Les êtres vivants n’ont pas attendu la climatisation pour se rafraîchir. Voici quelques principes physiques et exemples, pour s’inspirer de la nature.


Les principes physiques

Petit aparté : j’ai tenté d’expliquer les principes ci-dessous le plus simplement que je puisse, et en l’état de mes connaissances. Comprendre ces principes aident à appréhender plus clairement comment les exemples que je vais vous présenter ensuite fonctionnent, et comment les appliquer au quotidien.

Transferts thermiques

Ces 3 principes de transfert thermique sont une base aidant l’appréhension de nombreuses questions, dont celle qui nous intéresse aujourd’hui. Ils expliquent comment la chaleur se transmet d’un corps à un autre.

pieds nus sur du bois : effet de conduction

La conduction concerne les solides1. Quand nous touchons un objet et le trouvons chaud ou froid, il s’agit de cela.

exemple d'effet de convection : la tornade

La convection concerne les fluides. L’air ou l’eau échange de la chaleur au contact d’un solide et circule en transportant cette énergie (souffler sur quelque chose pour refroidir, mais aussi le chauffe-eau solaire par thermosiphon).

exemple de rayonnement électromagnétique : le soleil

Le rayonnement, pour finir, est de nature électromagnétique; le soleil ou le feu en sont des exemples. Chaque corps récepteur captera plus ou moins de ce rayonnement sous forme de chaleur.

Évaporation

L’eau à l’état liquide, quand elle s’évapore, absorbe une partie de la chaleur environnante. C’est pour ça que transpirer régule notre température corporelle. Si nous transpirons quand nous buvons ou mangeons quelque chose de plus chaud que notre température interne, c’est donc pour éviter la surchauffe.

Compression et capacité de stockage calorifique de l’air

Essayez de souffler la bouche grande ouverte, puis refermer progressivement la bouche. Vous devriez ressentir l’air de plus en plus frais.

En réalité, le même volume d’air s’évacue quelque soit l’ouverture de la bouche, mais la pression et la vitesse augmentent :

  • La pression comprime d’abord l’air, qui ensuite se détend en sortant de notre bouche : l’air se refroidit.
  • La vitesse plus élevée et le plus petit diamètre fait que (en quelque sorte) plus d’air emporte de la chaleur du point de ressenti, en vertu du principe de convection thermique discuté plus haut!

Attention : concernant le principe ci-dessus, il peut plutôt s’agir d’une sensation que d’une variation significative de la température. Mais après tout, la sensation compte pour beaucoup.

Absorption (optique)

Selon la couleur (et donc la fréquence) de l’objet qui reçoit le rayonnement dont nous avons parlé plus haut, plus ou moins de ce rayonnement est converti en chaleur. Cette expérience ludique pour enfants démontre ce que nous savons depuis longtemps : quand c’est noir, ça absorbe beaucoup, donc ça chauffe. Quand c’est blanc, ça n’absorbe que très peu, donc ça ne chauffe que très peu. Par exemple :

  • Notre four solaire repose sur ce principe : le rayonnement solaire est focalisé à l’aide de miroirs sur une marmite de couleur…noire
  • Nombreuses sont les régions du pourtour méditerranéen dont les maison sont peintes en…blanc!

A présent, voici plusieurs applications concrètes de ces principes.


Les êtres vivants savent rafraîchir sans climatisation

Les termitières : l’ingénierie climatique dans les gènes

Les termites font figure en biomimétisme. Elles ont inspiré l’architecture de bâtiments tel le Eastgate Building, conçu par Mick Pearce. Des bâtiments comme celui-ci sont en mesure d’obtenir des températures quasi-constantes toute l’année, avec peu ou pas d’énergie…

Les termites sont les meilleures pour rafraîchir sans climatisation.

Vue en coupe d’une termitière. Les termites créent des cheminées et de multiples orifices aériens et souterrains. Ce faisant, elle peuvent réguler par convection la température de l’habitat.

une termitière vue de dehors
Termitières vu de l’extérieur. Photographie Ray Norris (licence CC 3.0)
puits canadien pour rafraîchir sans climatisation

En habitat humain, un exemple bien moins élaboré mais néanmoins fonctionnel me vient à l’esprit : le puits canadien. L’air extérieur est aspiré dans la maison tout en se rafraichissant à travers une canalisation souterraine (convection)

Les zèbres

Les zèbres pourraient avoir des motifs noirs et blancs pour favoriser la convection, l’alternance du noir et du blanc créant des micro-turbulences en raison de leurs différences de potentiel d’absorption optique. Néanmoins, je n’ai pas fouillé dans la littérature scientifique et invite donc à la prudence quand à cette information.

Les humains

Ici, tout dépendra bien sûr de la région, des ressources à disposition, mais la chose a retenir est que tous les principes physiques évoqués dans le présent article peuvent, en utilisation séparée ou conjointe, mener à de bons résultats.

Boire chaud

En effet, si contre-intuitif que ça puisse paraître, cette augmentation de la température permet de transpirer, et d’enclencher des sensations de fraicheur.

Arroser les murs et objets

Arroser sa terrasse et ses murs, j’ai déjà entendu parler de cela par des anciens qui le faisaient. Pour cause, l’évaporation de l’eau rafraîchit la surface traitée. En mouillant le sol intérieur (évaporation) et en favorisant des courants d’air (convection), on peut réduire à nouveau la température intérieure.

Des vêtements amples et foncés

De nombreuses populations des déserts s’habillent en “robe”, hommes comme femmes.

Les vêtements amples favorisent la ventilation (convection), et limitent le contact de la peau avec le vêtement chaud (conduction). Il est dit que dans certaines cultures, des chemises claires seraient portées avant d’ajouter la robe foncée, pour encore accentuer la convection et limiter la conduction.


En conclusion

Pour rafraîchir sans climatisation, la diversité des espèces laisse présager du nombre de stratégies encore inconnues de l’Humain. Notre survie dépend entre autres de notre capacité à nous protéger des chaleurs, et je regrette que l’on se tire une balle dans le pied (sous-entendu “survie de long terme”) en surconsommant afin d’alimenter des climatisations2. Malgré ce, nous avons déjà développé de nombreuses méthodes afin d’améliorer notre confort thermique, et j’espère que ces quelques lignes vous auront inspiré de nouvelles idées pour rafraichir sans climatisation!

En attendant, cet été j’essaie d’humidifier un hamac situé sur ma terrasse (que j’aurais mouillé aussi), afin de cumuler les différents principes énoncés ici. évaporation, convection, faible conduction…


A propos de la série #30JoursPourYPenser

Pendant le confinement lié au Coronavirus : 30 jours, 30 articles, autour de la nature et de l’humain, pour comprendre et dessiner un monde durable et joyeux !

Nous suivre

  1. pour s’en rappeler, pensons aux matériaux conducteurs []
  2. Je reconnais néanmoins l’aide qu’elle peut apporter aux plus fragiles d’entre nous []

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