Cet article fait partie des 112 cas de l’économie bleue.

Cet article fait partie d’une liste de 112 innovations qui façonnent l’économie bleue. Il s’inscrit dans le cadre d’un vaste effort de Gunter Pauli pour stimuler l’esprit d’entreprise, la compétitivité et l’emploi dans les logiciels libres. Pour plus d’informations sur l’origine de ZERI.

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Cas 10 : Air frais gratuit

Déc 27, 2012 | 100 Innovations, Autre

Le marché

Le marché mondial de la climatisation est évalué à 62 milliards de dollars, le résidentiel représente 39 milliards pour plus de 45 millions d’unités installées annuellement. La maîtrise de la température est l’un des principaux coûts de la gestion des bâtiments et l’un des principaux facteurs du changement climatique. La plus forte croissance de l’activité provient des pays en développement, avec la Chine en tête. Les échangeurs de chaleur et les condenseurs utilisés pour récupérer une partie de l’énergie perdue sont évalués à 2,5 milliards de dollars. Les filtres à air, nécessaires pour éliminer les particules, le pollen et les germes, atteignent 2 milliards de dollars.

Les promoteurs immobiliers investissent de plus en plus dans les systèmes de gestion des bâtiments (SGB), un système de contrôle piloté par ordinateur qui surveille la lumière, l’eau et l’air circulant dans les installations. Le coût du matériel informatique d’un bâtiment de dix étages pour les contrôles aériens pourrait facilement coûter de 3,5 à 5 millions de dollars, tandis que les coûts d’exploitation et d’entretien peuvent représenter jusqu’à 25 % des dépenses annuelles courantes. Les bâtiments sont responsables de 45 % de l’ensemble des émissions de gaz à effet de serre du Royaume-Uni. Aux États-Unis, les bâtiments représentent 70 % de la consommation totale d’énergie et 38 % des émissions de CO2.

La Commission européenne a publié un rapport soulignant que jusqu’à 90 % de tous les bâtiments existants ont des contrôles inappropriés de la consommation d’énergie pour le chauffage et la climatisation de l’eau et de l’air, et exigent une révision complète des systèmes existants installés. Cela pourrait entraîner une réduction de la consommation d’énergie des installations existantes pouvant aller jusqu’à 30 %.

L’innovation

Bengt Warne, l’architecte suédois décédé et son équipe ont étudié dans les années 1950 le contrôle naturel de l’air et de l’humidité des nids de termites en Tanzanie et au Zimbabwe. Ces nids utilisent les lois de la physique pour réguler les flux d’air, la température et l’humidité sans aucune source d’énergie extérieure. Warne a conclu que ces colonies ont la capacité de cultiver des champignons sous terre grâce à une conception méticuleuse du bâtiment qui maintient la température à 81ºF et l’humidité à 61 %. Grâce à une observation détaillée, il est apparu clairement que la hauteur des monticules, la longueur et la largeur des canaux d’aération ainsi que la position par rapport au soleil et le choix des matériaux de construction contribuent tous à la gestion de l’air.

Il existe une vaste histoire de bâtiments ventilés naturellement dans le monde entier, comme l’hôpital construit à Las Gaviotas en Colombie ou l’entrepôt de Shosoin au temple Todaiji à Nara, au Japon, tous deux offrant du confort dans un climat très chaud et humide. C’est un autre architecte suédois, Anders Nyquist, qui a motivé une équipe à concevoir un modèle mathématique qui s’appuie sur cette exposition aux termitières, mais qui pouvait offrir des résultats prévisibles aux concepteurs du bâtiment. Il a appliqué la technique de modélisation pour la construction de l’école Laggarberg à Timrå par Sundsvall et a démontré que cette approche apporte des avantages tangibles au-delà des économies d’énergie, non seulement pour le climat chaud et humide mais aussi pour le climat sec et froid. Lorsque l’air est rafraîchi toutes les 30 minutes, la capacité d’attention des enfants et leur état de santé s’améliorent.

