par Nolwenn Le Pierrès, enseignante-chercheuse au LabOratoire proCédés énergIe bâtimEnt (LOCIE), Polytech Annecy – Chambéry
À propos de la conférence :
Le dérèglement climatique, qui entraîne notamment des vagues de chaleur de plus en plus fortes et fréquentes induit des risques pour la santé et un grand inconfort.
Parallèlement, les climatiseurs se développent très rapidement et deviennent courants. Leurs performances sont de plus en plus importantes et elles apportent un confort intérieur appréciable. En outre, ils sont souvent réversibles et permettent à la fois le chauffage en hiver et le rafraichissement en été.
Pourquoi en a-t-on besoin ? Comment fonctionnent-ils ? Quels sont leurs effets sur l’environnement, à l’échelle locale et mondiale ? Ces machines sont-elles la solution pour mieux vivre le réchauffement climatique dans les prochaines décennies ?
Vidéo réalisée le 16 janvier 2024 par la Direction du Numérique de l’université Savoie Mont Blanc.
[Musique] [Musique] alors ben merci pour votre présence je suis Nolan prez suis professeur au laboratoire Lossi qui est un laboratoire de l’université SAV Montblanc et du CNRS et qui travaille sur l’énergie et le bâtiment durable au sein de l’INES l’Institut national de l’énergie solaire qui se trouve sur le site du Bourget du
Lac donc aujourd’hui en plein mois de janvier je vais vous parler de la clim mais si je fais bien mon travail peut-être qu’en juin ou en juillet prochain quand il fera beaucoup plus chaud vous vous souviendrez un petit peu de ce qu’on a dit aujourd’hui et vous adapterez peut-être vos
Comportements alors qu’est-ce qui nous intéresse dans la clime en fait ce qui nous intéresse c’est en tant qu’être humain être en condition de confort thermique ici sont représenté deux situations une situation d’un corps en environnement chaud il fait 30°grés dehors et une situation d’un corp en environnement froid il fait 10°grés
Dehors cor et vous voyez que on a des répartitions de température de température corporell qui peuvent varier en fonction des conditions extérieures et là on a des variations qui sont relativement importantes qui sont possibles sur tous les organes périphériques et c’est pour ça que parfois on dire bah tu as les mains
Froides oui c’est normal les températures des mains les températures des pieds peuvent descendre de façon relativement conséquente par contre ce qu’on voit également c’est que les organes centraux qui sont au niveau du torse et au niveau du cerveau eux doivent maintenir absolument une température extrêmement précise autour
De 37° et pourquoi je dis extrêmement précise parce qu’on est à 1 degr près au-delà de 38,5i on dit qu’on est en situation de fièvre parce que le corps ne fonctionne plus dans ces conditions nominales de fonctionnement on est en inconfort total et donc on est obligé de
Maintenir vraiment ces 37°gr dans des conditions de fonctionnement externes qui peuvent varier énormément et dans des conditions de fonctionnement également interne qui peuvent varier énormément et ça d’un point de vue de l’ingénieur et ben c’est pas si simple de maintenir à un degré près un système dans des condition très stable quel que
Soit ce qui se passe autour et donc notre petit confort on va pouvoir le maintenir grâce à quoi et ben grâce au transfert de chaleur sur cette figure vous voyez trois équations je vous promets qu’il y en aura pas à tous les slides mais je vous ai mis ces trois
Équation qui représentent les trois phénomènes de transfert thermique principaux qui nous permettent de garder notre temp ature aussi stable qu’on en a besoin et donc ces trois phénomènes sont lesquels ben ils sont le phénomène de conduction phénomène de conduction c’est ce qui se passe lorsque le corps est en
Contact avec un solide donc là ce soir vous êtes en contact avec les parois du siège donc vous avez une surface de votre corps relativement importante qui échange par conduction le deuxième phénomène c’est une phénomène de convection donc phénomène de convectionion c’est un phénomène d’échange entre une surface et
Un fluide dans le cas euh de du fonctionnement normal du corps humain le fluide autour de nous c’est l’air et donc on a de la convection avec l’air qui nous entoure ce phénomène de convection on le ressent beaucoup lorsque on a de l’air un fluide autour
De nous qui est en mouvement lorsque le vent souffle et on sent bien lorsque le vent souffle qu’on a des sensations de froid pourquoi parce que ce phénomène convectif il dépend d’un coefficient qui est plus ou moins important en fonction de ce qui se passe à l’extérieur sur le
Fluide qui est en contact avec le corps le troisième phénomène c’est le phénomène de rayonnement alors le phénomène de rayonnement c’est un phénomène qui a lieu entre une surface et une autre surface alors celui-là ressem beaucoup moins bien au quotidien et à l’heure actuelle aujourd’hui dans
Cette salle mais ce que vous ne vous rendez peut-être pas compte mais je rayonne vers vous je vous transmets ma chaleur et de la même façon votre corps me transfère sa chaleur également alors pas beaucoup parce que on se voit avec des petits angles d’échange mais vous échangez également énormément de chaleur
Avec le toit énormément de chaleur avec le sol donc ce rayonnement là il se fait de surface à surface et l’endroit où on le ressent le mieux c’est lorsqu’on est vis-à-vis de la surface du Soleil on a tous ressenti le fait que lorsque le
Corps est face au soleil et ben on a des sensations de chaleur qu’on n pas si on est dans des conditions ombragées alors pourquoi je vous parle de ces trois phénomènes parce que tous les trois ils ont un point commun c’est qu’ils sont d’autant plus importants que l’écart de température entre la surface
