 20 Un tel appareil peut notamment trouver une application aussi bien industrielle que domestique lorsqu'il est intégré dans un appareil thermique magnétocalorique destiné à être exploité dans le domaine du refroidissement, de la climatisation, du tempérage, 5 du chauffage ou autres, à des coûts compétitifs et avec un faible encombrement. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier. REVENDICATIONS1. Appareil thermique (1, 10, 100, 110) magnétocalorique à structure rotative autour d'un axe longitudinal (L), ledit appareil thermique (1, 10, 100, 110) comportant un arrangement magnétique définissant au moins deux entrefers (Ei, E2) parallèles entre eux et agencé pour créer dans chacun desdits entrefers (Ei, E2) un champ magnétique variable autour de l'axe longitudinal (L), au moins deux supports (Si, S2) portant des éléments magnétocaloriques (2) et placés chacun dans le plan médian (Pi, P2) d'un desdits entrefers (Ei, E2), ledit arrangement magnétique et lesdits supports (Si, S2) étant en déplacement relatif l'un par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal (L) pour faire subir aux éléments magnétocaloriques (2) de chaque support (Si, S2) un cycle magnétique créé par le champ magnétique variable dans l'entrefer (Ei, E2) correspondant, appareil thermique caractérisé en ce que l'arrangement magnétique et les supports (Si, S2) sont positionnés angulairement l'un par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal (L) de manière à générer un déphasage entre le cycle magnétique subi par les éléments magnétocaloriques (2) d'un des supports (Si) et celui subi par les éléments magnétocaloriques de l'autre support (S2). 2. Appareil thermique (1, 10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrangement magnétique comporte une première, une deuxième et une troisième structures magnétisantes (SMi, SM2, SM3), pourvues chacune d'au moins une paire de pôles magnétiques (Pii, P12; P21, P22, P23, P24; P31, P32), et positionnées successivement de long de l'axe longitudinal (L) de l'appareil thermique (1, 10) pour définir, avec leurs paires de pôles magnétiques (P11, P12; P21, P22, P23, P24; P31, P32), lesdits entrefers (Ei, E2) et en ce que lesdites structures magnétisantes (SMi, SM2, SM3) sont positionnées angulairement l'une par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal (L) de manière à générer un cycle magnétique dans un des entrefers (Ei) qui est décalé d'un angle de déphasage par rapport au cycle magnétique dans l'autre entrefer (E2). 3028927 22 3. Appareil thermique (1, 10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première et la troisième structures magnétisantes (SMi, SM3) sont identiques et montées avec un décalage angulaire d'angle (a) entre elles correspondant à l'angle de déphasage. 5 4. Appareil thermique (1, 10), selon la revendication 3, caractérisé en ce que la deuxième structure magnétisante (SM2) comporte, d'une part, des premiers pôles magnétiques (P21, P22), qui forment un premier entrefer (Ei) avec les pôles magnétiques correspondants (Pu, Pie) de la première structure magnétisante (SMi) 10 et, d'autre part, des seconds pôles magnétiques (P23, P24), qui forment un second entrefer (E2) avec les pôles magnétiques correspondants (P31, P32) de la troisième structure magnétisante (SM3), et en ce que les premiers pôles magnétiques (P2i, P22) et les seconds pôles magnétiques (P23, P24) de ladite deuxième structure magnétisante (SM2) sont montés avec un décalage angulaire d'angle (a) entre eux correspondant à 15 l'angle de déphasage . 5. Appareil thermique (1), selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la première et la troisième structures magnétisantes (SMi, SM3) sont montées tête-bêche et décalées angulairement d'un angle (a) correspondant à 20 l'angle de déphasage, en ce que les premiers pôles magnétiques (P2i, P22) de la deuxième structure magnétisante (SM2) ont le même le sens de magnétisation que les pôles magnétiques (Pli, P12) de la première structure magnétisante (SMi) avec lesquels ils coopèrent pour former l'entrefer (Eu), 25 en ce que les seconds pôles magnétiques (P23, P24) de la deuxième structure magnétisante (SM2) ont le même le sens de magnétisation que les pôles magnétiques (P3i, P32) de la troisième structure magnétisante (SM3) avec lesquels ils coopèrent pour former l'entrefer (E2), et en ce que le sens de magnétisation des premiers et second pôles magnétiques (P2i, 30 P22, P31, P32) est le même pour créer une seule boucle (B) de circulation du flux magnétique à l'intérieur dudit appareil (1) traversant lesdites première, deuxième et 3028927 23 troisième structures magnétisantes (SMi, SM2, SM3). 