Biomimétisme

Le biomimétisme désigne un processus d’innovation et une ingénierie. Il s’inspire des formes, matières, propriétés, processus et fonctions du vivant. Il peut concerner des échelles nanométriques et biomoléculaires avec par exemple l’ADN et l’ARN, et jusqu’à des échelles macroscopiques et écosystémiques, incluant donc les services écosystémiques. Il cherche ainsi des solutions soutenables produites par la nature, sélectionnées par de nombreuses espèces, éprouvées par l’évolution au sein de la biosphère.

En France, un Centre européen d’excellence en biomimétisme (Ceebios) est installé à Senlis depuis 2015.

Dans une aire de réchauffement climatique où les ressources fossiles s’épuisent, la solution de climatisation passive apportée par les termites s’avère très intéressante.

Le dispositif breveté installé sur notre Démonstrateur s’inspire  du principe de climatisation de la termitière !

Le termites sont des insectes sociaux, très bons constructeurs, ils ont pu expérimenter pendant des milliers d’années les meilleures méthodes et matériaux à utiliser pour bâtir leurs habitats passifs.

Les termites africains:
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Les termites africains en sont un exemple très intéressant. En effet, leurs termitières sont d’une complexité remarquable. Pouvant atteindre jusqu’à 8m de haut, leur intérieur forme un labyrinthe appelé « meule » où les termites résident.

Ces termites font face à une contrainte majeure : Ils se nourrissent essentiellement d’un champignon qui doit être cultivé à une température de 27°C. Un écart thermique trop important et c’est la mort du champignon, et par conséquent, la mort de la colonie toute entière.

La survie des termites repose donc sur la THERMOREGULATION de la termitière.

Comment font-ils pour contrôler ce facteur dans une région où la température passe de 40°C le jour à 0°C la nuit ?

La termitière:
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Le secret de cette climatisation réside dans l’architecture de leurs termitières: l’air chaud de la termitière s’élève et sort par la grande cheminée. Cela entraîne un courant d’air dans les parties inférieures : l’air est aspiré par pleins de petites ouvertures situées au pied de la termitière, puis, il circule sous terre où il est rafraîchi au contact de puits très profonds (de 15 à 20m en général) que les ouvriers creusent pour atteindre la nappe phréatique. La nuit, les termites bouchent les ouvertures afin d’interrompre le flux d’air et préserver la chaleur.

Explication du phénomène:

Le phénomène des flux d’air dans la termitière s’explique par la masse volumique de l’air en fonction de la température.
La masse volumique de l’air est notée ρ (rho), se mesure en kilogrammes par mètre cube (kg/m³), et est déterminé par la formule suivante :

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Où :

      • T, la température (en °K)
      • M, la masse molaire de l’aire (en kg/mol : 0,02897 Kg/mol)
      • R, la constante universelle des gaz parfaits (8,3144621 J.kg¯¹.K¯¹)
      • P, la pression de l’air (Pa)

La température T étant au dénominateur, on peut en déduire que plus elle augmente, plus la masse volumique de l’air ρ diminue.
L’air froid, ayant une masse volumique supérieure à celle de l’air chaud, il est attiré vers le bas, laissant l’air chaud remonter la cheminée.

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UN exemple déjà en fonctionnement « L’Eastgate Building »:

Ce système de climatisation a intéressé beaucoup d’architectes, qui ont imaginé des constructions s’en inspirant. Le bâtiment le plus célèbre de ce genre est l’ « Eastgate Building », situé à Harare au Zimbabwe, il a été conçut en 1996 par l’architecte américain Mike Pearce.

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Cette construction abrite 31 000m² de bureau et de commerces, et son système de climatisation inspirée par les termites permet de dépenser 90% d’énergie de moins qu’un immeuble classique. La climatisation passive de l’ « Eatsgate Building » est prise en charge par ses 48 cheminées installées sur le toit.

Simulation du Flux d’air permettant la climatisation de l’Eastgate Building.

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La température ambiante du bâtiment reste à 25°C dans un pays où les températures peuvent atteindre les 40°C en journée. De plus, les matériaux utilisés pour sa construction sont les mêmes que ceux d’un immeuble classique et pour un coût identique.

MISE EN APPLICATION sur notre DEMONSTRATEUR Français :

Le système de climatisation a inspiré des ingénieurs Français, pour une utilisation en Europe sur le logement ou le batiment tertiaire, en prévision du verdissement de l’architecture.

Un équipement de climatisation à bas coût à été développé et breveté. Pour une plus large utilisation de la géothermie de surface, l’innovation réside en partie dans le fait que l’installation est possible sur tout type de terrain, puisque les formations massiques de terre sont crée artificiellement au moment du terrassement et paysagisme sans surcout.

Le dispositif fonctionne aussi en sous sol sur les immeubles lorsqu’il existe, la mise en place des échangeurs thermiques est réalisée avant combler le décaissement de nivelage du terrain.