Du corps donc la peau et le fluide ou le corps avec lequel on échange donc plus cet écart de température est important et donc en fonction de la température qu’on va avoir autour de ce corps et ben on va plus ou moins pouvoir échanger de chaleur le 4ème phénomène je vais en
Parler un peu plus tout à l’heure c’est le phénomène qui permet de nous sauver dans les conditions dans lesquelles les trois précédents ne sont pas suffisants alors le phénomène de conduction en général il est très faible moi aujourd’hui mon échange convectif il est uniquement par la surface inférieure de
Mes pieds donc souvent dans les conditions normales de fonctionnement ce phénomène il est négligeable les deux phénomènes principaux en condition normal c’est la convection et le rayonnement alors pourquoi on a besoin de ces quatre phénomènes parce que au fonctionnement moyen au repos en permanence notre corps rejette de la
Chaleur tous nos processus internes de physiologie de fonctionnement sont globalement émetteurs de chaleur et donc en permanence l’être humain rejette 100 à 120 W de puissance calorifique de chaleur lorsqu’il est au repos et plus évidemment s’il est en condition d’exerci physique et cetera mais cette puissance là elle doit être échangée
Quel que soit la temp température de l’environnement dans lequel ce corps évolue alors comment est-ce qu’on peut considérer les différents phénomènes bien si on regarde des conditions de fonctionnement on va dire classiques une vingtaine de degrés autour de nous le phénomène principal qui nous permet de rejeter de la chaleur lorsqu’on se
Trouve à l’intérieur d’un bâtiment c’est le phénomène radiatif ces échanges par rayonnement avec les surfaces qui nous environnent le deuxième phénomène c’est le phénomène convectif mais vous voyez qui finalement on le ressent plus mais ement lorsquon est à l’intérieur d’un bâtiment comme l’air il bouge pas beaucoup ben le phénomène convectif en
Moyenne il est plus faible que le phénomène radiatif donc en condition normal on rejette principalement par ces deux phénomènes simples entre la surface du corps et l’extérieur et un tout petit peu par le phénomène d’évaporation alors ce phénomène d’évaporation lorsque les températures sont relativement faibles il a lieu principalement par
L’évaporation au niveau des muqueuses nos muqueuses sont humides et c’est l’évaporation qui a lieu lorsque je respire lorsque je parle principalement elle permet de rejeter une petite quantité de chaleur en permanence le problème dont on va parler aujourd’hui c’est lorsque la température de l’environnement augmente et vous voyez que lorsque la température de
L’environnement augmente l’écart de température entre la peau et l’extérieur diminue et par conséquent le flux calorifique qui peut être émis diminue égal et donc qu’est-ce qui nous reste pour compenser tout ce qu’on n pas pu rejeter par convection et par rayonnement et ben c’est le phénomène d’évaporation et ce
Phénomène d’évaporation on le met en œuvre par le phénomène de la sueur donc le corps va apporter de l’humidité sur la surface de de la peau et cette humidité cette eau va pouvoir s’évaporer et le Phom phénomène d’évaporation c’est un phénomène endothermique très puissant ça veut dire que il va nécessiter
Beaucoup d’énergie pour évaporer un tout petit peu d’eau et donc en consommant comme ça beaucoup d’énergie et ben on peut euh refroidir le corps de façon très efficace alors ça semble simple comme ça mais quand on n’ pas l’habitude de fonctionner dans ces situationsl ce qui
Est le cas dans nos climats européens et ben c’est un phénomène qui demande beaucoup d’effort au corps pourquoi ben pour amener cette humidité au bon endroit pour l’amener à la surface de la peau pour qu’elle puisse euh faire faire ce phénomène d’évaporation de sueur et c’est pour ça que lorsque les
Températures dépassent 30- 35° ben on ressent une sensation de fatigue parce que ça demande de l’énergie rien que pour apporter cette humidité au bon endroit pour pouvoir nous refroidir si on arrive au point que j’appelle d’équilibre c’est-à-dire où l’environnement atteint 37° ce qui devient de moins en moins rare et ben là
Le phénomène de convection et de rayonnement s’annule et donc on a plus que le phénomène évaporatif pour émettre ces 100 à 120 W de chaleur dont on a besoin de se débarrasser en permanence mais de plus en plus également on retrouve maintenant des températures plus importantes autour de
Nous et au-delà de 37°gr ben qu’est-ce qui se passe et ben les phénomènes s’inversent parce que cette fois-ci le rayonnement et la convection ne vont plus nous permettre de rejeter de la chaleur mais vont nous en fournir en plus l’extérieur va nous réchauffer et donc ce corps va recevoir par convection
Et par rayonnement de la chaleur et donc devoir le rejeter par ailleurs en plus de ces 100 à 120 W qu’ échange en permanence et qu’il produit en interne en permanence et donc au-delà de 37°r de température extérieure le seul phénomène qui nous permet de rejeter cette chaleur
C’est l’évaporation et c’est pour ça qu’on vous dit en condition de haute température de canicule il faut absolument s’hydrater parce que si vous ne vous hydratez pas et ben très vite vous allez vous vous dessécher parce que votre corps a besoin de se refroidir et donc c’est la première condition pour pouvoir suer
C’est d’avoir une bonne quantité d’eau disponible mais donc tout ça ça demande pas mal d’énergie et donc globalement bah si on regarde dans quelles conditions notre corps fonctionne de façon optimale dans nos climats à nous des études ont montré que statistiquement donc c’est pas le cas
Pour tout le monde tout le temps mais statistiquement la population euh est dans des conditions de confort pour des températures entre 20 et 27°r entre 20 et 27°r dans la zone bleue qui est représentée ici on fonctionne relativement simplement relativement bien on n pas besoin d’excédents de
