Hypios CI

Systèmes de refroidissement naturels applicables aux villes

Hypios challenge Natural Cooling Systems Applicable to Cities

Difficulté moyenne

Prime : 3 000€​

Deadline : 31/01/2020​

C'est l'un des grands dilemmes du changement climatique : Nous tirons un tel confort de la climatisation que la consommation mondiale d'énergie à cette fin a déjà triplé depuis 1990.

Elle est sur la bonne voie pour croître encore plus vite jusqu'au milieu du siècle - et en supposant que les centrales électriques alimentées aux combustibles fossiles fournissent l'électricité qui pourrait causer suffisamment d'émissions de dioxyde de carbone pour chauffer la planète d'un autre demi-degré Celsius mortel." Conniff, Richard. "La climatisation pourrait-elle réparer le changement climatique ?" Scientific American, 30 avril 2019.

Pourquoi ce défi est-il pertinent ?

  • Au cours du siècle prochain, les conditions de chaleur extrême deviendront beaucoup plus courantes, de même que les risques pour la santé qu'elles présentent. Rien qu'aux États-Unis, le nombre de jours avec un maximum d’au moins 38° Celsius pourrait doubler. De plus, le mois de juin 2019 a battu le record du mois de juin le plus chaud jamais enregistré en Europe et dans le monde.

  • Nous sommes intéressés par une technique qui nous permet de profiter de la chaleur du sous-sol. L'architecture interne des maisons passives ou bioclimatiques est l'un des systèmes les plus simples que l'on puisse trouver. La circulation de l'air à travers la couche superficielle du sous-sol assure la fraîcheur de la maison en été et une température chaude en hiver.


Vue d'ensemble

  • Le système consiste à utiliser l'inertie géothermique du terrain pour conditionner l'air que l'on fait circuler à l'intérieur d'un bâtiment par des tuyaux enterrés à une certaine profondeur du sol. Le but de ces systèmes est de chauffer ou de refroidir l'air d'une manière naturelle.
  • Si nous supposons que la température du sol à une profondeur d'environ 2 mètres est presque constante tout au long d'une année donnée, nous pouvons utiliser cette préservation naturelle de la température pour préchauffer ou prérefroidir l'air circulant dans un bâtiment.
  • Dans ce défi, nous considérons l'air comme la conduction thermique, le sol comme l'accumulateur calorique, les tuyaux des puits canadiens comme les échangeurs de chaleur et les bâtiments comme les bénéficiaires d'un système de ventilation à température naturelle.
  • Les sceptiques qui doutent de la performance des puits canadiens en tant que substituts de la climatisation conventionnelle trouveront que ces systèmes peuvent aussi être reliés à des systèmes de climatisation artificielle afin de préchauffer l'air qu'ils utilisent. Ceci réduit le saut thermique et la dépense d'énergie. Ce facteur est d'une importance vitale dans les climats les plus extrêmes où la ventilation bioclimatique n'est pas suffisante pour supprimer les températures thermiques entrant dans les bâtiments.


Éléments de solution

Le Puits Provençal

  • Géothermie passive zéro consommation
  • Caves souterraines



Objectifs du Défi

Adapter les systèmes de refroidissement naturel existants à la taille d'une ville.

  • Le Puits Provençal est un système naturel et respectueux de l'environnement.
  • Certaines villes ont un sous-sol adapté à cette solution. Paris, par exemple, a beaucoup de sous-sol qui a été creusé pour fournir des roches pour la construction de ses bâtiments. Cela signifie qu'il existe de nombreuses zones souterraines d'une profondeur importante qui pourraient être utilisées pour un système de refroidissement naturel.
  • Photos de carrières, catacombes et petite ceinture de Paris :

Nous estimons qu'à une profondeur d'environ 20 mètres, nous pouvons trouver une température constante tout au long de l'année. Cependant, à une profondeur d'environ 3-4 mètres, nous avons déjà des températures que nous pouvons considérer proches des températures de confort optimales dans une maison (18º à 23º).

 


Avantages

  • L'opération ne nécessite pratiquement pas d'énergie.
  • Un système passif, qui préchauffe ou refroidit l'air de manière naturelle, sans créer d'empreinte carbone indésirable ou nuire à l'environnement.

Critères préférés

Général :

  • Proposer des idées novatrices pour de nouvelles techniques de refroidissement souterrain qui améliorent la température de l'air de façon naturelle.

Technique :

  • Le système proposé devrait pouvoir être branché dans ou sur les systèmes de chauffage à air.
  • Une option de modernisation pour pouvoir adapter la solution aux systèmes de chauffage central traditionnels.
  • Systèmes d'air innovants dans le cas des systèmes de chauffage électrique.

Economique :

  • Les coûts d'installation devraient être relativement semblables à ceux des systèmes traditionnels de chauffage/climatisation.
  • Le rendement du capital investi (RCI) devrait être justifié par le faible niveau d'énergie nécessaire pour chauffer ou refroidir l'air.

Environnement:

  • Les systèmes devraient émettre une empreinte carbone nettement inférieure à celle des systèmes de chauffage/climatisation traditionnels.

Format prévu

Quelques paragraphes expliquant votre (vos) idée(s) innovante(s). Cela devrait inclure :

  • Une description technique
  • Différentes options qui incluent les systèmes existants
    • Chauffage
      • Chauffage central
    • Refroidissement
    • Ventilation
    • Etc…
  • Coûts estimés
    • Mise en service
      • Rendement du capital investi par rapport aux systèmes traditionnels
    • Matériaux
    • Etc…

Récompense

Nous vous proposons un 3000-euros récompense pour la solution jugée la plus applicable au défi.

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