0:00:01.571,0:00:03.586
Chaque été, quand j'étais enfant,

0:00:03.610,0:00:06.992
je partais de chez moi au Canada[br]pour visiter mes grands-parents,

0:00:07.016,0:00:08.816
qui vivaient à Bombay en Inde.

0:00:09.157,0:00:12.291
Au mieux, les étés canadiens sont doux,

0:00:12.315,0:00:16.022
environ 22° Celsius ou 72 °F

0:00:16.046,0:00:18.666
pour une journée d'été normale,[br]et pas très chauds.

0:00:19.276,0:00:22.315
Par contre, Bombay est[br]un endroit chaud et humide,

0:00:22.339,0:00:25.557
il y fait bien 30 °C ou 90 °F.

0:00:26.364,0:00:27.950
Dès mon arrivée, je me disais :

0:00:27.974,0:00:32.384
« Comment peut-on vivre, travailler[br]ou dormir dans un tel climat ? »

0:00:33.539,0:00:37.185
Pour empirer les choses,[br]mes grands-parents n'avaient pas la clim.

0:00:37.768,0:00:40.593
J'ai vraiment fait tout mon possible,

0:00:40.617,0:00:43.431
mais je n'ai jamais réussi[br]à les persuader de s'en procurer.

0:00:44.220,0:00:47.315
Pourtant, c'est en train[br]de changer rapidement.

0:00:47.914,0:00:52.255
L'ensemble des systèmes de[br]refroidissement représentent 17 %

0:00:52.279,0:00:54.652
de l’électricité consommée[br]dans le monde entier.

0:00:54.676,0:00:57.070
Cela inclut tout, depuis la climatisation

0:00:57.094,0:00:59.871
que je désirais désespérément[br]pendant mes vacances d’été,

0:00:59.895,0:01:03.505
aux systèmes de réfrigération pour[br]garder nos aliments à l'abri et froids,

0:01:03.529,0:01:04.760
dans nos supermarchés,

0:01:04.784,0:01:09.036
et aux systèmes industriels qui gardent[br]opérationnels nos centres de données.

0:01:09.624,0:01:13.109
Tous ensemble,[br]ces systèmes représentent 8%

0:01:13.133,0:01:15.383
des émissions mondiales[br]de gaz à effet de serre.

0:01:15.823,0:01:17.434
Mais ce qui m'empêche de dormir,

0:01:17.458,0:01:22.379
c'est que l’énergie dédiée à climatiser[br]pourrait sextupler d’ici à 2050,

0:01:22.403,0:01:26.684
principalement en raison d'une utilisation[br]croissante en Asie et en Afrique.

0:01:27.284,0:01:28.982
J’en ai été témoin.

0:01:29.006,0:01:32.164
Presque chaque logement[br]autour de chez ma grand-mère

0:01:32.188,0:01:34.212
est maintenant équipé d’un climatiseur.

0:01:34.236,0:01:37.283
Et c'est, sans aucun doute,[br]une bonne chose

0:01:37.307,0:01:40.006
pour la santé, le bien-être[br]et la productivité

0:01:40.030,0:01:42.675
des gens qui vivent[br]dans des endroits chauds.

0:01:43.831,0:01:47.774
Mais l’une des choses les plus alarmantes[br]concernant le changement climatique,

0:01:47.798,0:01:50.393
c'est que plus notre planète se réchauffe,

0:01:50.393,0:01:52.913
plus nous aurons besoin[br]de systèmes de climatisation –

0:01:52.913,0:01:56.512
qui eux-mêmes émettent[br]beaucoup de gaz à effet de serre.

0:01:57.236,0:02:00.569
Cela risque alors de provoquer[br]une boucle de rétroaction,

0:02:00.593,0:02:02.051
si ces systèmes à eux seuls

0:02:02.051,0:02:05.096
deviennent l'une des plus grandes[br]sources de gaz à effet de serre

0:02:05.096,0:02:06.428
au cours de ce siècle.

0:02:06.735,0:02:07.913
Dans le pire des cas,

0:02:07.913,0:02:11.681
nous pourrions avoir besoin de plus de[br]10 milliards de kWh d’électricité par an,

0:02:11.681,0:02:14.269
juste pour la climatisation, d’ici 2100.