Sueur et cetera on a aussi sur ce diagramme des informations sur l’humidité les courbes en rouge ici c’est euh représentatif de l’humidité de l’air qu’il y a autour de nous nous et ce qu’on voit c’est que finalement en humidité on est aussi limité à quelque chose entre 30 et 70 % d’humidité de
L’air si l’air autour de nous est trop sec ce qui est souvent le cas en conditions hivernales dans nos climats et ben on va avoir un assèchement très rapide de la peau et des muqueuses et donc on va avoir des sensations de sécheresse qui sont désagréables donc si
L’air est trop sec c’est pas bien par contre si l’air est trop humide ce qui est le cas beaucoup dans les pays équatoriaux et ben si l’air est trop humide ‘estce qui se passe et ben si l’air est déjà humide il va pas pouvoir évaporer l’eau que la sueur apporte à la
Surface de notre peau et par conséquent on va pas pouvoir faire ce phénomène évaporatif donc dans ces conditions de haute humidité on va pas être en condition de confort non plus parce qu’on va ressentir cette humidité qui ne va pas s’évaporer efficacement donc finalement la zone de
Confort du corps humain elle est très réduite elle est de 20 à 26 27°g et de 30 à 70 % d’humidité l’être humain c’est un petit être fragile qui doit fonctionner optimal de façon optimale dans ces conditions-là et qui a beaucoup plus de mal dans d’autres conditions alors pourquoi ça peut
Devenir un souci et ça risque de le devenir ben parce qu’on a observé depuis ici 20 ans ces 20 années qui sont représenté et bien de plus en plus de conditions de surchauffe qui s’accumule chaque année donc vous avez en orange les conditions de canicule orange donc c’est les les
Les vigilances qui sont décrétées par le gouvernement ici indiqué en nombre de jours Mois euh de jours département pardon jour département et en rouge c’est le l’étape supérieure c’est les jours de condition vigilance rouge et ce qu’on voit c’est que rien que sur une durée de 20 ans en France on voit de
Augmenter de façon très importante de façon quand quantitative puisqueil y a de plus en plus de journées concernées mais aussi de façon qualitative parce qu’on passe de plus en plus de Orange à rouge donc ça c’est sur le cas français et si on regarde de façon internationale mais on retrouve exactement les mêmes
Tendances et les conséquences que c la va apporter donc ici on a des études de la Croix-Rouge internationale qui ont quantifier pour une période beaucoup plus longue hein depuis 1960 la quantité de VAG de chaleur au niveau international et les tailles des points qui sont représentés sur ce graphique représente la quantité de
Morts induit et on voit ben une tendance qui est relativement nette he au fur à mesure des années d’augmentation à la fois du nombre de vagues de chaleur et de la mortalité induite donc sur ce graphique on voit deux années qui se qui sont particulièrement marquantes c’est
L’année 2003 avec avec très forte vague de chaleur en Europe et l’année 2010 avec très forte vague de chaleur en Russie et ce qui est aussi dit par la croix- rouge c’est que sur ce graphique là ils nont comptabilisé que les morts qui ont été documentés alors qu’il y a
Énormément de pays dans le monde qui ne quantifi pas ces ces données là et par conséquent les données réelles sont son certainement beaucoup plus importantes ils annoncent des facteurs supérieurs à 10 hein donc peut-être qu’il faut multiplier par 10 ou 20 c’est ces valeurs là pour avoir la vraie valeur
Des morts induites par la surchauffe ensuite la surchauffe qui c’est qui est concerné et qui c’est qui est qui risque d’être impacté par cette par cet impact du réchauffement et ben un peu tout le monde on a l’impression que il y a que les personnes âgées qui
Sont concernées c’est pas le cas sur la vague de chaleur de 2003 en France l’incerme a ressensé la surmortalité qui est due à la canicule et ils l’ont quantifié en fonction de la tranche d’âge et vous voyez qu’effectivement plus la personne est d’un âge important plus la surmortalité est importante
Également mais dès 45 à 54 ans on a une surmentalité qui a été quantifiée et qui est loin d’être insignifiante donc l’impact du réchauffement ça peut être extrêmement grave et par conséquent B il va falloir peut-être faire quelque chose contre ça donc la première étape c’est d’essayer d’éviter ce ce réchauffement
Mais une fois qu’il est là ben qu’est-ce qu’on peut faire et ben le l’être humain a trouvé une solution c’est d’installer des machines et donc la machine dont on va parler ce soir c’est la clim donc qui est une machine thermique qui s’installe au niveau international de façon très importante
Donc sur ce graphe à gauche présenté le nombre de climatiseurs qui sont installés par région du monde donc les régions du monde sont représentées par les différentes couleur au fur à mesure des années donc si depuis 1990 jusqu’à 2016 et à droite drite correspond la puissance de froid qui peut être
Produite par ces climatiseurs correspondante et ce qu’on voit c’est que sur toutes les zones du Monde ben on a une augmentation très notable et si on zoome sur l’Europe et ben chaque année on a une augmentation de plus de 15 % de la puissance de climatisation installée
Et ça depuis 15 ans donc vous imaginez en cumulé ça fait des quantités énormes de climatiseurs qui sont installés ça c’est dans le bâtiment si on regarde au niveau de nos voitures on retrouve la même tendance mais en encore plus importante puisque quand moi j’étais jeune ben il y avait pas de voiture
Climatisée et à l’heure actuelle bah pour trouver dans le neuf une voiture qui n’est pas équipée de clim et ben il faut faire des efforts et en général on a même une un coût supplémentaire à payer pour ne pas avoir la clim dans sa voiture donc tous les véhicules neuf
