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Des scientifiques ont mis au point un « tube froid », tel qu’ils le nomment, qui se montre efficace pour vaincre la chaleur de l’été, et ce sans avoir recours à la climatisation. De plus, les panneaux froids de la conception consomment beaucoup moins d’énergie que les climatiseurs conventionnels, et peuvent également fonctionner dans les espaces ouverts.

De nombreuses personnes à travers le monde combattent la chaleur estivale en activant la climatisation. Cependant, les climatiseurs demandent beaucoup d’énergie et rejettent des millions de tonnes de dioxyde de carbone par jour à travers le monde. De plus, ils ne sont pas toujours bons pour la santé – en effet, une exposition constante à la climatisation centrale peut augmenter les risques de recirculation des germes et causer des problèmes respiratoires.

Mais selon une équipe de chercheurs de l’Université de la Colombie-Britannique, de l’Université de Princeton, de l’Université de Californie, de Berkeley et du Singapore-ETH Centre, il existe aujourd’hui une bien meilleure alternative. Les chercheurs l’appellent le « Cold Tube » (soit « Tube Froid »), et ils ont démontré que le système fonctionne :

« Les climatiseurs fonctionnent en refroidissant et en déshumidifiant l’air qui nous entoure – une proposition coûteuse et pas particulièrement respectueuse de l’environnement », explique Adam Rysanek, co-directeur du projet, professeur adjoint des systèmes environnementaux à l’école d’architecture et d’architecture de paysage de l’UBC, dont le travail se concentre sur les futurs systèmes énergétiques et les bâtiments verts. « Le Cold Tube fonctionne en absorbant la chaleur directement émise par le rayonnement d’une personne sans avoir à refroidir l’air passant sur sa peau. Cela permet de réaliser d’importantes économies d’énergie », a ajouté Rysanek.

Le Cold Tube est un système de panneaux de mur ou de plafond rectangulaires qui sont maintenus froids grâce à l’eau glacée qui y circule. Étant donné que la chaleur se déplace naturellement par rayonnement d’une surface plus chaude vers une surface plus froide, lorsqu’une personne se tient à côté ou sous le panneau, la chaleur de son corps rayonne vers le panneau le plus froid. Cela crée une sensation de refroidissement comme de l’air froid circulant sur le corps, et ce, même si la température de l’air est élevée.

Bien que ce type de panneaux de refroidissement soit utilisé dans l’industrie du bâtiment depuis plusieurs décennies, ce qui rend le Cold Tube unique, c’est qu’il n’a pas besoin d’être combiné avec un système de déshumidification.

Tout comme un verre de limonade froid condenserait l’eau lors d’une chaude journée d’été, le refroidissement des murs et des plafonds des bâtiments condenserait également l’eau sans dessécher au préalable l’air autour des panneaux. Les chercheurs à l’origine du Cold Tube ont conçu une membrane étanche à l’air et repoussant l’humidité pour envelopper les panneaux refroidis, dans le but d’empêcher la condensation de se former tout en laissant passer le rayonnement.

Un dispositif permettant également de rafraîchir l’extérieur

L’équipe a construit une unité de démonstration en plein air l’année dernière à Singapour, invitant 55 membres du public à la découvrir et à émettre des commentaires. Lorsque le système était en marche, la plupart des participants ont déclaré se sentir « au frais » ou « confortables », malgré une température moyenne de l’air de 30 degrés Celsius.

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Extérieur du pavillon de démonstration de Cold Tube. Crédits : Lea Ruefenacht

Par ailleurs, lors du test, les panneaux sont également restés secs, grâce à la membrane spéciale. « Parce que le Cold Tube peut donner aux gens une sensation de fraîcheur sans déshumidifier l’air qui les entoure, nous pouvons envisager de réduire jusqu’à 50% de la consommation d’énergie typique de la climatisation dans les espaces concernés », a déclaré Eric Teitelbaum, ingénieur senior chez AIL Research, qui a supervisé le projet de démonstration tout en travaillant au Centre des EPF de Singapour. « Cette conception est prête. Elle peut évidemment être utilisée dans de nombreux espaces extérieurs – pensez aux foires d’été en plein air, aux concerts, aux arrêts de bus et aux marchés publics. Mais la mission est d’adapter la conception aux espaces intérieurs qui utiliseraient généralement la climatisation centrale », a-t-il ajouté.

« Au-delà des économies d’énergie, des technologies comme celles du Cold Tube ont un bel avenir devant elles », a déclaré Forrest Meggers, co-responsable du projet, professeur adjoint à l’école d’architecture de Princeton et au Andlinger Center for Energy and the Environment.

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« Comme le Cold Tube fonctionne indépendamment de la température et de l’humidité de l’air intérieur, il devient possible de garder les fenêtres ouvertes pendant nos étés de plus en plus chauds, tout en se sentant à l’aise », a déclaré Meggers. « Le Cold Tube peut offrir un soulagement dans différentes régions, allant des maisons et des bureaux nord-américains qui dépendent actuellement de systèmes CVC standard, jusqu’à développer des économies qui prévoient un besoin important de refroidissement dans le demi-siècle à venir », a ajouté Meggers.

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L’équipe de scientifiques du projet Cold Tube. De gauche à droite : Lea Ruefenacht, Kian Wee Chen, Eric Teitelbaum, Forrest Meggers, Kipp Bradford et Adam Rysanek. Crédits : Nicolas Houchois

Garder un air intérieur sain durant la pandémie

Selon Rysanek, il y a un autre aspect du Cold Tube qui est particulièrement pertinent en 2020 : « La pandémie de COVID-19 a sensibilisé le public à la sensibilité de notre santé par rapport à la qualité de l’air que nous respirons à l’intérieur », a-t-il déclaré. « Tandis que le climat change et que la climatisation devient plus une nécessité mondiale qu’un luxe, nous devons nous préparer à des alternatives qui sont non seulement meilleures pour l’environnement, mais aussi pour notre santé. L’idée de rester au frais à l’intérieur mais avec les fenêtres ouvertes est une idée bien plus précieuse aujourd’hui qu’il y a six mois », a-t-il ajouté.

À l’heure actuelle, l’équipe de recherche utilise les données collectées à Singapour pour mettre à jour ses projections de l’efficacité du Cold Tube dans les espaces intérieurs du monde entier. Les chercheurs prévoient de démontrer une version commercialement viable de la technologie d’ici 2022.

Source : PNAS

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