L’air est rafraîchi toutes les heures sans imposer de frais de chauffage ou de climatisation supplémentaires, tandis que l’avantage supplémentaire est que les particules de poussière et les germes sont continuellement canalisés hors du bâtiment, favorisant ainsi la santé des occupants. Puis Nyquist et son équipe ont ajouté l’interaction entre le noir et le blanc au design extérieur, imitant les décalages de l’obscurité et de la lumière comme le fait le zèbre. Une autre application simple des lois de la physique, où l’air chaud est plus mince et monte, tandis que l’air froid est plus dense et se dépose au fond. Le concessionnaire Ford à Umeå, en Suède, et les immeubles de bureaux de Daiwa House au Japon ont fourni des études de cas concrets qui démontrent l’efficacité de cette approche.

Le premier flux de trésorerie

Alors que beaucoup recherchent des économies d’énergie en utilisant plus efficacement l’équipement existant, Nyquist et Warne ont identifié des conceptions de bâtiments qui éliminent simplement la norme existante sur le marché en matière d’intensité énergétique et de capital avec des conceptions de bâtiments qui incorporent l’intelligence des écosystèmes. Ces architectes introduisent la loi de la physique appliquée par les zèbres et les termites dans un nouveau type remarquable de conception de bâtiments. L’application de ces observations dans la nature crée de multiples avantages, allant des économies en capital et de la réduction des dépenses d’exploitation à l’amélioration de la qualité de l’air intérieur. Les enfants à l’école sont exposés aux applications simples de la théorie de la physique tout en réduisant considérablement l’empreinte carbone d’un bâtiment. Bien que les bâtiments soient bien isolés, l’air circule dans les locaux sans besoin de chauffage ou de climatisation supplémentaire.

L’opportunité

Bien que cette approche ne stimule pas les affaires des fournisseurs de CVC, elle offre un nouveau modèle d’affaires intéressant pour les sociétés de développement immobilier. S’il n’y a pas de système CVC dans le bâtiment, il n’y a pas besoin d’airducs dans le plafond. Cela élimine environ 40 à 50 centimètres d’espace entre deux étages. Cela signifie que pour chaque cinq étages, il y a un étage supplémentaire dans le même volume d’espace du bâtiment. Ainsi, l’économie d’argent est maintenant complétée par une augmentation des revenus et une réduction des risques. Lorsqu’un immeuble type de 10 étages atteint le seuil de rentabilité – lorsque 55 % des appartements et des bureaux sont vendus, la construction qui permet d’économiser du capital et de réduire les dépenses d’exploitation atteint généralement le seuil de rentabilité à 46 %.

La conception de ces bâtiments économes en énergie réduit le risque d’investissement. Un risque plus faible en raison d’un seuil de rentabilité plus bas permet d’obtenir un financement moins cher, de réduire davantage les coûts et de réduire encore davantage le risque. Le Eastgate Shopping Center à Harare, au Zimbabwe, est un premier exemple surprenant d’une telle application innovante de la conception de bâtiments. Même lorsque des gens de l’extérieur hésiteraient à s’engager dans un grand projet immobilier dans un pays à haut risque comme le Zimbabwe, celui-ci a prouvé qu’il a dépassé toutes les attentes. Ce complexe de bureaux et de commerces a fait ses preuves. Il est devenu l’immeuble le plus populaire de Harare, d’abord et avant tout parce que ses dépenses d’exploitation sont les plus faibles et que l’attrait pour le grand public est le plus élevé. Qui aurait pu s’attendre à ce que le complexe de bureaux et de commerces le plus écologique du Zimbabwe se dresse haut ?

L’application la plus intéressante est pour les écoles. Les gouvernements cherchent à économiser de l’argent et à installer de l’isolant tout en faisant recirculer l’air pour réduire les factures de chauffage et de climatisation. Cependant, comme l’a démontré Nyquist, lorsque les enfants sont plus heureux et en meilleure santé et que les parents prennent connaissance des statistiques, certains parents sont prêts à déménager dans la région où l’école publique offre de telles possibilités d’apprentissage. Et lorsque les parents décident de s’installer dans des régions éloignées, la demande de biens immobiliers augmentera, ce qui leur donnera l’occasion d’imaginer un nouveau schéma de financement : spéculer sur la hausse de la valeur des terres grâce à des enfants sains et intelligents. C’est l’économie bleue dans la pratique.

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