• Ventiler et Isoler grâce à la Nature

     

    L'Eastgate Building, à Harare, s'inspire d'une termitière afin de concevoir une ventilation naturelle et économique.


    Cet immeuble a été construit en 1996, à Harare au Zimbabwe, par l'architecte Mick Pearce*. Ce complexe de bureaux et de commerces est connu sous le nom d'immeuble « termitière », car il utilise le même système de ventilation qu'une termitière.


    Ventiler et Isoler grâce à la Nature   Ventiler et Isoler grâce à la Nature  

                                                                 Situation géographique                                                 Eastgate building



    Le système de ventilation des termitières


    Ventiler et Isoler grâce à la NatureLes termitières se trouvent en zones tropicales et pourtant, elles sont naturellement climatisées !

    Le secret de cette climatisation réside dans de hautes cheminées centrales qui surplombent le nid. L’air chaud est attiré vers le haut de la termitière, puis il est évacué par ces cheminées. Ce phénomène entraine un courant d’air dans les parties basses du nid : l’air est aspiré par ces parties inférieures grâce à des petits trous situés tout autour du nid. Cet air circule sous terre où il est rafraîchi au contact de puits très profonds (de 15 à 20 m en général, parfois jusqu’à 70 m) que les ouvrières creusent pour atteindre les nappes phréatiques. Cet air frais remonte dans la meule (qui est le centre de la termitière et le lieu de résidence des termites) de la termitière qu’il vient rafraichir. En chauffant, il est ensuite attiré par le haut de la termitière, et ainsi de suite.

     
    Les termites peuvent augmenter ou diminuer la chaleur de la termitière en obstruant ou en perçant des trous au sol. Le jour, il peut faire plus de 40°C à 50°C, donc elles creusent plusieurs trous dans le sol afin qu'il y ait une quantité plus importante d'air qui
    rentre, et par conséquent, permet de rafraichir la termitière. La nuit, la température peut atteindre 0°c, donc elles suppriment des ouvertures afin de garder de la chaleur dans la termitière.  Elles essaient de garder une chaleur à peu près constante de 31°c.

     

    Ventiler et Isoler grâce à la Nature

    Les murs de termitièress sont faites d’un matériau (terre, poussière de bois et mélange de salive de termite) qui imitent les propriétés du ciment.

    La découverte de ce système


    Ventiler et Isoler grâce à la Nature

     Un groupe de chercheurs a été fasciné par ce système de ventilation naturel. Ils étaient convaincus que cette méthode pourrait s'appliquer aux habitations humaines. Or avant d'être à même de transposer ce système dans notre architecture, ils devaient d'abord connaître l'architecture complexe des termitières.

    Pour comprendre la thermorégulation d'une termitière, il est nécessaire de savoir comment structure et fonction sont intégrées dans cette architecture complexe. Ceci peut se faire en capturant sa géométrie 3D. Ainsi, la structure intérieure complète a été analysée grâce à une machine à trancher et numériser fonctionnant nuit et jour sans discontinuer pendant 2 mois.

    Grâce aux capacités de modelage 3D puissantes de Mimics ( logiciel de modélisaton 3D haute précision), les chercheurs ont pu reconstruire un monticule de termitière complet. Cela a permis une compréhension claire de la structure interne de la termitière. D'autres analyses permettront de décomposer le système de ventilation naturelle dans ces monticules.



    Une application architecturale : l'Eastgate Building 


    Les objectifs des promoteurs du projet était de construire un bâtiment ne nécessitant pas l'utilisation de l'air conditionné. Compte-tenu du climat de la région, cet objectif représentait un défi majeur pour l'architecte qui s'est alors inspiré du fonctionnement des termitières et de leur système très perfectionné de galeries qui permettent de garder un environnement intérieur tempéré et un certain niveau confort en dépit d'une grande chaleur extérieure.

