L'isolation
Thermique
Comment l'Homme peut-il s'inspirer de la nature afin d'améliorer l'isolation thermique de ses bâtiments ?
Eastgate Building, un exemple de biomimétisme architectural
Ce bâtiment, localisé à Harare, au Zimbabwe (Afrique), a été construit en 1996 par l’architecte Mick Pearce qui se différencie des architectes par sa mise en application du principe du biomimétisme prônant ainsi une architecture responsable et qui utilise le plus possible des matériaux naturels.
Sa passion pour ce domaine et son intérêt pour le développement durable l’amènent à faire les choses différemment des architectes lambda et à travailler notamment au Zimbabwe, en Zambie (création d’écoles rurales, de résidences étudiantes), aux États-Unis et en Australie (création de bureaux municipaux aux CH2 de Melbourne qui s’inspirent de la structure de l’écorce d’un arbre). L’Eastgate Building possède un système de ventilation naturel ayant un coût dix fois inférieur au « traditionnel » air conditionné vorace en énergies fossiles.
Le principe de l’air conditionné:
L'air conditionné, aussi appelé climatisation, est la technique qui consiste à modifier, contrôler et réguler les conditions climatiques telles la température, l'humidité d'un local pour des raisons de confort. Pour transformer l'air chaud de l'extérieur en de l'air froid à l'intérieur, 4 appareils sont nécessaires.
1°) Le compresseur comprime le fluide frigorigène (Il s’agit d’un fluide pur ou un mélange de fluides purs capable de s'évaporer à une faible température sous pression atmosphérique) et fait monter sa température et sa pression le transformant alors en gaz.
2°) Le condenseur: le gaz restitue de la chaleur en se condensant et repasse à l'état liquide.
3°) Le détendeur: il a pour but de faire chuter la pression du fluide frigorigène.
4°) L'évaporateur: Le fluide s'évapore et transmet ce refroidissement à l'air ambiant.
Le climat du Zimbabwe ayant une température élevée, la mise en œuvre de ce projet représentait un défi majeur. La termitière étant la seule structure à allier développement durable et environnement intérieur tempéré, elle fut le choix idéal pour le projet de Mick Pearce.
Ainsi, ce bâtiment a été construit de façon à user de la fraîcheur nocturne afin de climatiser la structure. Pour ce faire, l’ossature du bâtiment est composée de briques et de béton qui ont la capacité de stocker la chaleur du soleil (comme tous les matériaux lourds de construction), ce qui signifie qu’ils ont une forte inertie thermique et un fort déphasage et donc absorbe la chaleur de la journée dans l’optique de la libérer le soir.
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Le béton est un assemblage de matériaux de nature généralement minérale. Il met en présence des matières inertes, appelées granulats ou agrégats (gravillons, sables, etc.), et un liant (ciment, bitume, argile), c'est-à -dire une matière susceptible d'en agglomérer d'autres ainsi que des adjuvants qui modifient les propriétés physiques et chimiques du mélange. Mêlés à de l'eau, on obtient une pâte, à l'homogénéité variable.
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La brique un élément de construction généralement de forme parallélépipédique rectangle constitué de terre argileuse crue, séchée au soleil
De surcroît, un patio recouvert de verre et ouvert aux vents assure une prise d’air. Cet air est ensuite refroidi par la structure du bâtiment puis lorsqu’il se réchauffe naturellement, il est attiré vers le haut où il est évacué par 48 grandes cheminées. Ce flux créé est en tout point semblable au phénomène de courant d’air des termitières. Pour gagner en efficacité il est accéléré plusieurs fois dans la journée à l’aide de ventilateurs. Ainsi, la nuit, lorsque l’air extérieur devient plus froid que celui du bâtiment, les murs diffusent peu à peu la chaleur qu’ils ont emmagasinée pendant la journée, ralentissant ainsi le refroidissement du bâtiment. Puis ils vont à nouveau absorber la fraîcheur venant de l’extérieur pour la diffuser progressivement pendant la journée et permettre à nouveau le phénomène de flux d’air. Ce fonctionnement est donc cyclique et c’est ce qui permet son efficacité sur le long terme. Afin d’éviter la surchauffe par le soleil des espaces intérieurs, seulement 25% des vitres sont faites de verre et la totalité des vitres ne sont pas directement exposée au soleil puisqu’elles se trouvent en retrait par rapport à la façade et sont protégées par un rideau végétal.
Aussi, l'air du bâtiment est renouvelé régulièrement et pouvant aller jusqu’à 10 fois par heure pendant la nuit, et 2 fois par heure lors de la journée grâce à l’action de filtres installés sur les parois du bâtiment et à 48 cheminées d'aération situées sur le toit afin d’imiter au mieux le fonctionnement de la termitière.
Ainsi, ce système de ventilation passive très perfectionné permet de diminuer considérablement les consommations d'énergie. En effet, d’après étude comparative menée avec 6 autres bâtiments, l’Eastgate Building utilise 90% moins d'énergie qu'un bâtiment conventionnel avec air conditionné), soit une économie estimée à environ 3,5 millions de dollars jusqu’à aujourd’hui.
