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Interview « Il faut que les industriels s’en saisissent »

Mis à jour le 22/03/2018

À l’heure où le climat se réchauffe et les bâtiments s’équipent de climatisation, il est urgent d’imaginer la climatisation de demain. C’est l’ambition de l’appel à projets de recherche lancé par l’ADEME et le ministère de l’Écologie dès 2015.

Rencontre avec…

Anne Lefranc, animatrice de secteur « systèmes énergétiques », service Bâtiment à l’ADEME
Pascal Stabat, enseignant-chercheur au sein du Centre efficacité énergétique des systèmes (CES) de l’École des mines de Paris

Que représente la climatisation dans la consommation énergétique française ?

Anne Lefranc : Avant de répondre, je tiens à rappeler que le secteur du bâtiment (résidentiel et tertiaire) est le premier consommateur d’énergie en France, devant le transport. Pour l’heure, la part de la climatisation reste modeste, mais elle est toutefois en constante augmentation : en 1995, la climatisation dans les bâtiments tertiaires représentait 4 % de la consommation finale d’énergie ; ce poste atteint aujourd’hui 7 % (c’est presque le double !). Par ailleurs, l’ADEME pense que, sur le long terme, les occupants des logements résidentiels vont également vouloir s’équiper de climatisation. Nous devons donc chercher dès aujourd’hui des solutions qui répondront aux besoins futurs, c’est-à-dire produire du froid en consommant peu d’énergie et en respectant l’environnement. Autrement dit, il nous faut imaginer la climatisation du futur.
 
Quels travaux de recherche mène l’École des mines sur le sujet ?

Pascal Stabat : Les équipes de l’École des mines travaillent aussi bien sur la stratégie énergétique (pour identifier, par exemple, les meilleures solutions qui permettront de décarboner le système énergétique européen à l’horizon 2050) que sur les aspects technologiques. Nous nous sommes intéressés à la climatisation à haute efficacité, aux systèmes passifs (comme la ventilation naturelle) ou à la climatisation solaire. Mon équipe travaille plus particulièrement sur la technologie du « dessicant cooling » qui est au cœur du projet Optidec soutenu par l’ADEME.
 
Justement, comment l’ADEME accompagne la recherche sur la climatisation ?

Anne Lefranc : L’Agence accompagne la R&D des systèmes énergétiques dans le bâtiment. En 2015, dans le cadre des réflexions sur le climat lors de la COP21, il y a eu cet appel à projets de recherche « Climatisation du futur » organisé avec le ministère de l’Environnement. Il visait à soutenir des projets technologiques capables de répondre aux nouveaux usages, mais aussi aux contraintes fortes qui pèsent sur le climat.

Sur les quinze projets reçus, l’ADEME en a retenu sept et, lors de la sélection, nous avons noté que deux types de solutions étaient désormais envisagées :
 
  • des technologies dites « actives », qui consomment de l’énergie (via des systèmes thermodynamiques performants comme les pompes à chaleur…) et utilisent des fluides comme le propane ou des sources d’énergies renouvelables (je pense au photovoltaïque, par exemple) ;
  • et des technologies plus en rupture, comme le « dessicant cooling » (qui vise à contrôler l’humidité de l’air pour rafraîchir l’air ambiant). Dans la mesure où elle n’utilise aucun fluide frigorigène, cette technologie nous intéresse particulièrement.
Bien sûr l’ADEME soutient aussi de longue date les innovations qui visent à optimiser les technologies produisant du chaud et/ou du froid avec la double exigence de réduire les consommations d’énergie tout en limitant l’impact de ces solutions sur l’environnement. Concrètement, cela se traduit par le financement de thèses, de projets de R&D ou l’accompagnement de projets dans le cadre des Investissements d’avenir.
 
« Nous devons chercher dès aujourd’hui des solutions qui répondront aux besoins futurs »

Le projet Optidec est l’un des lauréats de l’appel à projet de recherche « Climatisation du futur ». En quoi consiste-t-il ?

Pascal Stabat : Optidec développe un procédé de rafraîchissement par évaporation d’eau dans l’air. Historiquement, et notamment dans l’Égypte ancienne, ce procédé était utilisé dans le cadre de climats très secs, car plus l’air est sec, plus l’eau s’évapore facilement dans l’air, et donc plus le rafraîchissement induit par l’évaporation est important. Les choses se compliquent un peu en climats tempérés : nous devons, dans un premier temps, déshumidifier l’air pour ensuite l’humidifier davantage et alors le rafraîchir. C’est ce procédé qui est testé dans notre projet, il comprend une roue à dessiccation qui peut être régénérée soit à partir de gaz, d’une source de chaleur fatale ou en utilisant de l’énergie solaire thermique. Nous avons choisi cette dernière option, car elle est disponible partout et écologique.
 
Quels sont les avantages de cette solution ?

Pascal Stabat : Optidec est adapté aux contraintes actuelles : il est naturel (il n’utilise pas de fluide frigorigène) et, dans la mesure où les pompes et les ventilateurs ont été bien dimensionnés, il consomme peu d’énergie. Par ailleurs cette installation est capable à la fois d’assurer la ventilation, le refroidissement et le chauffage. Nous pensons donc que le « dessicant cooling » peut à terme se révéler économiquement intéressant… si les industriels se penchent sur le sujet et fournissent des offres packagées de cette solution trois en un ! Maintenant, il reste des potentiels d’optimisation de la performance énergétique de ce procédé.
 
C’est là ce qu’on appelle « le procédé adiabatique » ?

Pascal Stabat : Pas tout à fait. En thermodynamique, le procédé adiabatique désigne un système dans lequel il n’y a aucun échange de chaleur avec l’environnement. Ce n’est pas le cas ici puisque l’on apporte, dans un volume d’air, de l’eau qui va s’évaporer. Donc il existe un apport, certes très faible, mais un apport tout de même. Il me paraît donc plus approprié de parler de procédé de rafraîchissement par évaporation d’eau dans l’air.
 
Le projet Renewclim, également retenu dans cet appel à projets, utilise ce même procédé...

Anne Lefranc : Effectivement, et on peut le voir à l’œuvre dans une salle de l’opéra de Nice. Il fonctionne très bien. Mais il s’agit là encore d’une solution sur mesure, développée pour un bâtiment spécifique et donc coûteuse. Il faudrait à présent que des industriels se saisissent de cette technologie, la standardisent et la déploient à plus grande échelle. Enfin, nous parlons ici beaucoup de systèmes de climatisation, mais il me semble que le sujet mérite d’être élargi et que l’effort doit porter sur l’enveloppe du bâtiment afin, à terme, de réduire les besoins de chauffage et de froid. Et au-delà du bâtiment lui-même, il me semble judicieux de travailler à l’échelle du quartier : aujourd’hui, on parle de rafraîchissement urbain, d’ombre sur les bâtiments, etc., et des recherches sont en cours pour développer des solutions qui rafraîchiront la ville. Concrètement, cela sous-tend de végétaliser l’espace urbain, de limiter les apports solaires ou encore de favoriser la ventilation naturelle ou l’évaporation d’eau, par exemple. Bref, de raisonner à l’échelle d’un territoire.

 
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Anne Lefranc

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