Sont équipés ce qui fait que comme le renouvellement des voitures est très très court de la durée de vie une voiture c’est entre 10 et 12 ans et ben de façon très rapide on a climatisé tout le parc automobile donc de façon général l’installation de la climatisation elle
Est massive alors la clim qu’est-ce que c’est pour essayer de comprendre ensuite les impacts de tout ça et il faut essayer je vais essayer de vous expliquer comment ça marche donc la clim c’est un cycle c’est pour ça que je l’ai représenté par cette petit ce petit rond
Là avec un truc qui tourne je vous expliquerai tout à l’heure en détail comment ça ça fonctionne mais voilà le climatiseur et le climatiseur ça sert à quoi ça sert à prendre de la chaleur quelque part pour la rejeter ailleurs et par rapport à ce qu’on a vu
Tout à l’heure l’objectif c’est d’aller dans le sens contraire du phénomène naturel dans le phénomène naturel la chaleur va du chaud du point le plus chaud vers le point le plus froid ça c’est phénomène normal la chaleur va de la haute température vers la plus basse température ce qu’on va essayer de faire
Avec la clim c’est le contraire de prendre de la chaleur à un endroit plus frais pour l’envoyer à un endroit plus chaud et dans les conditions de fonctionnement d’été le l’endroit qu’on veut maintenir au frais c’est l’intérieur du bâtiment donc on va prendre de la chaleur dans le bâtiment
Et on va la rejeter dans l’air extérieur en général pour pouvoir faire ça ben comme c’est le phénomène inverse du phénomène naturel et ben on va devoir consommer une énergie noble qui est l’électricité donc lesclim ça consomme de l’électricité si on fait un bilan énergétique basique qu’ appelle bilan
Premier principe de la thermodynamique en régime permanent notre système il est équilibré c’est-à-dire que tout ce qui rentre sort donc la quantité de chaleur que je vais prélever à l’intérieur du bâtiment plus la quantité d’électricité qui est consommé par ma clim et ben toute cette quantité d’énergie là va être rejetée vers
L’extérieur si on cherche à quantifier les performances de ce système là et bien on va définir ce qu’on appelle le coefficient de PER performance COP et ces COP ils sont dans les systèmes on va dire commerciaux basiques de l’ordre de 3 à 4 alors 3 à 4 ça veut dire quoi si
Je le transforme en pourent ça fait une performance de 300 à 400 %. donc c’est une performance très importante qu’est-ce qu’on quantifie dans le coefficient de performance et ben on quantifie la quantité de chaleur qui a été prélevé dans le bâtiment donc ce que moi je veux que ma machine fasse
Et je le divise par rapport à ce que je paye c’est-à-dire l’électricité que consomme mon système et donc un coefficient de performance de 3 à 4 ça veut dire quoi ça veut dire que pour 1 kWh d’électricité consommée que je vais voir sur ma facture et ben je vais voir
3 à 4 kWh de chaleur qui vont être prélevé à l’intérieur de mon bâtiment mais si je reviens sur mon premier bilan mais ça veut dire aussi que je vais rejeter de 4 à 5 kWh d’énergie donc de chaleur à l’extérieur pendant la période de fonctionnement de ma machine
Alors comment je fais ça et ben les composants d’une clime c’est les mêmes composants que ceux que vous avez dans votre frigo ou dans votre congélateur la clime c’est un cycle dans lequel vous avez un fluide qui va circuler en permanence en circuit fermé le fluide il
Est dedans il sort pas il va circuler en permanence entre quatre composants principaux qui sont représentés ici un évaporateur qui est un échangeur de chaleur le flu de frigoriggène circule à l’intérieur et échange par l’intermédiaire de la paroi non pas de la matière mais de la chaleur le condenseur qui fonctionne de
La même façon et puis deux composants un compresseur et un détendeur alors dans le détail on a le fonctionnement de l’évaporateur et l’évaporateur c’est le composant qui va situer à l’intérieur du logement pendant la phase d’été et à l’intérieur du logement l’air de intérieur de notre bâtiment va venir en contact avec les
Parois de cet échangeur de chaleur et à travers la paroi vont permettre de chauffer le flu frigoriggène qui se trouve à l’intérieur et il va se passer la même chose que ce qui se passe dans votre casserole lorsque vous faites chauffer votre café le matin c’estàdire
Que en apportant de la chaleur au flit frigorigène qui se trouve à l’intérieur ce fit frigorigène va s’évaporer va passer de la phase liquide à la phase vapeur et c’est un phénomène extrêmement efficace he c’est le même que celui qu’on a vu sur la tout à l’heure sur la
Surface de la peau c’est un phénomène qui consomme beaucoup d’énergie et donc on le met en œuvre dans ce composant- là la chaleur qui est rejetée à l’extérieur elle est rejetée au niveau du condenseur dans le condenseur il se passe le phénomène complètement inverse c’est-à-dire qu’on va passer de la phase
Vapeur à la phase liquide euh ce qui se passe lorsque vous rejetez de la fumée dans dans l’environnement cette vapeur devient liquide des gouttles de liquide qu’on peut voir ici au niveau du du Panh et ce rejet de chaleur est permis parce que l’air extérieur refroidit les parois de
Mon condenseur alors ce condenseur vous pouvez le voir si vous allez regarder derrière votre frigo si vous regardez derrière votre frigo c’est ce composant là que vous voyez et on vous dit bah il faut le nettoyer pourquoi il faut le nettoyer parce que s’il est plein de poussière et ben l’échange avec l’air
Extérieur il est beaucoup moins efficace c’est comme si vous vous emballer votre condenseur dans un bon pull de de protection donc il faut surtout pas qui soit protégé thermiquement de de l’air environnant et ce composant bah si vous mettez votre main dessus c’est chaud parce que dans votre frigo vous