0:02:14.846,0:02:17.921
C’est la moitié de notre alimentation[br]en électricité aujourd'hui.

0:02:18.198,0:02:19.538
Juste pour la climatisation.

0:02:20.862,0:02:24.777
Mais cela nous laisse aussi entrevoir[br]une opportunité extraordinaire.

0:02:25.444,0:02:30.013
Une amélioration de 10 ou 20 % de[br]l’efficacité des système de climatisation

0:02:30.037,0:02:33.521
peut avoir un impact énorme[br]sur nos émissions de gaz à effet de serre,

0:02:33.545,0:02:36.010
à la fois aujourd'hui[br]et au cours de ce siècle.

0:02:38.080,0:02:41.629
Et cela peut nous aider à éviter[br]le pire scénario de boucle de rétroaction.

0:02:42.928,0:02:46.608
Je suis un scientifique qui réfléchit[br]beaucoup à la lumière et à la chaleur.

0:02:46.632,0:02:50.228
Notamment comment les nouveaux matériaux[br]nous permettent de modifier le flux

0:02:50.252,0:02:52.268
de ces éléments basiques de la nature

0:02:52.292,0:02:55.194
d'une manière que nous aurions[br]pu croire impossible autrefois.

0:02:55.205,0:02:57.872
Même si j'ai toujours saisi[br]la valeur de la climatisation

0:02:57.872,0:02:59.696
pendant mes vacances d'été,

0:02:59.720,0:03:01.983
j'ai fini par travailler sur ce problème

0:03:02.007,0:03:06.013
à cause d'un casse-tête intellectuel[br]que j'ai découvert il y a six ans.

0:03:07.149,0:03:12.766
Comment les peuples anciens fabriquaient[br]de la glace dans des climats désertiques ?

0:03:13.894,0:03:16.830
Voici une photo d'une glacière,

0:03:16.854,0:03:20.481
également appelée « yakhchal »,[br]située au sud-est de l'Iran.

0:03:21.006,0:03:24.760
Il y a des vestiges de dizaines[br]de ces constructions dans tout l'Iran

0:03:24.784,0:03:28.474
et des preuves de leur existence[br]dans le reste du Moyen-Orient

0:03:28.498,0:03:29.712
et jusqu'en Chine.

0:03:30.228,0:03:33.418
Les gens qui ont exploité[br]ces glacières il y a des siècles

0:03:33.442,0:03:35.926
versaient l'eau dans le bassin[br]que l'on voit à gauche

0:03:35.950,0:03:39.022
en début de soirée, au coucher du soleil.

0:03:39.046,0:03:41.025
Puis, une chose incroyable se produisait.

0:03:41.442,0:03:44.204
Même si la température[br]dépassait le point de congélation,

0:03:44.228,0:03:47.926
disons 5 °C ou 41 °F,

0:03:47.950,0:03:49.484
l'eau gelait.

0:03:50.724,0:03:54.859
La glace était alors récupérée[br]au petit matin

0:03:54.883,0:03:57.518
et stockée dans le bâtiment[br]que vous voyez à droite,

0:03:57.542,0:03:59.478
pendant tous les mois d'été.

0:04:00.133,0:04:02.852
Vous avez probablement déjà vu[br]quelque chose de semblable

0:04:02.852,0:04:06.382
si vous avez remarqué la formation[br]de givre sur le sol par une nuit claire,

0:04:06.382,0:04:09.097
même quand la température dépasse[br]le point de congélation.

0:04:09.121,0:04:10.281
Mais, attendez.

0:04:10.305,0:04:14.036
Comment l'eau peut geler si la température[br]dépasse le point de congélation ?

0:04:14.487,0:04:16.413
L'évaporation aurait pu y jouer un rôle,

0:04:16.437,0:04:19.752
mais ce n'est pas suffisant[br]pour que l'eau se transforme en glace

0:04:20.064,0:04:22.150
Quelque chose d'autre doit la refroidir.

0:04:22.761,0:04:25.619
Imaginez une tarte qui refroidit[br]sur le rebord d'une fenêtre.

0:04:25.619,0:04:29.230
Pour qu'elle refroidisse, sa chaleur[br]doit partir dans un endroit plus frais.

