Climatisation : Ce système aspire la chaleur de votre corps pour vous garder au frais

Climatiseur portatif, mural, silencieux... de plus en plus nécessaire !

Depuis quelques années au Québec, la climatisation n’est souvent pas un luxe. Le problème est cependant que nos étés caniculaires sont humides, et peuvent donc amener les climatiseurs conventionnels à consommer plus d'énergie pour déshumidifier l'air qu'il n'en faut pour le refroidir, ce qui augmente la puissance nécessaire pour faire fonctionner l'unité, et donc la consommation d'énergie.

Des chercheurs de l'Université de Princeton, de l'Université de la Colombie-Britannique, de l'Université de Californie, de Berkeley et du Singapore-ETH Center ont récemment créé une technologie simple et innovante qui permet de refroidir les gens en absorbant la chaleur corporelle qu’ils émettent. En absorbant la chaleur émise sous forme de rayonnement, sans avoir à refroidir l’air qui entre en contact avec notre peau, le Cold Tube utilise environ la moitié de l'énergie des climatiseurs traditionnels !

Fonctionnement d'un air climatisé portatif, mural ou de fenêtre

En effet, les appareils d’air climatisé fonctionnent en refroidissant et en déshumidifiant l'air qui nous entoure. C’est coûteux, autant pour notre portefeuille que pour l’environnement (ils sont emplis de gaz frigorigènes à fort impact sur les GES).

Dans le Cold Tube, de l’eau réfrigérée passe à travers de panneaux rectangulaires de mur ou de plafond, via des canalisations. Lorsqu'une personne se tient près des panneaux, la chaleur corporelle dégagée se déplace vers les panneaux, ce qui crée un effet d'air frais circulant sur le corps. Simple, mais très efficace !

Cold Tube, l'air climatisé qui consomme moins

Le pavillon Cold Tube testé en 2019 dans la zone tropicale Singapour (température de 30 °C, dans des conditions humides), a utilisé 50 % moins d'électricité que la climatisation*. Il s’est avéré efficace pour soulager les utilisateurs, et pourrait représenter une solution très utile à mesure que la planète se réchauffe. Il pourrait par exemple être utilisé dans les arrêts de bus, les foires, concerts et marchés publics afin de fournir un confort aux gens en périodes de canicules.

Selon Eric Teitelbaum, auteur principal de l'article et ingénieur principal au Singapore – ETH Center, la mission ultime est d'adapter la conception à des espaces intérieurs, afin de remplacer les systèmes de climatisation traditionnels dans les maisons et les bureaux.

Refroidissement radiatif passif

Et comme la technologie de « refroidissement radiant » fonctionne indépendamment de la température et de l’humidité de l’air intérieur, elle pourrait offrir un soulagement dans les maisons et les bureaux nord-américains qui dépendent actuellement de systèmes CVC standards. Utile, surtout en prévision du besoin important de refroidissement prévu pour le demi-siècle à venir.

* Le pavillon Cold Tube utilise également l'électricité pour garder l'eau froide à l'intérieur de ses panneaux. Mais il ne nécessite pas de déshumidification, ce qui signifie qu’il utilise la moitié de l’énergie de la climatisation.

Les airs climatisés : un problème environnemental

Il existe environ 2 milliards d'unités de climatisation dans le monde (Journal of Physics Conference Series, 2019) : ils consomment environ 9 % de la production mondiale totale d'électricité et entraînent des émissions de 1 milliard de tonnes de CO2.

Mais avec l'augmentation des températures mondiales et des revenus dans certains pays en développement, la climatisation devrait augmenter des deux tiers au cours de la prochaine décennie, selon l'Agence Internationale de l'Énergie. En effet, si la tendance se maintient, d’ici 2070, la demande de refroidissement devrait dépasser la demande de chauffage.

Mais le coût est élevé: plus d'unités signifie une plus grande demande d'électricité, sans parler du réfrigérant que la plupart des climatiseurs utilisent - les hydrofluorocarbures, les gaz à effet de serre qui peuvent fuir lors de la fabrication ou l'élimination incorrecte des anciennes unités.

Comment fonctionne l'unité de climatisation Cold Tube

Le module de Singapour est composé de 10 panneaux de huit pieds chacun, contenant des capillaires remplis d'eau glacée, isolés et enfermés dans une membrane en polyéthylène qui permet le transfert infrarouge, sans créé de condensation.

L’eau réfrigérée passe dans des tubes situés derrière la membrane conçue pour laisser passer le rayonnement thermique émanant des corps. Une membrane perméable au rayonnement infrarouge empêche quant à elle la condensation autour de l'unité de refroidissement. Puisque les tubes ne sont pas exposés à l'atmosphère ambiante, la condensation est minimale.

Une image pour mieux saisir le principe : Les corps humains ressemblent au soleil; ils rayonnent de la chaleur. Ce sont les surfaces autour de nous qui enlèvent la chaleur. C’est ce principe qui est appliqué dans cette innovation.

Climatiser passivement la maison : en attendant que la technologie soit disponible

En attendant la disponibilité du Cold Tube, sachez que de nombreuses stratégies sont possibles pour climatiser naturellement la maison, sans climatiseurs.

• Débarrassez-vous des vieux frigos, des ampoules à incandescence, et cuisinez frais
• Étanchéisez contre la chaleur et isolez le toit
• Posez des volets roulants
• Ventilez les pièces
• Utilisez les lois de la thermodynamique
• Optez pour des toits blancs et des murs pâles
• Plantez des feuillus devant les fenêtres

Et si vous y tenez vraiment…

Si vous décidez tout de même de vous procurer un climatiseur, optez pour un modèle homologué ENERGY STAR, ou du moins consultez l'étiquette ÉnerGuide (obligatoire sur tous les appareils) pour faire un choix éclairé. Également, évitez de placer votre climatiseur de fenêtre en plein soleil; il consommerait alors beaucoup plus d'énergie. Pour choisir votre appareil, fiez-vous aux étiquettes EnerGuide et ENERGY STAR. Pour en savoir plus sur les climatiseurs muraux…

Sources

• Pour en savoir plus ou pour comprendre le fonctionnement en détails : The Cold Tube: Membrane assisted radiant cooling for condensation-free outdoor comfort in the tropics, Journal of Conference Series, 2019
• The Cold Tube, Adam Rysanek, School of Architecture + Landscape Architecture, University of British Columbia
• Shaping a secure and sustainable energy future for all, IEA
• Et pour en savoir plus sur les problèmes de climatisations dans les nouvelles maisons