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Vaincre la chaleur – des solutions innovantes pour rafraîchir bâtiments et citadins

La chaleur se prête bien à des vacances à la mer ou à un pique-nique dans un parc ombragé, mais pour beaucoup elle s’avère être un frein à des activités plus productives. Les températures élevées peuvent être gênantes dans nombre d’activités telles que travailler, dormir ou même penser.

Heureusement, beaucoup d’individus profitent des joies de la climatisation, qui n’a pourtant pas que des avantages. En effet, selon l’Agence internationale de l’énergie, les systèmes de chauffage et de climatisation (CVC) représentent aujourd’hui 40 % de la consommation d’énergie totale des bâtiments. Cela se traduit par des coûts élevés et des besoins non viables à la fois pour les infrastructures et les ressources. Il n’est donc pas surprenant de voir se développer de nouvelles et meilleures méthodes de climatisation.

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Utiliser moins de ressources pour stimuler le changement - Quel est le moteur du monde ? Les technologies innovantes. Et en matière de mobilité, de construction, d’énergie et de production, les innovations écologiques modifient particulièrement l’environnement des individus et leur manière d’interagir avec lui.
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Fait le 01/09/2017

La naissance de la climatisation

La climatisation moderne alimentée par du liquide de refroidissement a été inventée le 17 juillet 1902 par Willis Carrier pour aider une imprimerie à lutter contre les variations d’humidité. À cette époque, les individus se préoccupaient peu des ressources naturelles ou de la pollution. Cette façon de penser a perduré quasiment tout au long du XXe siècle. Avec le développement du réseau électrique, les systèmes CVC devinrent un incontournable des bâtiments modernes.

La climatisation intérieure a rendu les étés citadins bien plus supportables. Elle a également permis l’expansion du modèle urbain moderne, lancé par les villes du nord de l’Europe et de l’Amérique du Nord pour s’étendre vers les villes du sud autrefois jugées trop chaudes. Atlanta et Dubaï, par exemple, n’auraient jamais pu devenir des centres économiques sans la climatisation.

L’air conditionné ne disparaîtra pas à court terme, mais il peut être remplacé par des procédés traditionnels permettant de réduire la quantité d’énergie nécessaire à la climatisation.

Climatiseur (1950), entreprise de W. Carrier pour la NASA
Climatiseur (1950), entreprise de W. Carrier pour la NASA

Méthodes traditionnelles de lutte contre la chaleur

Les individus vivant dans des régions au climat chaud ont toujours trouvé des solutions pour lutter contre la chaleur. Bon nombre des méthodes suivantes sont encore utilisées aujourd’hui : hauts plafonds, fenêtres à croisillons, rideaux sombres, murs en pisé, blocs de glace, fontaines publiques et siestes méridiennes. Mais malgré leur simplicité et leur durabilité, ces stratégies traditionnelles ont commencé à disparaître, concurrencées par l’usage généralisé de l’air conditionné. 

Et pourtant ces solutions simples fonctionnent. Voici notre liste présentant dix moyens à faible impact de lutter contre la chaleur.

Le top 10 d’Urban Hub : des solutions simples pour rester au frais

  1. Faites une sieste au moment le plus chaud de la journée.
  2. Humidifiez-vous avec une serviette mouillée ou prenez un bain de pieds.
  3. Buvez des boissons non alcoolisées, de préférence fraîches.
  4. Mangez de la nourriture épicée pour augmenter votre température corporelle.
  5. Portez des vêtements amples de couleur claire.
  6. Empêchez les rayons du soleil de pénétrer à l’intérieur en utilisant des rideaux ou des stores.
  7. N’utilisez pas votre cuisinière ou votre four.
  8. Changez vos draps plus souvent.
  9. Dormez par terre, car l’air chaud monte !
  10. Laissez pénétrer l’air frais du soir chez vous, ne faites pas entrer l’air chaud durant la journée.

Average high temperatures during cities’ hottest months

Renouer avec la tradition grâce à la technologie

Pour passer à l’étape supérieure en matière de climatisation, il nous faut d’abord regarder vers le passé avant de nous tourner vers l’avenir. Dans le monde entier, des architectes et autres visionnaires s’inspirent de méthodes de climatisation traditionnelles, à faible impact et hautement durables et se servent de la technologie moderne pour utiliser ces procédés anciens en les réinventant. Les techniques de refroidissement passif modernes s’appuient sur des méthodes séculaires utilisant les différences de pression atmosphérique, la masse thermique, le refroidissement par évaporation ainsi que les murs et toits végétaux.

