Une alternative à la climatisation classique

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Le rafraîchissement des bâtiments est un enjeu mondial

[Alice Chougnet-Sirapian & Quentin Barral, Fondateurs de Geosophy]

Le rafraîchissement des bâtiments est un enjeu mondial majeur pour plusieurs raisons. La première est liée aux effets du dérèglement climatique, avec la multiplication des jours de chaleur extrême, tels que les épisodes météorologiques survenus en juin ou juillet derniers. Dans un tel contexte, au-delà même du bien-être ou de la productivité des salariés, cela pose d’importants problèmes de santé pour les populations les plus fragiles.

La deuxième raison est liée à la disponibilité énergétique nécessaire pour permettre
aux bâtiments de se rafraîchir : comment faire face à des augmentations de besoins énergétiques de l’ordre de 750% pour le secteur résidentiel ou de 275% pour le secteur tertiaire d’ici 20501 ? Et ce sans aggraver les problèmes climatiques par l’utilisation d’énergies fossiles2 ? À l’échelle des villes, d’autres difficultés plus locales
s’ajoutent à ces considérations globales : dans les zones denses et peu végétalisées, se développent en période caniculaire des « îlots de chaleur » que les climatiseurs classiques, en réchauffant encore l’air ambiant, empirent significativement.

Il est donc essentiel de mettre en place dès à présent des alternatives durables à ces climatiseurs avant leur multiplication incontrôlable. C’est une thématique de recherche depuis de nombreuses années, qui occasionne une littérature abondante3. Parmi les articles récents, la revue de Bhamare et al. de juin 20194 liste aussi exhaustivement que possible toutes les méthodes passives de rafraîchissement des bâtiments :

  • La protection contre la chaleur et le rayonnement solaire, incluant par exemple la mise en place d’un micro-climat grâce à la végétation, l’orientation des bâtiments et l’installation de casquettes pour limiter les apports solaires
  • La modulation de chaleur dans le bâti, par exemple par l’utilisation de matériaux qui changent de phase en absorbant la chaleur ou par le biais de ventilations nocturnes
  • La dissipation de chaleur, qui comprend la mise en place de courants d’air Ces techniques passives sont intéressantes et les implémenter autant que possible pour la conception de bâtiments qualifiés de bioclimatiques va assurément dans le sens de l’histoire. Mais leur qualificatif de « passif » ne doit pas faire oublier une étude d’impact global, en gardant à l’esprit la double problématique climatique et de disponibilité future de l’énergie.

En particulier, pour répondre aux enjeux climatiques, un bilan carbone doit être réalisé en prenant en compte toute la durée de vie des matériaux, y compris leur transport et leur recyclage. Il est également important de considérer les besoins énergétiques parfois cachés par de « faux passifs », soit parce qu’ils nécessitent des moteurs pour fonctionner (comme la sur-ventilation nocturne), soit parce qu’ils sont trop peu efficaces et se soldent en pratique par l’installation d’un climatiseur classique du fait de leur trop faible efficacité pour répondre aux attentes des utilisateurs.

Dans cette réflexion globale, il nous semble intéressant d’inclure la géo-énergie parmi le panel de solutions considérées. Celle-ci est en effet qualifiée d’active, bien qu’elle puisse dans certaines conditions favorables être aussi peu énergivore qu’une sur-ventilation nocturne. Son principe consiste à aller chercher la fraîcheur sous terre, dans le sol. En effet, seule la surface de la terre, les dix premiers mètres, est sensible aux variations saisonnières. En-dessous, il règne une température constante toute l’année, entre 12 et 15°C. Si les émetteurs sont de surface suffisamment importante, idéalement des plafonds ou planchers rayonnants, cette température peut directement répondre aux besoins du bâtiment. Quand ce n’est pas le cas, et qu’un complément avec une pompe à chaleur est nécessaire pour l’abaisser un peu, l’écart entre la température du sous-sol et celle de travail est bien moindre que dans le cas d’un climatiseur classique qui part de l’air ambiant : cela permet alors de diminuer drastiquement sa consommation.

De plus, contrairement à un climatiseur classique, la chaleur est évacuée dans le sol et non dans la ville. Les installations sont ainsi également utiles en hiver, le sol servant de stockage intersaisonnier, quand c’est au contraire pour sa chaleur que l’on recherche la température du sol. Ce que nous nommons la géo-énergie s’appelle dans les textes réglementaires « géothermie de minime importance », et depuis 2015 une exemption au code minier s’applique dans certaines conditions pour faciliter son implémantation : en effet des installations géo-énergétiques peuvent être réalisées avec une simple déclaration de travaux, sans demande d’autorisation.

Il s’agit d’une technologie éprouvée et alors que c’est une énergie locale, décarbonée, durable et qui ne se voit pas, donc ne détériore pas le paysage, la France est très en retard par rapport à certains de ses voisins européens. C’est pour permettre le développement massif de la géo-énergie partout où il est possible de le faire de façon responsable que nous avons fondé Geosophy.

Nous nous positionnons en complément des autres acteurs de la filière existante française, très professionnels. Nos outils de modélisation physique et de data science appliqués au secteur immobilier nous permettent d’apporter des conseils d’assistance à la maîtrise d’ouvrage auprès de notre première cible de clientèle, les sociétés foncières. Nous réalisons ainsi des études de potentiel géo-énergétique, à l’échelle d’un parc de bâtiments ou d’un bâtiment donné.

  1. Santamouris, Energy and Buildings
    128 (2016) 617-638, Cooling the
    buildings – past, present and future.
  2. Cf Jancovici, par exemple sa
    conférence du 29/08/19 donnée à
    Sciences Po : https://www.youtube.
    com/watch?v=Vjkq8V5rVy0
  3. Prieto et al, Renewable and
    Sustainable Energy Reviews 71
    (2017) 89-102, 25 Years of cooling
    research in office bildings : review
    for the integration of cooling
    strategie into the building
    façade (1990-2014).
  4. Bhamare et al, Energy &
    Buildings 198 (2019) 467–490,
    Passive cooling techniques
    for building and their applicability in
    different climatic zones –
    the state of art.