0:04:29.254,0:04:31.158
À savoir, l'air qui l'entoure.

0:04:32.180,0:04:34.490
Aussi peu crédible[br]que cela puisse paraître,

0:04:34.514,0:04:39.890
pour ce bassin, la chaleur de l'eau[br]s'évacue dans le froid de l'espace.

0:04:42.085,0:04:43.807
Comment est-ce possible ?

0:04:44.434,0:04:48.006
Ce bassin d'eau, comme la plupart[br]des matières naturelles,

0:04:48.030,0:04:50.180
évacue sa chaleur sous forme de lumière.

0:04:50.506,0:04:53.323
C'est un concept appelé[br]« rayonnement thermique ».

0:04:53.792,0:04:58.260
En ce moment, nous envoyons tous[br]notre chaleur sous forme d'infrarouge,

0:04:58.284,0:05:00.212
les uns aux autres et à notre entourage.

0:05:00.608,0:05:03.077
On peut le voir[br]grâce aux caméras thermiques

0:05:03.101,0:05:06.397
et les images qu'elles produisent[br]comme celles que je vous montre ici.

0:05:06.744,0:05:09.006
Ce bassin d'eau évacue sa chaleur

0:05:09.030,0:05:10.712
vers le haut de l'atmosphère.

0:05:11.379,0:05:13.474
L'atmosphère et ses molécules

0:05:13.498,0:05:16.053
absorbent une partie[br]de cette chaleur et la renvoient.

0:05:16.077,0:05:19.899
C'est l'effet de serre responsable[br]du changement climatique.

0:05:20.435,0:05:22.958
Voici toutefois le point[br]essentiel à comprendre.

0:05:22.982,0:05:26.182
Notre atmosphère n'absorbe pas[br]toute cette chaleur.

0:05:26.577,0:05:29.511
Si c'était le cas, nous vivrions[br]sur une planète plus chaude.

0:05:29.982,0:05:31.490
À certaines longueurs d'ondes,

0:05:31.514,0:05:34.966
en particulier entre huit[br]et treize microns,

0:05:34.990,0:05:38.752
notre atmosphère connaît un phénomène[br]nommé « fenêtre atmosphérique ».

0:05:39.402,0:05:44.919
Elle laisse une partie de la chaleur[br]s'élever sous forme d'infrarouge

0:05:44.943,0:05:48.276
pour s'évacuer de fait,[br]en entraînant la chaleur du bassin.

0:05:48.895,0:05:52.665
Elle peut ainsi s'évacuer[br]dans un lieu bien plus frais.

0:05:53.633,0:05:55.601
Le froid dans la haute atmosphère

0:05:55.625,0:05:57.299
et jusqu'à l'espace,

0:05:57.323,0:06:01.133
peut atteindre une température de -270 °C

0:06:01.157,0:06:03.877
ou de -454 °F.

0:06:05.242,0:06:08.606
Alors, ce bassin d'eau peut envoyer[br]plus de chaleur vers le ciel

0:06:08.630,0:06:10.401
que l'inverse.

0:06:10.425,0:06:11.575
Et grâce à cela,

0:06:11.599,0:06:14.615
le bassin va se refroidir[br]en dessous de la température ambiante.

0:06:16.035,0:06:19.551
C'est l'effet connu sous le nom[br]de « refroidissement nocturne »

0:06:19.575,0:06:21.115
ou « refroidissement radiatif ».

0:06:21.369,0:06:24.823
Et il a toujours été considéré[br]par les climatologues et les météorologues

0:06:24.847,0:06:27.447
comme un phénomène naturel très important.

0:06:28.869,0:06:30.395
Quand je suis tombé sur tout ça,

0:06:30.395,0:06:33.037
c'était la fin de mon doctorat à Stanford.

0:06:33.061,0:06:37.490
Et j'ai été stupéfait par sa simplicité[br]comme méthode de refroidissement,

0:06:37.514,0:06:38.780
bien que très perplexe.

0:06:39.284,0:06:41.484
Pourquoi n'utilise-t-on pas cela ?

0:06:42.744,0:06:45.625
Les scientifiques et les ingénieurs[br]ont étudié cette idée

0:06:45.649,0:06:46.887
ces dernières années.