Allez prendre de l’air à l’intérieur du frigo et vous allez le rejeter à l’arrière de votre frigo à l’intérieur de l’air de la cuisine pour pouvoir faire ça et ben il est nécessaire d’utiliser de l’électricité comme on l’a vu tout à l’heure et l’électricité le composant qui la consomme c’est le
Compresseur donc le compresseur si je refais l’analogie avec le frig c’est le petit composant qui fait du bruit on entend le frigo se mettre en route c’est le compresseur qui se met en route lorsque le compresseur s’arrête c’est parce que il y a suffisamment de froid
Qui a été prélevé enfin de chaleur qui a été prélevée à l’intérieur du frigo et donc la température intérieure est suffisamment basse et donc le contrôle du ce frigo fait que le compresseur s’allume puis le compresseur s’éteint pour réguler la température interne c’est exactement la même chose sur les
Climes sur les climes on va voir ce composant sur euh l’extérieur de notre bâtiment en général c’est le composant qui fait du bruit c’est pour ça que parfois les climatisations si le compresseur est pas de très bonne qualité ça peut aussi faire un peu de bruit sur euh l’intérêt de ce
Compresseur alors à quoi il sert ben il sert parce que on veut faire l’inverse du phénomène naturel on prend de la chaleur quelque part et on la re jette ailleurs mais on prend de la chaleur là où il fait froid et on la rejette où il fait chaud alors comment c’est possible
Bah c’est grâce à ce compresseur et au changement de pression qu’on a entre un côté et un autre du système et c’est la loi de clapéron qui nous dit que les températures de changement d’état sont for sont complètement liés à la pression à l’intérieur du circuit et c’est grâce
À ce composant là qu’on peut aller à l’encontre du phénomène naturel donc ça veut dire quoi ça veut dire que on consomme de l’électricité et en consomme de l’électricité ici on a quantifié la consommation électrique de RA issement dans les périodes de pointe en fonction de différents lieux donc ici
Vous avez des des climats qui sont relativement différents et vous voyez pour chaque pays trois barres la barre la plus à gauche le vert foncé c’est ce qui a été mesuré en 2016 donc c’est les conditions déjà passé la barre vert CLA qui est au milieu c’est ce qu’on s’attend à percevoir en
2050 dans les dans le pays correspondant si on fonctionne dans dans le cadre business as usual il y a pas de changement majeur de la technologie des de des des pratiques et cetera le dernier la dernière barre la verre un peu bleuté c’est le scénario qu’on prévoit aussi d’ici 2050 dans un
Cas un peu plus vertueux où on va avoir des machines de rafraîchissement qui sont optimisé et qui vont fonctionner de façon beaucoup plus efficace mais quel que soit le scénario qu’on regarde d’ici 2050 quel que soit la le climat qu’on regarde et ben par rapport à l’état 2016 dans tous les cas
On va avoir une augmentation de cette consommation alors dans les pays qui sont déjà fortement équipés comme les États-Unis l’augmentation pourrait être faible parce qu’ils sont déjà très équipés en clim et donc le l’augmentation sera sera liée à une augmentation encore de de du taux d’équipement et et à l’augmentation
Globale des températures mais sur d’autres pays qui sont moins bien équipés à l’heure actuelle comme c’est le cas de l’Inde de l’Indonésie qui sont pourtant dans des climats qui nécessitent déjà fortement c’est l’utilisation de de ces systèmesl et ben là on va voir une explosion de la consommation électrique liée à ces
Climatisations la consommation électrique en France euh c’est représenté sur ce sur ce diagramme alors ici on a pris le cas un peu le plus défavorable hein on se place dans la région paka une région fortement ensoleillé dans une heure d’été à 13h où on a besoin de rafraîchissement
Important et qu’est-ce qu’on voit déjà à l’heure actuelle en France et ben on voit que les besoins de froid pour la climatisation peuvent représenter de l’ordre de 40 % de la consommation électrique de la région loin devant euh les moteurs et les procédés loin devant l’industrie si on ajoute à ces besoins
De climatisation ce qu’ils ont appelé ici besoin de froid qui correspond à à la congélation et la réfrigération et ben on on arrive à un total de plus de 50 % de l’électricité qui est consommé pour faire du froid pour la clime ou pour la conservation des denrées sur nos
Nos climats à nous et ça ça entraîne quoi ben ça entraîne des difficultés sur le réseau potentiellement comme on a vu certains étés passés pour parce que l’été c’est aussi la période où nos centrales nucléaires sont en général en période d’arrêt pour le renouvellement du combustible ou pour le test de ces
Centrales donc ça peut entraîner à à plus ou moins long terme des difficultés d’approvisionnement sur le réseau le deuxième impact c’est que maintenant on n plus autant qu’avant des diminutions de consommation électrique au cours de l’été et c’est ici représenté sur les données RTE donc RTE
C’est le le le réseau de transport de l’électricité nationale et si vous allez sur leur sur leur site vous allez voir heure par heure euh d’où vient l’électricité qui est utilisée sur le sur le réseau français et ce qu’on voit là c’est une donnée que j’ai pris au 23
Août 2023 donc l’été dernier sur une journée relativement ensoleillée et on voit euh par exemple à 15h ici la répartition de toutes les ressources qui ont été mises en œuvre pour produire l’électricité consommée et ce qu’on voit ben c’est d’abord une très bonne nouvelle c’est que l’énergie solaire photovoltaïque ce jourl à cette
Heure-là représentait 23 % de la consommation électrique donc à l’heure actuelle notre parc photovoltaïque devient suffisant pour couvrir une part non négligeable de la consommation électrique on voit également qu’il y a une grosse consommation d’énergie d’origine nucléaire alors c’est plutôt une bonne chose dans le sens où l’énergie nucléaire comme l’énergie