Conception bioclimatique et principes biomimétiques

La conception bioclimatique a franchi une étape en faisant du climat local spécifique l’élément central de l’élaboration d’une stratégie de climatisation. Le biomimétisme, qui s’intéresse à la façon dont l’environnement local s’est adapté au climat, est l’un des aspects du bioclimatisme. Prenons l’exemple du Eastgate Centre d’Harare, le complexe de bureaux et centre commercial le plus grand du Zimbabwe, dont la conception imitant le fonctionnement des termitières auto-climatisées locales permet d’économiser l’énergie utilisée pour la climatisation. Un autre exemple nous vient d’Alger, où un bureau de poste a été construit en forme de dune de sable pour recueillir les vents froids venus des montagnes.

Il est toujours possible de tirer parti des conditions météorologiques locales. Des éléments aussi simples que la ventilation naturelle ou l’ombre, par exemple, peuvent être utilisés pour faire baisser la température intérieure et réduire la consommation d’énergie. Des systèmes de contrôle de bâtiments intelligents peuvent régler automatiquement la position des rideaux et des stores en se basant sur des paramètres et des capteurs météorologiques préprogrammés. La nouvelle ambassade américaine de Monrovia au Libéria est un bon exemple d’adaptation. Certifiée LEED Gold, elle a été spécialement conçue pour s’adapter au climat local chaud, humide et très pluvieux. Elle utilise la chaleur perdue pour la climatisation, la pluie pour la production d’eau potable et l’énergie solaire pour l’électricité.

À Harare, les termites africaines inspirent des solutions de climatisation intelligentes:

 
À Harare, les termites africaines inspirent des solutions de climatisation intelligentes.

Architecture cinétique et « gratte-ciel mobiles »

Dans les systèmes d’architecture cinétique, les éléments structurels d’un bâtiment peuvent bouger sans porter préjudice à l’intégrité ou à la stabilité de la bâtisse. Un pont-levis ou le toit rétractable d’un stade sont des exemples d’architecture cinétique. En règle générale, ces éléments mobiles ne sont en tant que tels pas considérés comme des solutions intelligentes, mais ils le deviennent dès qu’ils sont employés pour réguler la température des bâtiments. 

Certains architectes remplacent par exemple les stores par des façades cinétiques qu’ils intègrent dans leurs constructions. Le « pavillon thématique One Ocean EXPO 2012 » de Yeosu en Corée du Sud possède une façade mobile ressemblant à des ouïes qui permet de créer de l’ombre ou de faire pénétrer la lumière à l’intérieur. Les Al Bahar Towers d’Abu Dhabi ont recours à une technique d’ombrage automatique extérieure similaire qui s’appuie sur une conception s’inspirant du moucharabieh, une technique de treillage orientale visant à obtenir de l’ombre. 

L’architecture imite la nature en Corée du Sud.
L’architecture imite la nature en Corée du Sud.

Les Al Bahar Towers d’Abu Dhabi primées associent les techniques traditionnelles de diffusion de la lumière solaire du moucharabieh à un design inspiré de l’art de l’origami et à l’automatisation moderne pour réduire leur consommation d’air conditionné de 50 % à 60 %. 

 

Rendre les villes de demain durablement fraîches

Les nouvelles approches de ventilation et de climatisation augmentent la durabilité et l’efficacité énergétique. En alliant des stratégies traditionnelles de lutte contre la chaleur à la technologie moderne, ces innovations ouvrent de nouvelles perspectives à la planification et à la conception architecturales. Dans de prochains articles Urban Hub, nous verrons comment ces innovations peuvent aider à prévenir les dangers sanitaires que représentent les « bâtiments malsains » et à réduire les effets des îlots de chaleur dans les zones urbaines. 

En associant la sagesse du passé aux outils du futur, les villes de demain seront plus à même de rafraîchir les citadins de manière durable et ce, sans effort.

Comment vous rafraîchissez-vous quand il fait chaud ? Avez-vous des conseils ?