0:06:46.911,0:06:50.199
Mais il s'est avéré qu'il y avait[br]au moins un gros problème.

0:06:50.639,0:06:54.109
Il y a une raison pour laquelle[br]on l'appelle « refroidissement nocturne ».

0:06:54.109,0:06:55.283
Pourquoi ?

0:06:55.307,0:06:57.676
C'est pour une petite raison[br]appelée le soleil.

0:06:58.157,0:07:00.617
La surface qui refroidit

0:07:00.641,0:07:02.815
a besoin d'être située face au ciel.

0:07:02.839,0:07:04.467
Et au beau milieu de la journée,

0:07:04.491,0:07:07.641
quand on aura peut être le plus besoin[br]de quelque chose de froid,

0:07:07.665,0:07:10.561
malheureusement, cela signifie[br]lever la tête vers le soleil.

0:07:10.585,0:07:12.441
Et il chauffe la plupart des matériaux

0:07:12.465,0:07:15.602
suffisamment pour contrer totalement[br]cet effet de refroidissement.

0:07:16.409,0:07:18.557
Mes collègues et moi[br]avons beaucoup réfléchi

0:07:18.571,0:07:20.553
à comment structurer des matériaux

0:07:20.577,0:07:21.989
à de très petites échelles

0:07:22.013,0:07:25.339
pour accomplir des choses[br]nouvelles et utiles avec la lumière –

0:07:25.363,0:07:28.353
des échelles plus petites[br]que sa longueur d'onde elle-même.

0:07:28.377,0:07:29.957
À partir des idées de ce domaine,

0:07:29.981,0:07:33.109
appelé recherche nanophotonique[br]ou métamatériaux,

0:07:33.133,0:07:36.633
nous avons découvert un moyen[br]d'y arriver en journée

0:07:36.657,0:07:37.830
pour la première fois.

0:07:37.854,0:07:40.910
Pour ce faire, j'ai conçu[br]un matériau optique multicouche

0:07:40.934,0:07:42.791
montré ici sur une image microscopique.

0:07:42.815,0:07:46.196
C'est 40 fois plus fin[br]qu'un cheveu humain classique.

0:07:46.220,0:07:48.738
Et il est capable de faire[br]deux choses simultanément.

0:07:49.169,0:07:50.994
Premièrement, il envoie sa chaleur

0:07:51.018,0:07:54.820
précisément là où notre atmosphère[br]laisse le mieux évacuer cette chaleur.

0:07:54.844,0:07:56.977
Nous avons orienté[br]la fenêtre vers l'espace.

0:07:57.519,0:08:00.950
Deuxièmement, le soleil ne le chauffe pas.

0:08:00.974,0:08:03.374
C'est un très bon miroir[br]pour la lumière du soleil

0:08:04.315,0:08:07.029
J'ai fait le premier test[br]sur un toit à Stanford,

0:08:07.053,0:08:08.815
c'est ce que vous voyez ici.

0:08:09.219,0:08:11.744
J'ai laissé l'appareil dehors[br]pendant un petit moment,

0:08:11.744,0:08:14.815
j'y suis retourné après quelques minutes

0:08:14.839,0:08:17.633
et, en quelques secondes,[br]j'ai su que ça fonctionnait.

0:08:17.657,0:08:18.815
Comment ?

0:08:18.839,0:08:20.466
Je l'ai touché et c'était froid.

0:08:21.395,0:08:26.053
(Applaudissements)

0:08:26.862,0:08:30.846
Juste pour souligner[br]comme c'est étrange et paradoxal :

0:08:30.870,0:08:32.600
ce matériau et d'autres similaires

0:08:32.624,0:08:35.529
refroidissent quand[br]on les sort de l'ombre,

0:08:35.553,0:08:37.913
même si le soleil brille sur eux.

0:08:37.937,0:08:40.620
Voici les données de[br]notre toute première expérience,

0:08:40.644,0:08:43.383
où ce matériau est resté à plus de 5 °C,

0:08:43.407,0:08:46.683
ou 9 °F, plus froid[br]que la température ambiante,

0:08:46.707,0:08:49.521
même si le soleil[br]brillait directement dessus.