    Ventiler et Isoler grâce à la Nature  

    Le bâtiment a été construit en utilisant notamment la fraîcheur nocturne pour climatiser le bâtiment. Pour cela, l'ossature du bâtiment est fabriquée à partir de briques et de béton qui permettent de stoker la chaleur du soleil, dans la journée, pour ensuite la libérer le soir. Afin d'éviter que les espaces intérieurs ne soient trop chauffés par le soleil, moins de 25 % des vitres sont faites de verre et toutes les fenêtres ont une forme ne laissant pas passer les rayons du soleil.

    L'air du bâtiment est renouvellé régulièrement (de nuit 10 fois par heure, et de jour, 2 fois par heure) grâce à des filtres installés sur les parois du bâtiment et grâce à 48 cheminées d'aération situées sur le toit.

    Le système de ventilation passive très perfectionné permet de diminuer considérablement les consommations d'énergie (après étude comparative menée avec 6 autres bâtiments, Eastgate utilise 35% moins d'énergie qu'un bâtiment conventionnel avec air conditionné*), soit une économie estimée à environ 3,5 millions de dollards sur cinq ans.Ventiler et Isoler grâce à la Nature

     De plus, les pannes d'électricité (fréquentes au Zimbabwe) n'ont pas d'incidence sur le fonctionnement et le confort d'utilisation de Eastage car le bâtiment peu continuer de fonctionner convenablement.

    Surface du terrain : 9 313 m2
    Coûts de construction : 23M d'euros              

     

    Autre système de régulation de la température copié sur la Nature

     La fourrure de l’ours polaire et sa capacité à réguler les échanges de chaleur se retrouvent dans le Singapore Arts Centre à Singapour.

    Sa surface, réalisée par les ingénieurs d’Atelier One, est recouverte de losanges en aluminium qui jouent le rôle des poils de la fourrure. Leur orientation est contrôlée par des capteurs de lumière photoélectriques.Ventiler et Isoler grâce à la Nature

    Par mauvais temps, les losanges s’ouvrent pour laisser passer la lumière directe du soleil et chauffer le bâtiment. En cas d’ensoleillement, les losanges se referment afin de réduire le rayonnement solaire direct tout en laissant passer suffisamment de lumière indirecte, qui arrive à l’intérieur en se réfléchissant sur la surface en aluminium des losanges

    On retrouve ici une caractéristique des bâtiments intégrant des éléments de biomimétisme   

     

     Ventiler et Isoler grâce à la Nature     Ventiler et Isoler grâce à la Nature     Ventiler et Isoler grâce à la Nature                   Zoom sur les losanges en aluminium du toit             Singapore arts center vue de nuit                    les losanges en cours de fermeture

     

    Pour mieux comprendre :

     - L'architecte Mick Pearce: naît le 6 février 1938, à Harare, au Zimbabwe. Il étudie l’architecture à Londres et obtient son diplôme en 1962. Sa passion pour ce domaine et son intérêt pour le développement durable l’amènent à faire les choses différemment et à travailler notamment au Zimbabwe, en Zambie, aux États-Unis et en Australie. Ce dernier pays est d’ailleurs celui qui l’accueille, en 2000, lorsque les conflits qui secouent son pays d’origine le poussent à s'exiler.

    La philosophie de Mick Pearce diffère grandement de celle des autres architectes de son époque. En effet, il met en pratique les principes du biomimétisme et utilise des matériaux naturels pour ainsi prôner une forme d’architecture responsable et non dommageable pour l’environnement.

    On lui doit notamment l’Eastgate building, un bâtiment situé à Harare, dont le système de maintien de la température s’inspire de celui que l’on             Janine Benyus ( voir intro ) et Mick pearce      retrouve dans les termitières.

    Ventiler et Isoler grâce à la Nature-Air conditionné, principe : L'air conditionné, aussi appelé climatisation, est la technique qui consiste à modifier, contrôler et réguler les conditions climatiques telles la température, l'humidité ou le niveau de poussières d'un local pour des raisons de confort dans les maisons individuelles et les lieux publics.Pour transformer l'air chaud de l'extérieur en de l'air froid à l'intérieur, 4 appareils sont nécessaires.
    1°) Le compresseur:il comprime le fluide frigorigène et fait monter sa température et sa pression. Le fluide se transforme 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.