Energie

Chaleur

On parle souvent d'énergie. revenons à son utilité, au besoins qu'elle satisfait. La chaleur nous en donne une bonne illustration.

Chaleur. Un mot pour vous réchauffer, par ces temps de froidure. Un mot souvent oublié quand on parle d’énergie, tant il est banal, anodin. On pense plutôt à des techniques, sophistiquées et modernes comme l'électricité, ou encore aux combustibles, aux sources d’énergie, dont certaines viennent à manquer, ou provoquent des effets indésirables.

Revenons un instant à la chaleur, tout simplement. Elément de confort, mais aussi facteur de production pour l’industrie. Nous ne parlerons ici que du confort, et de son symétrique, l’inconfort.
Comme vous le savez, l’espèce humaine est formidable. Elle s’est adaptée à des températures Extrêmes , sous l’équateur ou au pôle Nord. Un écart considérable, et parfois aussi sur le même lieu, avec des amplitudes impressionnantes. Wikipédia nos apprend que le
Record mondial d'amplitude thermique annuelle est de 104,4 °C, mesuré à Verkhoïansk, en Sibérie orientale (avec un minimum de -67,7 °C en Hiver et un maximum de +36,7 °C en été). L'écart est aussi mesuré au cours de la même journée. Toujours selon Wikipédia, le record d'amplitude thermique journalière en France est de 30,9 °C, mesuré le 24 septembre 1962 à Minzac, en Dordogne. Ces chiffres vous font froid dans le dos, mais n’oublions pas que le zéro absolu est à – 273°, merci au Soleil de ramener la moyenne à 15°. Près de 300° apportés gratuitement, on comprend que certaines Civilisations aient fait du soleil un dieu.
Il reste à modérer ces écarts, à les rendre supportables. Si l’Homme su s’adapter, il a une
Tolérance qu’il ne faut pas trop négliger : il se sent bien dans une fourchette de température, variable selon les époques et les Cultures, autour de 18 à 25°. Ce sont des ajustements par rapport au point de départ, -273, mais il faut les faire. La moyenne étant de 15°, une manière de procéder est de jouer sur l’inertie. On ralentit les échanges de chaleur entre l’intérieur d’un bâtiment et l’extérieur, en espérant ainsi rester autour de la moyenne pour traiter l’amplitude journalière.  On a des matériaux très bien pour ça, à commencer par la Terre et pourquoi pas le Béton,  mais on peut aussi augmenter l’inertie grâce à des produits plus sophistiqués, à changement de phase notamment : il y a de gros stockages ou dégagements de chaleur quand un corps passe de la phase solide à la phase liquide (ou inversement), ou de la phase liquide à la phase gazeuse. On peut aussi jouer sur les Volumes, en augmentant l’Epaisseur des planchers pour absorber plus de chaleur par exemple.
Les écarts entre les
Saisons sont plus compliqués, mais on y travaille. Ce n’est d’ailleurs pas nouveau. Souvenez-vous de la glace, avant les frigos. Elle était stockée l'hiver dans des caves, et on en prélevait tout l’été. On peut faire la même chose avec de la chaleur, dans des caves sous les bâtiments, avec des matériaux solides ou des cuves de liquides. C’est encore un peu Cher, et pourquoi ne pas utiliser le stockage naturel, celui des Sols en dessous des constructions ?  On peut y faire circuler l’Air de ventilation, grâce à une tuyauterie en Souterrain. On appelle ça des puits canadiens. L’air s’y réchauffe l’hiver, s’y refroidit l’été. On peut aller plus profondément, là où la température des sols est constante, et y greffer des Pompes à chaleur avec d’excellentes conditions de rendement. On peut s’en servir pour le chauffage et pour l'eau chaude.
Sortons des bâtiments. La végétation est un formidable régulateur de température, l’évapotranspiration est un phénomène naturel fort Utile. On peut aussi, quand il fait très chaud, faire s’évaporer de l’eau directement, avec de l’aspersion. Depuis toujours, on jette de l’eau sur les sols des cours en fin d’après-midi d’été pour rafraichir l’atmosphère. On sait aussi le faire avec des moyens sophistiqués, comme à Séville pour l’exposition universelle en 1992.
Les
Villes, et surtout les centres, sont touchés par un phénomène bien connu, l’ilot de chaleur urbain. Agréable en saisons intermédiaires, surtout au printemps où chacun aspire à la sortie d’hiver, cet ilot rend les villes inconfortables l’été, et provoque des phénomènes de Pollution. Canicule et pollution de l’air, un bon cocktail pour dégrader les conditions de vie en ville, et tout particulièrement la Santé des personnes les plus fragiles.
Comme pour les maisons, il y a des moyens d’action. Deux grandes familles de leviers, réfléchir la chaleur, et l’absorber.
Réfléchir par un
Choix de matériaux et de couleurs. Renvoyer les rayons du soleil, en privilégiant des couleurs claires. Des chercheurs américains ont fait l’étude, dans l’Espoir de réduire les consommations liées au rafraichissement. « Des mesures effectuées à Sacramento, ville d'environ 5000 000 habitants située dans la vallée centrale de Californie, ont permis de montrer que des immeubles dont les façades sont légèrement plus colorées que d'autres présentent des consommations énergétiques liées au rafraîchissement de 40% inférieures en moyenne à des bâtiments dont les murs extérieurs sont plus sombres. Un chiffre confirmé par le Florida Solar Energy Center qui a mené une étude similaire » (1). Traduite en argent, cette économie est considérable. L’étude menée sur 11 grandes villes a montré que « l'installation de toits aux couleurs claires permettrait d'économiser plus de 175 millions de dollars de climatisation. Ce qui, extrapolé à l'échelle du pays (USA) aboutit à une économie de 750 millions de dollars ». Il n’y a pas que les Toits, il y a aussi les trottoirs, les chaussées, qui peuvent être conçues de couleurs claires. Avec l’avantage supplémentaire que ces revêtements renvoient la Lumière aussi la nuit, ce qui fait économiser de la puissance électrique pour l’Eclairage nocturne.

L’autre manière de faire est de capter des calories en vaporisant de l’eau, ce qui se fait avec des jets d’eau par exemple, ou même des jeux d’eau, qui permettent aussi de se rafraichir directement. Cette technique restera souvent ponctuelle, et il faut la compléter par des formules généralisables. Le végétal reste malgré tout la meilleure manière de diffuser de l’humidité et de capter la chaleur. Végétal sur le toit, sur les Murs, au sol. Les Arbres plongent leurs racines et vont gratuitement (au moins pour une partie) chercher cette eau bienfaisante.

Plutôt que de l’énergie, approche technicienne bien utile pour trouver des réponses, partons du confort, concept bien plus pertinent pour poser le problème. Les solutions sont multiples, et seront d’autant plus adaptées qu’elles seront étudiées en fonction du besoin. La question de la chaleur et du confort nous en donne de nombreuses illustrations.

(1) D’après l’article d’Eric Leysens dans Lemoniteur.fr, du 1er février 2010, Hashem Akbari, un irano-américain en guerre contre les îlots de chaleur urbains

 

Chronique mise en ligne le 1er février 2010

 

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