0:08:50.855,0:08:53.990
La méthode de fabrication utilisée[br]pour fabriquer ce matériau

0:08:54.014,0:08:56.548
existe déjà à grande échelle.

0:08:56.903,0:08:58.060
J'en étais très heureux,

0:08:58.084,0:09:01.125
car non seulement nous avions fabriqué[br]quelque chose de génial,

0:09:01.149,0:09:06.202
mais nous avions aussi l'occasion[br]de faire quelque chose de réel et utile.

0:09:06.974,0:09:09.117
Ce qui m'amène[br]à la prochaine grande question.

0:09:09.141,0:09:11.728
Comment peut-on économiser[br]l'énergie avec cette idée ?

0:09:11.728,0:09:15.544
Nous pensons que le moyen le plus direct[br]pour y arriver grâce à cette technologie

0:09:15.544,0:09:17.093
est d'augmenter l'efficacité

0:09:17.117,0:09:20.180
des systèmes actuels[br]de climatisation et de réfrigération.

0:09:20.370,0:09:22.994
Nous avons créé des panneaux[br]de refroidissement fluides

0:09:22.994,0:09:24.315
comme ceux montrés ici.

0:09:24.339,0:09:27.006
Ces panneaux ont la même forme[br]qu'un chauffe-eau solaire,

0:09:27.030,0:09:29.950
sauf qu'à l'inverse,[br]ils refroidissent l'eau, passivement,

0:09:29.974,0:09:32.041
en utilisant notre matériel spécialisé.

0:09:32.815,0:09:35.275
Ces panneaux sont alors[br]intégrés à un composant

0:09:35.299,0:09:37.867
inclus dans presque[br]chaque climatiseur, un condenseur,

0:09:37.891,0:09:41.024
pour améliorer l'efficacité[br]sous-jacente du système.

0:09:41.367,0:09:43.263
Notre start-up, SkyCool Systems,

0:09:43.287,0:09:47.161
a récemment mené un essai sur le terrain[br]à Davis, en Californie, visible ici.

0:09:47.649,0:09:48.841
Lors de cette expérience,

0:09:48.855,0:09:51.903
nous avons démontré[br]qu'on peut améliorer l'efficacité

0:09:51.927,0:09:54.851
de ce système de refroidissement[br]jusqu'à 12 % sur le terrain.

0:09:55.474,0:09:56.728
Dans un an ou deux ans,

0:09:56.752,0:10:00.656
il me tarde de voir[br]les premiers pilotes commercialisés

0:10:00.680,0:10:03.823
à la fois pour la climatisation[br]et la réfrigération spatiale.

0:10:04.260,0:10:07.847
À l'avenir, nous pourrons intégrer[br]ce type de panneaux

0:10:07.871,0:10:11.180
à des systèmes de refroidissement[br]de bâtiments plus efficaces

0:10:11.204,0:10:14.006
pour réduire de deux tiers[br]leur consommation d'énergie.

0:10:14.030,0:10:17.688
Et finalement, nous pourrons construire[br]un système de refroidissement

0:10:17.712,0:10:20.275
qui ne nécessite aucune[br]consommation d'électricité.

0:10:20.966,0:10:22.482
Dans un premier temps,

0:10:22.506,0:10:24.363
mes collègues à Stanford et moi

0:10:24.387,0:10:26.413
avons démontré que vous pouvez maintenir

0:10:26.437,0:10:31.006
quelque chose dépassant les 42 °C[br]en dessous de la température ambiante

0:10:31.030,0:10:32.558
grâce à une meilleur ingénierie.

0:10:33.165,0:10:34.315
Merci.

0:10:34.339,0:10:38.394
(Applaudissements)

0:10:39.196,0:10:40.347
Juste imaginez cela –

0:10:40.371,0:10:43.774
quelque chose sous le point de congélation[br]par une chaude journée d'été.

0:10:45.927,0:10:50.410
Bien que je sois très motivé par tout ce[br]qu'on peut faire pour le refroidissement –

0:10:50.434,0:10:53.588
et je pense qu'il reste[br]encore beaucoup à faire –

0:10:53.588,0:10:57.254
en tant que scientifique, je suis aussi[br]attiré par une plus grande opportunité

0:10:57.254,0:10:59.260
que ce travail va, je pense, dévoiler.

