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Rafraîchir une maison en plein désert en échangeant thermiquement avec l’espace

GC Magazine | 12 juin 2018 |

© BaityKool
Baptisée BaityKool, la maison conçue par des enseignants et des étudiants de l’Université de Bordeaux représentera la France à la compétition internationale Solar Decathlon Middle East qui se tiendra à Dubaï en novembre prochain. Échanges thermiques avec l’espace, PAC air/eau et diffusion d’air via des toiles : découvrez la recette bordelaise pour rafraîchir une maison plantée au milieu du désert.

BaityKool représentera la France à la compétition Solar Decathlon Middle East qui vise à faire émerger des solutions novatrices pour assurer le rafraîchissement et le confort en climat très chaud. Elle associe différentes technologies pour assurer le confort thermique.


La plus innovante réside dans les 16 panneaux dits « Radiative Sky Cooling », soit 10 m², développés par l’institut de mécanique et d’ingénierie de Bordeaux I2M, le centre de recherches Nobatek/Inef4 et la plateforme de recherches Canoë. Disposés sur la toiture et orientés vers la voute céleste, ils vont tout simplement permettre de refroidir passivement un fluide en envoyant, grâce à une longueur d’onde bien choisie, une partie de ses calories vers le ciel. Autrement dit, grâce à un échange thermique avec l’espace (oui, vous avez bien lu). « L’innovation repose sur le polymère qui constitue le revêtement des panneaux. Il a été travaillé de manière à présenter les capacités d’émissions radiatives les plus élevées. Ainsi l’eau glycolée qui circulera dans les panneaux pendant la nuit échangera thermiquement avec la stratosphère et se refroidira pour atteindre une température d'au moins 3 °C inférieure à celle de l’air ambiant. Cette eau à une température comprise entre 16 °C et 19 °C sera ensuite acheminée vers un ballon de stockage de 300 litres qui alimentera des panneaux rayonnants intégrés dans les murs et les faux plafonds de la cuisine. On peut ainsi considérer que la cuisine sera passivement refroidie », développe Ulysse Lelay, étudiant en Master chargé des systèmes climatisation/ventilation pour le projet Baitykool.


Ce procédé de rafraîchissement nécessitant d’être expérimenté, il ne servira qu’à rafraichir une zone, ici la cuisine. « Nous voulions un démonstrateur qui permette de refroidir une seule pièce, en l’occurrence celle où la température peut vite grimper quand on cuisine », explique l’ingénieur.


Toiles tendues au plafond du salon

Pour assurer le rafraîchissement des pièces de vie comme le salon et les deux chambres, la combinaison d’une centrale de traitement double flux et d’une pompe à chaleur air/eau a été privilégiée.

L’air extérieur à une moyenne de 35 °C en journée va tout d’abord être rafraîchi via l’échangeur de la CTA  – 85 % de rendement – à une température de 26 °C grâce aux frigories de l’air vicié de la cuisine. En sortie d’échangeur, cet air passera ensuite par un mélangeur (toujours dans la CTA) et entrera en contact avec l’air vicié des chambres et du salon à une température moyenne de 23 °C. Alors pourquoi utiliser un échangeur dans un premier temps et pas un mélangeur ? « A cause des fortes chaleurs et du taux d’hygrométrie très élevé, la teneur en eau dans l’air extérieur est forte dans les pays du Golfe. Il faut donc veiller à ne pas ajouter d’humidité dans l’air soufflé, d’où l’échangeur dans un premier temps. Et c’est pourquoi, par la suite, le mélangeur intégré dans la CTA n’accueille pas l’air vicié de la cuisine, trop humide, mais seulement celui des chambres et du salon », explique Ulysse Lelay.

En sortie de mélangeur, l’air passe ensuite par une batterie froide (toujours dans la CTA) afin d’être déshumidifié et refroidi à 15 °C avant diffusion dans la maison. « Cette faible température évite ainsi tout risque de condensation au soufflage », ajoute Ulysse Lelay. « On diffuse l’air dans le salon et les chambres via des toiles tendues – une sorte de faux-plafond – développées par le fabricant Barrisol qui permet un meilleur rayonnement de la fraîcheur et de gagner en confort et en économies d’énergie par rapport à une diffusion par convection ».


La préfabrication de la maison de 90 m² débutera en juillet à Bordeaux pour un assemblage début novembre à Dubaï aux Emirats Arabes Unis. Philippe Lagière, maître de conférences à l’Université de Bordeaux qui coordonne le projet, est impatient d’aller se mesurer aux autres équipes. « Le contexte climatique extrême des Emirats Arabes Unis va permettre d’éprouver notre combinaison de technologies. Nous aurions pu mettre en place une solution 4 en 1 comme le proposent plusieurs fabricants mais nous avons souhaité maîtriser de façon plus indépendante, le rafraîchissement en température et humidité, et les différents postes que sont la production d’ECS et d’électricité ».


Retrouvez plus d'informations sur ce chantier dans le prochain numéro de Génie Climatique Magazine



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