Solaire est fortement peu carbonée donc met peu de CO2 donc ça tout ça c’est des des énergies qui émettent peu de gaz effet de serre euh de la même façon que l’énergie éolienne qui représente 2 % alors énergie éolienne sur des jours très ensoleillés type caniculaire il y a
Peu de vent donc dans ces cas-là effectivement c’est normal que l’éolien euh produis de façon assez moins conséquente que sur certaines autres journées sur les bioénergies on a relativement peu de mise en œuvre également et sur l’hydraulique 6 %. la moins bonne nouvelle c’est que sur
Cette journée d’été il y a également à peu près 8 % de l’électricité qui est fournie par des centrales thermiques c’est-à-dire qui consomment et qui brûlent du gaz et donc ça veut dire Queen été comme son dans les pointes d’hiver on retrouve traditionnellement on va aussi consommer et brûler du gaz
Pour produire de l’électricité pour notamment combler nos besoins de climatisation dans les heures chaude de la journée l’autre point qui est intéressant c’est la partie qui est grisée ici qui correspond à l’import-exort donc c’est le bilan national qui est ici on voit que sur la nuit et ben la France est excédentaire
En électricité va pouvoir en vendre sur le réseau européen par contre en en journée donc lorsqu’on a besoin potentiellement le plus de climatisation et ben on voit qu’on est déficitaire et qu’on est obligé d’importer de l’électricité étrangère pour couvrir nos besoins globaux en électricité et notamment en
Climat et globalement si on fait un zoom sur les gaz à effet de serre donc ici principalement lié à au gaz et potentiellement à l’électricité que l’on apporte et ben on voit que la l’électricité qui est nécessaire au fonctionnement des installations de froid alors froid ça inclut la clime
Mais aussi le froid pour le la conservation des denrées ça représente quand même 5 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre d’un point de vue international donc 5 % c’est loin d’être négligeable par rapport à à notre bilan global deuxème impact de la climatisation c’est que on l’a vu on
Rejette de la chaleur à l’extérieur du bâtiment hein si je reprends mon petit schéma je refroidis mon bâtiment en rejetant de la chaleur à l’extérieur et en en rejetant plus que ce que j’ai pris à l’intérieur donc ben je réchauffe mon environnement autour du bâtiment qui me
Concerne alors dans les zones qui sont peu urbanisées et ben on voit c’est le l’exemple qui se trouve là ça n’a pas d’impact pourquoi parce que s’il y a peu de bâtiments il y a peu de climes qui sont installés d’un point de vue surfacique et donc ça n’a pas d’impact
Global sur la température moyenne qu’on voit dans notre dans notre lieu par contre ici vous voyez une coupe de la région parisienne d’ouest en est et ça c’est une étude de Météo France qui a déjà quelques années et lorsque l’on regarde sur des zones qui sont beaucoup
Plus urbanisées comme le centre de Paris ici vous voyez différents scénarios et différents scénarios donc la courbe bleue et rouge les deux courbes du milieu correspondent à l’état qui qui a été mesuré il me semble en 2016 donc ça c’est l’état on va dire basique actuel
Et qu’est-ce qu’on voit déjà ben on voit que dans le centre de Paris il fait déjà beaucoup plus chaud que dans la banlieue ça c’est un phénomène qui n’est pas lié à la clime he c’est l’effet de d’il chaleur urbain qui est lié à plein autre
Chose mais ce qu’on voit ici c’est les si on regarde les autres courbes la courbe noire en bas et la courbe rose en haut là on voit l’impact de la climatisation sur les températures que l’on observe dans ces zonesl et ce qu’on voit au niveau de la courbe noire c’est
Ce qu’il y aurait eu comme température s’il n’y avait aucune climatisation d’installée et la courbe rose tout en haut c’est le scénario à 2050 si on double le taux d’équipement de climatis ation des logements dans ces zones là ce qui est complètement envisageable parce qu’en France on est encore pas très très
Équipé en moyenne statistique donc on voit que entre le scénario sans clim et le scénario avec clim dans les zones très urbanisées qui sont déjà soumise à l’Ilot de chaleur ben ça vient renforcer encore cet Hyo de chaleur urbain avec un écart de température jusqu’à de l’ORD de 3 degr
Entre le cas sans clime et le cas avec donc ça ça a un impact sur le fonction de nos systèmes alors pourquoi ça a un impact sur le fonctionnement de nos systèmes bah si je reviens sur mes petites équations et ben tout à l’heure on a parlé de coefficient de performance
Et on a vu le coefficient de performance c’est autour de 34 mais Carno qui est un ingénieur français don on peut être très fier a montré il y a déjà quelques siècles que on peut quantifier le coefficient de performance idéal qu’on peut avoir sur toutes ces machines
Thermiques et il a montré que dans l’idéalité donc avec une machine parfaite qui n’existe pas hein mais dans avec une machine parfaite et ben de façon idéale on pourra jamais dépasser ce coefficient de performance là qui ne dépend vous voyez que des températures avec lequel le système échange donc dans
Notre cas ces température c’est la température intérieure du bâtiment et la température extérieure où on rejette la chaleur qui nous intéresse et qu’est-ce qu’on voit bah si on trace ce coefficient de performance idéal vous voyez qu’ici les valeurs c’est pas du tout les valeurs qu’on observe sur
Les systèmes réel mais de la même façon que dans le COP idéal on va avoir cette tendance là on l’aura aussi sur les systèmes réels donc ce qu’on voit c’est que plus la température extérieure augmente plus le coefficient de performance diminue et ça ça veut dire quoi ça veut
