Les termites sont bien plus que de simples insectes. Ils pourraient détenir la clé de l’avenir des bâtiments écologiques et éco-énergétiques. L’ingéniosité dont ils font preuve dans le contrôle climatique de leurs monticules a piqué l’intérêt des chercheurs de l’Université de Lund, en Suède, pour explorer comment nous pourrions inspirer nos futurs bâtiments de leur prodigieux savoir-faire.
Les monticules de termites disposent d’un système de ventilation complexe permettant la circulation de l’air dans toute la structure. Cela contribue à maintenir et à réguler la température et l’humidité.
« La numérisation des processus de conception et de construction ouvre d’énormes possibilités pour la manière dont nous façonnons l’architecture, et les systèmes naturels et biologiques constituent un modèle important pour optimiser l’utilisation de ces possibilités », explique David Andréen, maître de conférences au Département d’architecture et d’environnement bâti de l’Université de Lund.
Des édifices inspirés de la nature
Publiés dans la revue Frontiers in Materials, les résultats de l’étude dévoilent une structure pour les bâtiments basée sur les monticules de termites, qui facilite le contrôle du climat intérieur.
« Cette recherche se concentre sur l’intérieur des monticules de termites, constitués de milliers de canaux, de tunnels et de chambres d’air interconnectés. Nous avons exploré comment ces systèmes fonctionnent et comment des structures similaires pourraient être intégrées dans les murs des bâtiments pour contrôler le flux d’air, de chaleur et d’humidité d’une manière nouvelle et efficace », ajoute David Andréen.
Une nouvelle approche du contrôle du flux d’air
L’objectif est de créer de nouvelles méthodes pour contrôler le flux d’air dans les bâtiments qui seront nettement plus économes en énergie et respectueuses du climat que la climatisation traditionnelle. Au lieu de cela, il est envisageable de développer des systèmes turbulents, dynamiques et variables.
« Ces systèmes peuvent être contrôlés par de très petits équipements et nécessitent une faible provision d’énergie », précise David Andréen.
Interactions des flux d’air et de la géométrie
Dans l’étude, les chercheurs ont montré comment les flux d’air interagissent avec la géométrie – les paramètres de la structure qui provoquent l’apparition de ces flux et comment ils peuvent être régulés de manière sélective. Ces systèmes peuvent fonctionner sans utiliser de composants mécaniques tels que des ventilateurs, des valves et autres, puisqu’une simple commande électronique est requise.
« Ceci est une condition préalable pour un système distribué dans lequel de nombreux petits capteurs et dispositifs de régulation sont placés dans l’enveloppe climatiquement adaptative du bâtiment grâce à la miniaturisation, la durabilité et la réduction des coûts », ajoute David Andréen.
Tomodensitométrie (CT) du complexe d’évacuation : vue de face, de droite et de dos. Les images du bas montrent l’espace négatif, mettant en évidence la géométrie du réseau de tunnels réticulé. La CE a une hauteur d’environ 300 mm.
Contrôle du climat intérieur sans grandes installations
Cela permet de réguler le climat intérieur du bâtiment et de contrôler des facteurs tels que la température et l’humidité sans avoir à compter sur de grands ventilateurs et des systèmes de chauffage et de climatisation.
Ces mécanismes dépendent de la possibilité de créer des géométries internes complexes (à l’échelle du millimètre au centimètre), ce qui n’est possible qu’en utilisant l’impression 3D. Par le biais de l’impression 3D, une valeur ajoutée peut être créée dans l’environnement bâti pour générer une architecture durable qui, autrement, n’aurait pas été possible.
Les termites : des ingénieurs hors pair
« Il est fascinant de voir comment le processus de construction des termites parvient à créer des « chefs-d’œuvre d’ingénierie » extrêmement complexes et bien fonctionnels, sans avoir le contrôle centralisé ou les plans auxquels nous devrions nous référer », conclut David Andréen.
En synthèse
L’étude réalisée par l’Université de Lund démontre le potentiel des monticules de termites comme source d’inspiration pour les bâtiments de demain. Ces structures naturelles, douées d’un système de ventilation complexe, pourraient nous aider à concevoir des bâtiments plus éco-énergétiques et respectueux du climat.
Pour une meilleure compréhension
Que signifie le terme « contrôle du climat intérieur » ? C’est la capacité de réguler la température et l’humidité à l’intérieur d’un bâtiment.
En quoi consiste le système de ventilation des monticules de termites ? Il s’agit d’un réseau complexe de canaux, de tunnels et de chambres d’air qui permettent la circulation de l’air, le contrôle de la température et de l’humidité.
Qu’est-ce que l’impression 3D apporte à la construction de bâtiments ? L’impression 3D permet de créer des géométries internes complexes, facilitant la régulation du climat intérieur de manière plus efficace et durable.
