L’avenir du refroidissement pourrait-il être dépourvu d’électricité ?

Dans un monde en proie au réchauffement climatique, la recherche de moyens efficaces et écologiques pour maintenir des températures agréables dans nos espaces de vie devient impérative. Une innovation remarquable de l’Université d’État de Washington pourrait s’avérer être un pas significatif dans cette direction.

« Le refroidissement est de plus en plus demandé dans les bâtiments, en particulier à mesure que le climat devient plus chaud« , a déclaré M. Al-Hassawi, professeur adjoint à l’École de conception et de construction de l’Université du Sud-Ouest (WSU). « Il est possible d’inclure des systèmes mécaniques, mais comment pouvons-nous refroidir les bâtiments pour commencer – avant de compter sur les systèmes mécaniques ?« 

Il est essentiel de trouver des méthodes de refroidissement qui ne nécessitent pas de rejeter davantage de gaz à effet de serre dans l’atmosphère pour aider une population croissante à s’adapter au changement climatique, a commenté Omar Al-Hassawi, auteur principal de l’étude publiée dans la revue Energies.

Une solution inspirée de l’antiquité

Le refroidissement passif, qui n’exige pas d’électricité, est en réalité une ancienne méthode qui remonte à environ 2500 avant JC en Égypte ancienne. L’une de ces techniques consiste à capter les brises à partir d’une tour. Associée à une couche d’humidité en haut de la tour, l’évaporation refroidit l’air, qui devient alors plus lourd et descend par gravité dans un espace de vie en dessous.

“C’est une technologie ancienne, mais il y a eu une tentative d’innovation et d’utilisation d’un mélange de nouvelles et anciennes technologies pour améliorer les performances et la capacité de refroidissement de ces systèmes,” a déclaré Al-Hassawi.

Un container pour des tests innovants

Les chercheurs de l’Université d’État de Washington ont conçu une chambre expérimentale de 60 pieds carrés (5,5 m2) pour évaluer des systèmes passifs qui emploient des tours éoliennes couplées à l’évaporation de l’eau au lieu de l’électricité pour rafraîchir les espaces.

Cette chambre, alimentée à l’énergie solaire et dotée d’une capacité de stockage sur batterie, est totalement indépendante du réseau électrique. Elle peut être chauffée entre 125 et 130 degrés Fahrenheit (entre 50°C et 55°C) pour évaluer les innovations en matière de refroidissement.

Le défi de l’énergie dans la construction moderne

Les bâtiments consomment environ 60% de l’électricité mondiale, près de 20% étant consacrée à leur refroidissement. Aux États-Unis, presque 90% des logements et appartements sont équipés de climatiseurs mécaniques.

La demande énergétique pour ces climatiseurs devrait doubler d’ici 2050, renforçant ainsi la dépendance aux combustibles fossiles, avec les conséquences environnementales connues.

En synthèse

Le refroidissement passif, malgré son ancienneté, possède un potentiel sous-exploité dans le monde moderne. Les travaux menés à l’Université d’État de Washington pourraient contribuer à une prise de conscience et à une adoption accrue de ces systèmes, réduisant ainsi la consommation d’énergie et les émissions de gaz à effet de serre.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que le refroidissement passif et en quoi est-il différent des méthodes ?

Le refroidissement passif est une technique qui utilise des méthodes naturelles pour refroidir un espace sans recourir à l’électricité, contrairement aux systèmes modernes qui se basent souvent sur des climatiseurs mécaniques alimentés par électricité.

En quoi consiste la chambre expérimentale développée par l’UW ?

La chambre expérimentale est une structure de 60 pieds carrés conçue pour tester des systèmes de refroidissement passifs. Elle est alimentée par l’énergie solaire, est dotée d’une capacité de stockage sur batteries et peut être chauffée entre 125 et 130 degrés Fahrenheit pour évaluer différentes innovations en matière de refroidissement.

Quels sont les enjeux associés à l’usage intensif de climatiseurs mécaniques ?

Les climatiseurs mécaniques, utilisés dans presque 90% des logements et appartements aux États-Unis, sont énergivores et contribuent à une consommation électrique importante. Cette consommation est souvent alimentée par des combustibles fossiles, augmentant ainsi les émissions de CO2. De plus, la demande énergétique pour ces climatiseurs est prévue pour doubler d’ici 2050, ce qui accentue l’urgence de trouver des alternatives.

Sont-elles applicables aux bâtiments existants ou aux nouvelles constructions ?

Le refroidissement passif peut être adapté aussi bien aux bâtiments existants qu’aux nouvelles constructions. Par exemple, de vieux conduits de cheminées dans des bâtiments anciens peuvent être utilisés comme tours de refroidissement passif. Cela montre la flexibilité et l’adaptabilité de ces techniques ancestrales aux besoins modernes.

Référence : « Innovations in Passive Downdraft Cooling Performance Evaluation Methods: Design and Construction of a Novel Environmental Test Chamber » – DOI : 10.3390/en16114371

Légende illustration principale : Une chambre de 60 pieds carrés à l’intérieur d’un conteneur d’expédition permet de tester des systèmes passifs qui utilisent des tours à vent et l’évaporation de l’eau au lieu de l’électricité pour refroidir les espaces. Crédit : WSU

Article adapté de l’auteure Tina Hilding – Voiland College of Engineering and Architecture