Dire que si le coefficient de performance diminue et ben on va consommer plus d’électricité pour la même quantité de froid prélevé à l’intérieur premè impact et deuxième impact B si on consomme plus d’électricité pour la même quantité de chaleur prélevée et ben on va rejeter plus de chaleur à l’extérieur
Ok autre chose sur les Fides sur les fluides parce que je vous ai dit que c’était un flu qui circulait dans ce cycle là alors ces FL s’appelle flu frigorigène et il y en a plein il y en a plein qui sont classés ici un peu en fonction de de l’historique de l’utilisation
Qu’on qu’on peut en avoir et on voit que Ben les premières génération de flu frigorigène c’était ce qu’on appelait les CFC qui sont des composés qui sont très performant très efficace mais qui avait un gros inconvénient c’est ce qu’on appelle l’ODP alors l’ODP c’est le potentiel de destruction de la couche
D’ozone et vous voyez qu’ici sur les CFC on avait des potentiels de destruction de la couche d’zone qui sont inacceptable pour ce ce cette problématique environnementale et donc les CFC ils ont été interdits au niveau international depuis l’année 2000 et ça ça marche très bien ils ne sont plus du
Tout commercialisés pour les systèmes de clim ou pour d’autres systèmes deuxème génération ben pour remplacer C CFC on a trouvé d’autres fluides on est passé sur des HCFC et HFC alors c ces fluides là ils étaient plus intéressants parce qu’ils avait des potentiels de destruction de la couche d’ zone très
Faible voire nul donc premier problème résolu par contre il en reste un autre c’est le PRG le PRG c’est le potentiel de réchauffement global en gros c’est l’émission de gaz à effet de serre et c’est quantifié par rapport au CO2 c’est-à-dire que si j’ai un potentiel de réchauffement global de 10000 ça veut
Dire que 1 kg de ce fluide là R12 va avoir un impact sur le réchauffement climatique 10000 fois plus important que un même kilogram de CO2 et donc ici si on regarde les p g mais on a toujours des potentiels de réchauffement climatique qui sont loin d’être négligeables alors les le HCFC
Était interdit en 2015 et à l’heure actuelle on est sur la génération des HFC et les HFC ben c’est tout récent c’est à l’heure actuelle que on commence à imposer au niveau européen des réglementations qui s’appelle réglementation FGAS et FGAS 2 qui vise à diminu diminuer de façon très
Conséquente l’utilisation de ces fluides là à un à la dans la perspective de 2030 donc – 80 % d’utilisation de ces fluides là c’est une diminution majeure et ça va nécessiter une transformation de la de la filière alors il y a d’autres fluides qui ont l’air vachement plus sympa ce
Qui sont des fluides qu’on appelle naturels l’ammoniaque et le CO2 on peut aussi faire de la clime avec de l’eau comme flu de frigoriggène mais les in ignant de ces différents filesl c’est qu’ils sont beaucoup plus difficiles à mettre en œuvre parce que sinon ça fait longtemps qu’on les utiliserait pourquoi
Ils sont beaucoup plus difficiles à mettre en œuvre l’ammoniaque il pose pas de problème technique sauf qu’il est explosif dans certaines conditions et qu’il est toxique pour l’homme donc on l’aime pas trop le CO2 on en a partout autour de nous on en aimet donc il est
Pas toxique pour nous sauf à très forte concentration mais euh le problème du CO2 c’est que pour faire du froid avec dans une clime il faut des pressions extrêmement importantes donc des systèmes de climatisation qui sont très robustes et relativement onéreux si on utilise de l’eau ben le problème il est
Inverse l’eau il va permettre de produire du froid ou de la chaleur dans ces climatisations là mais à des pressions extrêmement faible et donc sous vide il faut de nouveau avoir des systèmes très lourds et très très onéreux donc il y a pas de solution à l’heure actuelle miracle sur les fluits
De frigorigènes qui sont consommés alors pourquoi c’est embêtant c’est F frigorigène je vous ai dit que le F frigorigène il est dans le système il sort pas sauf que on a toujours des fuites donc en fonctionnement on va avoir des fuites qui sont relativement faibles lorsqu’on est sur des systèmes
Installés comme dans le bâtiment par contre au niveau des système embarqué comme dans les véhicules là les fuites sont loin d’être négligebles et c’est pour ça que votre concessionnaire vous conseille de régulièrement tous les ans tous les 2 ans faire un check de la pression de flu figorgène dans votre
Système de clim de véhicule parce que il y a des risques de fit qui sont loin d’être d’être nuls l’autre problème de ces fitgorigèn c’est que tous ces systèmes là ils ont une fin de vie alors la durée de vie des pompes à chaleur ben si c’est dans une voiture ben c’est la
Durée de vie de la voiture si c’est dans un système de bâtiment ça peut être plus important mais néanmoins à la fin il va falloir changer le système quand il fonctionnera plus et c’est là qu’il y a une période un peu délicate si la fin de
Vie n’est pas gérée de façon euh optimal et Ben et que tout le filre frigorigène n’est pas correctement récupéré lorsque le système est démonté euh de l’endroit où il se trouve et ben on a des fuites à ce moment-là des émissions de fit de frigoriggène à ce moment-là et ça a été
Quantifié aussi au niveau international alors tout à l’heure je vous ai dit que on émettait à peu près 5 % des gaz à effet de serre liés à la consommation d’électricité nécessaire à ces climes et au global on a à peu près 8 % des émissions mondiales de euh gaz à effet
De serre qui sont liés au clim à la fois pour les 5 % qu’on a vu tout à l’heure lié à la production électrique auquel il faut rajouter 37 % de plus lié aux émissions de fit frigorigène direct euh par par les fuites de C de ces systèmes-là alors au niveau recherche au
Niveau des perspectives ben évidemment on cherche à utiliser des FETs de frigorigène moins nocifs une des pistes à l’heure actuelle c’est les catégories de HFO euh mais de nouveau pour l’instant il y a pas de fluid dedl qui a été identifié alors on arrive un peu à la
