Nouvelle chambre de test créée pour trouver de meilleures façons de garder les gens au frais

PULLMAN, Washington — Un conteneur d'expédition capable de tester les systèmes de refroidissement passifs pourrait aider les chercheurs et les constructeurs à trouver des moyens sans carbone pour garder les gens au frais à des températures extrêmes.

Des chercheurs de l'Université de l'État de Washington ont créé une chambre de 60 pieds carrés pour tester des systèmes passifs utilisant des tours éoliennes ainsi que l'évaporation de l'eau au lieu de l'électricité pour refroidir les espaces.

Trouver des méthodes de refroidissement qui ne nécessitent pas de rejeter davantage de gaz à effet de serre dans l'air est crucial pour aider une population croissante à s'adapter au changement climatique, a déclaré Omar Al-Hassawi, auteur principal de l'étude publiée dans la revue Energies.

« Le refroidissement est de plus en plus demandé dans les bâtiments, en particulier à mesure que le climat se réchauffe », a déclaré Al-Hassawi, professeur adjoint à l'École de conception et de construction de la WSU. « Il pourrait y avoir des systèmes mécaniques, mais comment pouvons-nous commencer par refroidir les bâtiments – avant de compter sur les systèmes mécaniques ?

La chambre de test développée par les chercheurs est alimentée par l’énergie solaire avec un stockage sur batterie et est totalement indépendante du réseau électrique. Il peut être chauffé à une plage de température comprise entre 125 et 130 degrés Fahrenheit toute l'année pour tester les innovations en matière de refroidissement, en mesurant la température, l'humidité et la vitesse de l'air à l'intérieur et autour d'un système de refroidissement. Les chercheurs ont calibré la chambre en utilisant les résultats d’une expérience à grande échelle menée sur un système de refroidissement passif à courant descendant testé dans les conditions chaudes et sèches de Phoenix, en Arizona.

« Nous pouvons simuler des conditions extrêmes », a déclaré Al-Hassawi. « Avec des modèles à plus petite échelle, nous pouvons également effectuer des tests beaucoup plus rapides et obtenir des résultats plus tôt que de devoir attendre la construction de prototypes à grande échelle. »

Les bâtiments consomment environ 60 % de l'électricité mondiale, dont près de 20 % servent à les maintenir au frais, selon Al-Hassawi. Aux États-Unis, près de 90 % des maisons et appartements résidentiels utilisent des climatiseurs mécaniques.

Alors que les populations du monde entier sont aux prises avec le réchauffement climatique, la demande énergétique pour la climatisation mécanique devrait doubler d'ici 2050. L'alimentation des unités de climatisation nécessite de l'électricité, qui est souvent produite par des combustibles fossiles, ce qui augmente les émissions de carbone et contribue à aggraver le réchauffement climatique.

« Avec l'augmentation de la population mondiale, il y aura beaucoup de nouvelles constructions dans les années à venir, et une grande partie d'entre elles auront lieu dans les pays en développement », a déclaré Al-Hassawi. « Donc, si nous construisons comme nous l'avons fait et continuons à compter sur des systèmes mécaniques pour répondre aux demandes de refroidissement, cela va devenir un problème. Il faudra beaucoup plus de climatisation, en particulier avec l'augmentation de la population dans les régions les plus chaudes du monde.

Les systèmes de refroidissement passifs qui ne nécessitent pas d'électricité sont utilisés depuis des siècles par les habitants des endroits chauds, remontant à environ 2 500 avant JC dans l'Égypte ancienne. Une stratégie de refroidissement consiste à capter les brises provenant d’une tour. Avec une couche d'humidité au sommet de la tour, l'évaporation refroidit l'air, qui devient alors plus lourd et s'enfonce par gravité dans un espace habitable en contrebas. L'humidité peut être fournie par des tampons mouillés, des pommes de douche ou des buses de brumisation. En règle générale, les ventilateurs mécaniques ne sont nécessaires qu’en secours.

Bien que de tels systèmes soient parfois utilisés dans des endroits chauds comme Phoenix, en Arizona, les particuliers et les professionnels du bâtiment ne sont souvent pas familiers avec les techniques de refroidissement passif ou les comprennent mal. Une stratégie de refroidissement passif pourrait utiliser les anciennes cheminées des bâtiments plus anciens, par exemple, comme tour de refroidissement et pourrait être applicable aussi bien aux constructions existantes qu'aux nouvelles constructions, a déclaré Al-Hassawi.

« Il s'agit d'une technologie plus ancienne, mais il y a eu une tentative d'innover et d'utiliser un mélange de technologies nouvelles et existantes pour améliorer les performances et la capacité de refroidissement de ces systèmes », a-t-il déclaré.

Une adoption plus large de ces systèmes de refroidissement passifs pourrait réduire la demande d’énergie, mais tenter de rechercher et de tester des systèmes de refroidissement passifs nécessite des investissements et une formation considérables.

"C'est pourquoi des recherches comme celle-ci seraient vraiment utiles", a-t-il déclaré. « Comment pouvons-nous aborder la conception des bâtiments, faire revivre certaines de ces stratégies plus anciennes et les inclure dans la construction de bâtiments contemporains ? La chambre d’essai devient une plateforme pour ce faire.