Vers une climatisation plus durable basée sur l’évaporation de l’eau

La hausse des températures mondiales accroît le besoin de systèmes de refroidissement plus efficaces, l’un des principaux défis de durabilité actuels. Selon un rapport d’Eurostat, le besoin en climatisation dans les bâtiments a presque quadruplé depuis 1979, l’Espagne se classant au quatrième rang des pays européens ayant enregistré la plus forte augmentation. Cela se traduit par une augmentation significative de la demande en énergie, qui n’impacte pas seulement directement les factures des ménages, mais s’étend bien au-delà du secteur résidentiel. Les besoins de refroidissement dans les installations industrielles et les centres de données entraînent une hausse des demandes énergétiques, avec les dommages environnementaux que cela implique.

Pour résoudre ce problème, il est essentiel de concevoir des systèmes alternatifs qui refroidissent l’air à des coûts écologiques et économiques moindres. C’est l’objectif du groupe de recherche en génie thermique appliqué (RATE), qui développe et optimise de nouveaux systèmes refroidissant l’air grâce à un processus naturel : l’évaporation de l’eau. Ces systèmes de refroidissement par évaporation n’utilisent que l’air et l’eau comme fluides de travail, ne nécessitent aucun réfrigérant ni compresseur, et peuvent réduire la consommation d’énergie jusqu’à 70 % par rapport aux unités de climatisation classiques.

La chercheuse de l’Université de Cordoue, Paula Conrat, a expliqué ces travaux. Avec les chercheurs Manuel Ruiz de Adana (Département de chimie appliquée et de thermodynamique) et Francisco Comino (Département de mécanique), et le Centre technologique des plastiques d’Andalousie (Andaltec), elle a dirigé une étude axée sur l’amélioration des performances de ces systèmes par la sélection de matériaux. Plus précisément, la chercheuse a expliqué : « nous avons sélectionné des matériaux polymères sous forme de films ou de feuilles minces avec différentes capacités de rétention d’eau, porosité et rugosité de surface. » Ces matériaux sont ensuite traités à l’aide de techniques de stratification et utilisés pour fabriquer ce que l’on appelle un « canal humide » — l’élément responsable des échanges de chaleur et de masse qui se produisent dans ces systèmes et qui constitue donc le « moteur » du refroidissement.

En analysant les performances de chaque canal fabriqué avec différents matériaux, l’équipe a vérifié comment leurs propriétés influencent directement les capacités de refroidissement de l’air. Les tests ont montré que le canal le plus performant a pu réduire la température de l’air de 16 degrés Celsius. Selon le groupe de recherche, ces résultats représentent une contribution directe à l’optimisation de ces systèmes, destinés à remplacer ou à compléter les méthodes de refroidissement traditionnelles.

La recherche de solutions plus durables pour le refroidissement de l’air est un défi majeur sur une planète soumise à des températures toujours plus élevées et à une demande croissante d’énergie : selon les données de l’Agence internationale de l’énergie (AIE), une augmentation globale de 25 % est attendue d’ici 2050. Dans ce contexte, la science a commencé à explorer des moyens de réduire la consommation d’électricité et les émissions de CO2 associées au besoin de survivre à la chaleur, et— le plus difficile— de le faire sans compromettre le bien-être de la population ni les besoins de production.

Article : Experimental and numerical analysis of wet channels for evaporative cooling systems manufactured with polymeric film materials – Journal : Energy – Méthode : Experimental study – DOI : Lien vers l’étude

Source : Cordoba U.