Les vagues de chaleur extrême au Pakistan, de plus en plus fréquentes, posent un défi majeur pour la santé publique et l’économie nationale. La recherche internationale se mobilise pour répondre à cette urgence climatique avec des solutions innovantes et efficaces sur le plan énergétique.
Le projet S2Cool, dirigé par l’Université de Northumbria, a reçu un soutien financier de 2,8 millions de livres sterling de la part de UK Research and Innovation (UKRI). Ce financement vise à développer des technologies de refroidissement énergétiquement efficaces, capables de sauver des vies tout en minimisant l’impact environnemental.
On trouve dans ce projet un consortium interdisciplinaire de plus de 30 partenaires, regroupant des universitaires, des experts de l’industrie et des décideurs politiques du Royaume-Uni et du Pakistan.
Le S2Cool fait partie des treize projets de recherche britanniques qui bénéficient chacun d’une partie des 33 millions de livres sterling alloués par le programme Ayrton Challenge de l’UKRI, conçu pour relever des défis énergétiques et climatiques mondiaux.
Une réponse à une température extrême
En juin 2023, le Pakistan a subi des températures dépassant les 52,2°C, entraînant la perte tragique de 120 000 vies et des pertes économiques évaluées à 16 milliards de dollars. Face à cette situation critique, Dinushika Dissanayake, directrice régionale adjointe pour l’Asie du Sud à Amnesty International, a appelé à une action urgente, un appel que l’équipe du projet S2Cool a pris en compte par le biais de l’innovation guidée par la recherche.
Les systèmes traditionnels de climatisation par compression mécanique de vapeur (MVC) posent trois défis principaux : une consommation énergétique élevée, des coûts de maintenance importants et l’utilisation de réfrigérants dangereux.
Les refroidisseurs par évaporation indirecte (IEC) ont été développés comme alternative aux MVC, utilisant le potentiel évaporatif de l’eau pour rafraîchir l’air d’alimentation. Cependant, les IEC actuels présentent des limitations telles que des performances médiocres, un entretien fréquent et une fabrication complexe.
Une innovation technologique avec le S2Cool
Dr Muhammad Wakil Shahzad, associé professor à Northumbria dans le département de Génie Mécanique et Construction, mène ce projet depuis une décennie. Il a indiqué : « Le projet S2Cool vise à concevoir et développer un Refroidisseur Indirect par Évaporation Novel (NIEC) qui représentera une avancée significative dans la technologie de refroidissement, en résolvant les contraintes des systèmes IEC actuels grâce à une conception simplifiée et un écoulement d’air optimisé. »
La technologie S2Cool fonctionne en faisant passer l’air d’alimentation conditionné et l’air humide de travail à travers une série de canaux secs et humides. Ces canaux sont séparés par un matériau conducteur non corrosif de haute performance. Pendant le processus de refroidissement par évaporation, les gouttelettes d’eau dans le canal humide s’évaporent dans le flux d’air, passant de l’état liquide à gazeux. Cette transition nécessite de l’énergie, qui est extraite de l’air d’alimentation sous forme de chaleur, refroidissant ainsi l’air avant qu’il ne sorte de l’appareil.
« Il s’agit d’un principe de base qui peut être mis à l’échelle en augmentant le nombre de canaux, permettant ainsi à plus d’air d’alimentation de passer à travers l’appareil en même temps », a ajouté Dr Shahzad.
Le système est conçu pour fonctionner avec de l’énergie solaire renouvelable via des panneaux photovoltaïques et un stockage par batterie, garantissant une capacité hors réseau et une résilience face aux fréquentes coupures de courant. L’optimisation du système par l’intelligence artificielle sera également au cœur du projet.
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Les bénéfices et les impacts du S2Cool
L’équipe du projet estime que le S2Cool pourrait apporter des avantages transformateurs, avec des économies d’énergie pouvant atteindre 65% par rapport aux systèmes de climatisation conventionnels, une réduction de 50% des coûts d’achat et de 65% des coûts d’exploitation pour les climatiseurs domestiques, l’élimination des réfrigérants chimiques et une diminution significative des émissions de CO2, contribuant ainsi à une solution de refroidissement plus durable et écologique.
L’adoption de cette technologie pourrait entraîner une réduction estimée de 23 millions de tonnes d’émissions de CO2 sur une décennie – l’équivalent d’environ 23 millions de barils de pétrole importé – et pourrait avoir un impact significatif sur la santé publique, en atténuant les maladies liées à la chaleur et les maladies chroniques, potentiellement sauvant des milliers de vies.
Les gains de productivité projetés s’élèvent à 16,25 milliards de livres sterling annuellement, en plus d’autres avantages comme la création d’emplois et la réduction des importations de combustibles fossiles.
Une signification mondiale
Avec une demande mondiale en énergie pour la climatisation projetée à tripler d’ici 2050, mettant davantage de pression sur les réseaux électriques, surtout dans les pays en développement, le besoin de solutions abordables et efficaces est plus urgent que jamais.
Des essais de prototypes à l’Université de Northumbria, soutenus par le financement de Northern Accelerator, ont déjà montré des résultats prometteurs, positionnant le projet pour redéfinir la technologie de refroidissement à l’échelle mondiale. Dr Shahzad a expliqué : « Notre solution co-conçue ne répondra pas seulement aux besoins immédiats du pays et de ses populations vulnérables, mais établira également un précédent pour affronter des défis similaires à l’échelle mondiale. »
Il ajouta : « La qualité et l’importance de cette approche s’étendent au-delà des domaines de la décarbonation, du développement durable, de la santé publique et de l’adaptation au climat. Notre stratégie multifacette tire parti de technologies énergétiquement efficaces à faible coût, d’initiatives communautaires, de formations ciblées via un nouveau Centre International E pour le Refroidissement Durable, et de soutien politique pour garantir un impact complet et durable. »
Le programme Ayrton Challenge de l’UKRI est une initiative de recherche interdisciplinaire et orientée par les défis, visant à permettre une transition vers des systèmes énergétiques à faible teneur en carbone dans les pays en développement. Soutenu par le Fonds Ayrton du gouvernement britannique – un engagement de 1 milliard de livres sterling pour la recherche et le développement dans les technologies de l’énergie propre et les modèles d’affaires – les projets favoriseront des partenariats équitables avec les chercheurs locaux.
Frances Wood, directrice internationale de l’UKRI, a conclu : « Le programme Ayrton Challenge démontre le pouvoir de la recherche et de l’innovation pour relever des défis globaux importants. Ces projets illustrent comment une collaboration interdisciplinaire et équitable peut déverrouiller des solutions transformatrices, assurant un avenir énergétique durable et inclusif pour tous. »
Légende illustration : Dr Muhammad Wakil Shahzad, chef du projet S2Cool. Crédit: Northumbria University
Source : Northumbria University