6. Appareil thermique (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la première et la troisième structures magnétisantes (SMi, SM3) 5 sont montées en regard et décalées angulairement d'un angle (a) correspondant à l'angle de déphasage, en ce que les premiers pôles magnétiques (P21, P22) de la deuxième structure magnétisante (SM2) ont le même le sens de magnétisation que les pôles magnétiques (Pli, P12) de la première structure magnétisante (SMi) avec lesquels ils coopèrent 10 pour former l'entrefer (Eu) et créer une première boucle (Bi) de circulation du flux magnétique à l'intérieur dudit appareil (10) traversant lesdits premiers pôles magnétiques (P2i, P22) de la deuxième structure magnétisante (SM2) et lesdits pôles magnétiques (Pli, Pie) de la première structure magnétisante (SM1), en ce que les seconds pôles magnétiques (P23, P24) de la deuxième structure 15 magnétisante (SM2) ont le même sens de magnétisation que les pôles magnétiques (P3i, P32) de la troisième structure magnétisante (SM3) avec lesquels ils coopèrent pour former l'entrefer (E2) et créer une seconde boucle (B2) de circulation du flux magnétique à l'intérieur dudit appareil (10) traversant lesdits seconds pôles magnétiques (P23, P24) de la deuxième structure magnétisante (SM2) et lesdits pôles 20 magnétiques (P3i, P32) de la troisième structure magnétisante (SM3), et en ce que le sens de magnétisation des seconds pôles magnétiques (P23, P24) est opposé à celui des premiers pôles magnétiques (P2i, P22) pour que le flux magnétique circule dans la première boucle (Bi) dans le sens opposé au flux magnétique circulant dans la seconde boucle (B2). 25 7. Appareil thermique (1, 10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les éléments magnétocaloriques (2) sont positionnés angulairement l'un par rapport à l'autre sur leurs supports (Su, S2) selon un angle (0) et en ce que l'angle de déphasage est inférieur à l'angle (0) entre deux éléments 30 magnétocaloriques (2) adjacents. 3028927 24 8. Appareil thermique (1, 10), selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les supports (Si, S2) sont géométriquement identiques et disposés parallèlement entre eux dans les entrefers (Ei, E2) correspondants, sans décalage angulaire. 5 9. Appareil thermique (100, 110) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les supports (Si, S2) sont géométriquement identiques, disposés parallèlement entre eux dans les entrefers (Ei, E2) correspondants, et décalés angulairement l'un par rapport à l'autre d'un angle 03) correspondant à l'angle de déphasage. 10 10. Appareil thermique (100, 110), selon la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments magnétocaloriques (2) sont positionnés angulairement l'un par rapport à l'autre sur leurs supports (Si, S2) selon un angle (0) et en ce que le décalage angulaire 03) entre les deux supports (Si, S2) est inférieur à l'angle (0) entre deux éléments 15 magnétocaloriques (2) adjacents. 11. Appareil thermique (100, 110), selon l'une quelconque des revendications 9 à 10, caractérisé en ce que l'arrangement magnétique comprend une première, une deuxième et une troisième structures magnétisantes (SMi, SM2, SM3), positionnées 20 successivement de long de l'axe longitudinal (L), et définissant, avec leurs pôles magnétiques (P11, P12; P21, P22 P23, P24; P31, P32) alignés et montés selon deux sens de magnétisation opposés, un premier (Ei) et un second (E2) entrefers. 12. Appareil thermique (1, 10, 100, 110), selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que les éléments magnétocaloriques (2) comportent N parallélépipèdes rectangles munis de matériau magnétocalorique et disposés dans une zone en forme de couronne (C) dudit support (Si, S2), ladite couronne (C) étant centrée sur l'axe longitudinal (L). 30 13. Appareil thermique (1, 10, 100, 110), selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite couronne (C) est définie par deux cercles concentriques, dits cercle interne 3028927 25 et cercle externe (3, 4), en ce que deux des faces opposées des parallélépipèdes rectangles formant lesdits éléments magnétocaloriques (2) dites faces extrémales (F) sont tangentes chacune à un desdits cercles concentriques, et en ce que les axes médians longitudinaux de deux éléments magnétocaloriques adjacents (2) forment 5 entre eux ledit angle (0) égal à 360/N degrés. 14. Appareil thermique selon la revendication 13, caractérisé en ce que les pôles magnétiques (P11, P12, P21, P22, P23, P24, P31, P32) présentent la forme de portions d'anneaux s'étendant sur des secteurs angulaires dont l'angle est déterminé pour que 10 l'entrée des éléments magnétocaloriques (2) dans le champ magnétique desdits pôles magnétiques débute par une arrête appartenant à l'une desdites faces extrémales (F). 15. Appareil thermique (1, 10, 100, 110), selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments magnétocaloriques (2) sont 15 positionnés radialement sur ledit support (Su, S2). 16. Appareil thermique (1, 10, 100, 110), selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pôles magnétiques (P11, P12; P21, P22, P23, P24; P31, P32) de chaque structure magnétisante (SMi, SM2, SM3) sont identiques, mais montés selon deux sens de 20 magnétisation opposés.