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5 exemples de biomimétisme pour combattre le changement climatique (Architecture, bâtiment, énergie)

Bonjour, c’est Alexandre. Si on analyse nos émissions globales de gaz à effet de serre, on voit clairement que le bâtiment et l’énergie sont deux secteurs dans lesquels nous devons mieux faire. La nature fait de la recherche et du développement depuis 3,8 milliards d’années alors regardons 5 façons dont on peut s’inspirer de la nature : nous allons parler de bancs de poissons, d’abeilles, de termites, de lièvres et de coraux, entre autres. La musique de cette vidéo est également inspirée de la nature, je vous en dirai plus à la fin. Allez, dessinons !

Si vous êtes nouveau ici, bienvenue sur la chaîne où on partage des outils pour VOUS aider à changer le monde. J’ai débuté cette vidéo en parlant de dioxyde de carbone comme quelque chose de négatif mais ce n’est pas forcément le cas. La nature ne considère pas le carbone comme un problème. Elle le considère comme un composant. Une matière première pour fabriquer des choses comme des arbres, des feuilles, des coquillages, des algues, etc. Les coraux sont également faits de carbone. Plus précisément, l’exosquelette calcaire des coraux est composé de carbonate de calcium : le corail combine le CO2 et les minéraux présents dans l’eau de mer pour le fabriquer. Il y a quelques années de cela, un chercheur a utilisé la cette recette pour fabriquer avec du CO2 et de l’eau de mer du carbonate de calcium qui est ensuite utilisé pour fabriquer du ciment. Alors que la fabrication d’une tonne de ciment traditionnel produit une tonne de CO2, une tonne de ciment fabriqué avec cette méthode séquestre une demi tonne de CO2. Et en plus, il faut moins d’énergie pour le produire. Pourquoi on ne m’a jamais dit en école de bâtiment et travaux publics ?

Alors maintenant, qu’est-ce qu’on peut faire avec ce super ciment. On peut construire des bâtiments. Mais même une fois construits, les bâtiments ont tendance à produire beaucoup de gas à effet de serre. Souvenez-vous de notre diagramme du début : 25% de nos émissions globales de gaz à effet de serre sont attribuées au chauffage et à l’énergie, et les bâtiments résidentiels et commerciaux sont responsables de la moitié de ce 25% soit 12%. Les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (qu’on appelle aussi CVC) peuvent gaspiller beaucoup d’énergie et bruler beaucoup de combustibles fossiles. Avec près de 60% de l’énergie consommée par un bâtiment attribuée au chauffage et à la climatisation, nous devons vraiment améliorer ces systèmes. Alors comment la nature s’y prend-elle ? Il se trouve que les termites ont également besoin de ventiler et de contrôler la température à l’intérieur de leur termitière, mais elles n’utilisent pas d’énergie fossile. En s’inspirant des termitières, l’architecte Mick Pearce a conçu Eastgate, le plus grand immeuble commercial au Zimbabwe, de la façon suivante :

  • comme une termitière, Eastgate utilise sa masse thermique pour stocker la chaleur pendant la journée et la libérer pendant la nuit. Le bâtiment possède également de nombreuses cheminées et conduits qui lui permettent de respirer. Pendant la nuit, l’air frais de l’extérieur rafraîchit le coeur de l’édifice. Pendant le jour, les larges cheminées centrales créent un courant de convection naturel envoyant l’air chaud vers le haut et en dehors du bâtiment, ce qui rafraîchit continuellement le coeur;
  • la grande surface de bâtiment exposée à l’air permet de dissiper efficacement la chaleur pendant la journée et d’optimiser la perte de chaleur pendant la nuit (un peu comme les oreilles des grands lièvres d’Amérique du Nord et des éléphants les aident à réguler leur température corporelle);
  • tout cela permet à ce bâtiment d’utiliser 35% d’énergie en moins que les autres immeubles dans la même ville. Certains édifices conçus par Mick Pearce à Melbourne en Australie utilisent même jusqu’à 70 à 80% d’énergie en moins que les autres bâtiments de la ville.

Il s’agissait là d’un exemple de CVC pour un bâtiment haut mais certaines fourmilières peuvent atteindre des résultats comparables sous terre. Lorsqu’une brise souffle au-dessus de la fourmilière, elle aspire l’air se trouvant à l’intérieur et de l’air frais entre par les conduits présents à la périphérie. Il s’agit d’un phénomène bien connu en mécanique des fluides appelé l’effet Coandă.

Les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation peuvent également gaspiller de l’énergie lorsque les différents composants ne communiquent pas entre eux. Il arrive que divers appareils fonctionnent simultanément utilisant ainsi de l’énergie inutilement. Les abeilles, elles, ne gaspillent pas d’énergie comme ça. Elles coordonnent les tâches individuelles pour mieux servir le collectif. En utilisant l’intelligence collective des abeilles, l’entreprise Encycle propose un service appelé Swarm Logic® qui connecte les appareils de façon à mieux répartir la demande en énergie parmi eux, ce qui permet de réduire les piques de demande de 25% et la consommation inutile d’énergie de plus de 30%.

Maintenant que nous savons comment chauffer, climatiser et ventiler notre bâtiment, il nous faut quand même de l’électricité pour la lumière et les machines. Eh bien les bancs de poissons peuvent nous aider. Un chercheur de Caltech nommé John Dabiri a remarqué que les poissons nageant très près les uns des autres en groupe ne se gênent pas. Chaque poisson crée de nombreux petits vortex derrière lui quand il nage. En utilisant cette idée, il a créé des éoliennes à un axe vertical qui fonctionnent bien lorsqu’elles sont très proches les unes des autres alors que les éoliennes traditionnelles interfèrent les unes avec les autres. Encore mieux, les éoliennes de Dabiri s’alimentent les une les autres, augmentent leur efficacité individuelle et tirent le maximum de profit de la surface disponible. Avec un positionnement optimal, un parc éolien à axe vertical peut produire plus de 10 fois plus d’énergie éolienne qu’un parc classique à axe horizontal.

Pour créer plus d’énergie en zone urbaine, l’arbre à vent est visuellement inspiré de la nature. Haut de 8 mètres et silencieux, un arbre peut subvenir aux besoins électriques d’une famille de 4 personnes, ou il peut alimenter 15 lampadaires LED de 100 watts, ou 100 m2 de bureaux à basse consommation ou 16 000 km d’une voiture électrique.

Ces solutions sont toutes autour de nous. Parfois, il suffit de changer la façon dont on réfléchit pour trouver de nouvelles idées. Si vous connaissez d’autres bons exemples de biomimétisme fournissant des solutions concrètes à nos défis de changement climatique et de développement durable, merci de les indiquer dans les commentaires ci-dessous.

La musique pour cette vidéo a été créée par Verdée, une musicienne et chanteuse qui utilise la nature pour composer sa musique. Un grand merci à elle. Je suis vraiment content qu’elle ait offert de partager sa musique pour cette vidéo.

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