0:10:59.760,0:11:02.895
Nous pouvons utiliser[br]l'obscurité froide de l'espace

0:11:02.919,0:11:04.569
pour améliorer l'efficacité

0:11:04.593,0:11:07.847
de tous les phénomènes[br]liés à l'énergie ici sur terre.

0:11:09.204,0:11:12.531
L'un de ces phénomènes que je veux[br]souligner est les panneaux solaires.

0:11:12.934,0:11:14.379
Ils chauffent sous le soleil

0:11:14.403,0:11:17.137
et deviennent moins efficaces[br]à mesure qu'ils chauffent.

0:11:17.276,0:11:21.153
En 2015, nous avons montré[br]qu'avec ce type de microstructures

0:11:21.177,0:11:22.724
sur un panneau solaire,

0:11:22.748,0:11:25.592
on peut mieux tirer parti[br]de cet effet de refroidissement

0:11:25.616,0:11:29.315
pour maintenir le panneau solaire[br]à une température plus basse passivement.

0:11:29.708,0:11:32.329
Cela permet au panneau[br]de fonctionner plus efficacement.

0:11:32.627,0:11:35.595
Nous approfondissons[br]ce genre de possibilités.

0:11:35.619,0:11:38.864
Nous nous demandons si nous pouvons[br]utiliser le froid de l'espace

0:11:38.888,0:11:40.967
pour nous aider à économiser l'eau.

0:11:41.316,0:11:43.665
Ou peut-être grâce à[br]des scénarios hors réseau.

0:11:43.689,0:11:47.856
Peut-être pourrions-nous nous-mêmes créer[br]directement de l'énergie avec ce froid.

0:11:48.522,0:11:51.475
Il y a un grand écart de température[br]entre nous ici sur terre

0:11:51.499,0:11:53.189
et le froid de l'espace.

0:11:53.213,0:11:55.341
Cet écart, du moins[br]sur le plan conceptuel,

0:11:55.365,0:11:57.959
peut faire fonctionner un moteur thermique

0:11:57.983,0:11:59.423
pour générer de l'électricité.

0:11:59.967,0:12:03.570
Peut-on alors créer[br]un générateur d'énergie nocturne

0:12:03.594,0:12:05.991
qui produit des quantités[br]utiles d'électricité

0:12:05.991,0:12:07.943
si les panneaux solaires ne le font pas ?

0:12:07.943,0:12:10.477
Peut-on générer de la lumière[br]depuis les ténèbres ?

0:12:11.872,0:12:16.261
L'élément central pour y arriver,[br]c'est de pouvoir gérer

0:12:16.285,0:12:19.396
la radiation thermique qui nous entoure.

0:12:19.420,0:12:22.220
Nous sommes constamment baignés[br]par la lumière infrarouge.

0:12:22.666,0:12:25.118
Si nous arrivons[br]à la soumettre à notre volonté,

0:12:25.142,0:12:28.326
nous pourrions changer radicalement[br]les flux de chaleur et d'énergie

0:12:28.326,0:12:30.629
qui nous entourent tous les jours.

0:12:31.190,0:12:34.531
Cette possibilité, combinée[br]à l'obscurité froide de l'espace,

0:12:34.555,0:12:37.864
nous oriente vers un futur[br]où nous, en tant que civilisation,

0:12:37.888,0:12:43.126
pourrions gérer plus intelligemment[br]notre empreinte énergétique thermique

0:12:43.150,0:12:44.950
à de très grandes échelles.

0:12:45.904,0:12:48.118
Face au changement climatique,

0:12:48.142,0:12:51.009
je pense qu'avoir cette possibilité[br]dans notre boîte à outils

0:12:51.009,0:12:52.569
deviendra fondamental.

0:12:53.428,0:12:56.626
Alors, la prochaine fois[br]que vous vous promenerez dehors,

0:12:56.650,0:13:02.994
oui, émerveillez-vous du rôle vital[br]du soleil pour la vie sur Terre,

0:13:03.018,0:13:07.694
mais n'oubliez pas que le reste du ciel[br]a aussi quelque chose à nous offrir.

0:13:08.533,0:13:09.684
Merci.

0:13:09.708,0:13:13.818
(Applaudissements)