Fin donc si vous avez tout compris normalement vous allez tout comprendre sur mes prochains slides là c’est le ce que j’appelis un des cercles vicieux de la clime on utilise des climatiseurs donc ça va entraîner un réchauffement de l’atmosphère notamment dans les dans les zones urbaines et si
On réchauffe la température s dans les zones urbaines ben ça va introduire induire à une performance réduite de ce système là et donc plus de rejet de chaleur et donc plus d’utilisation de climatiseur ça c’est à l’échelle locale donc c’est autour de ma clime si je
Prends du recul et que je regarde à l’échelle globale je reparle je repars de l’utilisation des climatiseurs l’utilisation de ces climatiseurs ça émet des gaz à effet de serre par l’intermédire des flous figorgènes qui peuvent être rejetés directement et ça émet des gaz à effet de serre de façon
Indirecte via la consommation électrique correspondante et ces gaz à effet de ser ben évidemment entraî le réchauffement climatique et ce réchauffement climatique ça implique la même chose que tout à l’heure des performances réduite de mon système donc des consommations augmentées et donc plus d’utilisation de climatiseurs donc j’ai pas de conclusion
Nette parce que je vous ai dit au début que la clim c’est quand même vachement utile et là sur ce graphe ben je l’aime bien parce qu’ synthétise un peu tout ce qu’on a vu c’est un graphe assez récent du L de 2021 où on voit depuis 20 ans
Dans la courbe bleue la proportion de logement qui sont équipés de climatisation et donc vous voyez que au niveau international on est passé on a augmenté de quelques pourcent mais on est encore pas globalement très très équipé la conséquence positive c’est la courbe rouge la courbe rouge c’est ce
Qui a été quantifié comme le nombre de vies de personnes de 65 ans qui ont été sauvé grâce à ces climes donc c’est génial mais la courbe qui semble un peu MOS sympathique c’est la courbe verte et la courbe verte c’est l’émission de CO2 correspondant à la consommation et aux
Émissions directes de ces climatiseurs donc qu’est-ce qu’on fait et ben l’objectif c’est d’éviter d’avoir besoin de clim à l’intérieur du bâtiment notamment là je vais me concentrer sur la clim parce que au niveau des véhicules c’est très compliqué de réduire les les besoins mais au niveau du bâtiment il y a plein
De choses à faire et on passe beaucoup de notre vie à l’intérieur des bâtiments et c’est pour ça que on a besoin de plus en plus d’inaller des climes parce que c’est là qu’on est et donc pour ne avoir besoin de moins consommer de de climatisation ben on a
Principalement trois façons de réduire les charges thermiques donc ce qui va imposer de la consommation à notre bâtiment qui va imposer une surchauffe de notre bâtiment c’est d’abord la conception du bâtiment lui-même la conception architecturale de ce bâtiment on va dire c’est également les facteurs climatiques sur lequel c’est peut-être
Plus difficile de jouer à l’échelle globale mais à l’échelle locale et ben si on bloque le rayonnement solaire de grâce à un arbre bien placé ou grâce à des protections solaires pertinente et ben on peut diminuer de façon conséquente la surchauffe de notre bâtiment et le facteur important également c’est l’utilisation de ce
Bâtiment là c’est vous et moi qui devons y penser lorsqu’on est en condition de surchauffe d’utiliser correctement ce bâtiment là et typiquement Ben lorsqueon est en condition de surchauffe le matin avant d’ aller bosser je laisse pas toutes mes fenêtres complètement ouvertes enfin tous mes volets complètement ouverts de façon à limiter
L’impact solaire à l’intérieur de mon bâtiment je ferme mes volets ce que je faisais dans les régions méditerranéennes de façon spontaner les gens il y a 100 ans et maintenant bah comme on a la clime bon on laisse les fenêtres ouvertes et puis on allume la machine donc attention à comment on
Utilise ces bâtiments là à revenir à des gestes de bon sens pour limiter globalement le réchauffement de nos intérieurs et la deuxième chose c’est que finalement est-ce qu’on a vraiment besoin de climatiser toutes les pièces ce qui est important c’est que nous soyons en condition de confort et
Peut-être qu’un ventilateur qui permet à la fois de booster le phénomène de convection et de booster le phénomène d’évaporation naturel de notre corps ben ça peut être relativement et suffisamment efficace pour ramener d’une condition de légère inconfort à une condition confor fortable pour nous en tant qu’individus une autre chose qui est
Peut-être complètement basique c’est peut-être de juste respecter la loi et la loi elle dit quoi elle interdit de climatiser à des températures inférieures à 26° donc ça veut dire que à l’intérieur s’il fait moins de 26°gr il est interdit d’allumer la clime et je suis pas sûr que ce soit beaucoup respecté
Naturellement quand on a la clim on fixe à 21 et qu’est-ce que ça a comme impact ben si on revient sur notre petite formule de Carn de tout à l’heure ça augmente le la consommation ça diminue la performance de notre système et ça consomme encore plus et donc
L’association ngawat a quantifié que si on respectait la loi par rapport à l’état actuel dans le secteur tertiaire on aurait une réduction de la consommation électrique de l’ordre de 20 % euh rien que en appliquant cet article du code de l’énergie qui date déjà de quelques années voilà je vous ai transmis des
Informations j’ai pas de conclusions pour dire la clim c’est bien la clim c’est pas bien c’est les deux à la fois maintenant à chacun d’entre nous d’en faire le mieux possible pour que ça ait le moins d’impact négatif possible pour la suite merci beaucoup pour votre attention et je suis là pour vos
[Musique] questions