Comment convertir le froid de l'espace en une ressource renouvelable
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0:02 - 0:04Chaque été, quand j'étais enfant,
-
0:04 - 0:07je partais de chez moi au Canada
pour visiter mes grands-parents, -
0:07 - 0:09qui vivaient à Bombay en Inde.
-
0:09 - 0:12Au mieux, les étés canadiens sont doux,
-
0:12 - 0:16environ 22° Celsius ou 72 °F
-
0:16 - 0:19pour une journée d'été normale,
et pas très chauds. -
0:19 - 0:22Par contre, Bombay est
un endroit chaud et humide, -
0:22 - 0:26il y fait bien 30 °C ou 90 °F.
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0:26 - 0:28Dès mon arrivée, je me disais :
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0:28 - 0:32« Comment peut-on vivre, travailler
ou dormir dans un tel climat ? » -
0:34 - 0:37Pour empirer les choses,
mes grands-parents n'avaient pas la clim. -
0:38 - 0:41J'ai vraiment fait tout mon possible,
-
0:41 - 0:43mais je n'ai jamais réussi
à les persuader de s'en procurer. -
0:44 - 0:47Pourtant, c'est en train
de changer rapidement. -
0:48 - 0:52L'ensemble des systèmes de
refroidissement représentent 17 % -
0:52 - 0:55de l’électricité consommée
dans le monde entier. -
0:55 - 0:57Cela inclut tout, depuis la climatisation
-
0:57 - 1:00que je désirais désespérément
pendant mes vacances d’été, -
1:00 - 1:04aux systèmes de réfrigération pour
garder nos aliments à l'abri et froids, -
1:04 - 1:05dans nos supermarchés,
-
1:05 - 1:09et aux systèmes industriels qui gardent
opérationnels nos centres de données. -
1:10 - 1:13Tous ensemble,
ces systèmes représentent 8% -
1:13 - 1:15des émissions mondiales
de gaz à effet de serre. -
1:16 - 1:17Mais ce qui m'empêche de dormir,
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1:17 - 1:22c'est que l’énergie dédiée à climatiser
pourrait sextupler d’ici à 2050, -
1:22 - 1:27principalement en raison d'une utilisation
croissante en Asie et en Afrique. -
1:27 - 1:29J’en ai été témoin.
-
1:29 - 1:32Presque chaque logement
autour de chez ma grand-mère -
1:32 - 1:34est maintenant équipé d’un climatiseur.
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1:34 - 1:37Et c'est, sans aucun doute,
une bonne chose -
1:37 - 1:40pour la santé, le bien-être
et la productivité -
1:40 - 1:43des gens qui vivent
dans des endroits chauds. -
1:44 - 1:48Mais l’une des choses les plus alarmantes
concernant le changement climatique, -
1:48 - 1:50c'est que plus notre planète se réchauffe,
-
1:50 - 1:53plus nous aurons besoin
de systèmes de climatisation – -
1:53 - 1:57qui eux-mêmes émettent
beaucoup de gaz à effet de serre. -
1:57 - 2:01Cela risque alors de provoquer
une boucle de rétroaction, -
2:01 - 2:02si ces systèmes à eux seuls
-
2:02 - 2:05deviennent l'une des plus grandes
sources de gaz à effet de serre -
2:05 - 2:06au cours de ce siècle.
-
2:07 - 2:08Dans le pire des cas,
-
2:08 - 2:12nous pourrions avoir besoin de plus de
10 milliards de kWh d’électricité par an, -
2:12 - 2:14juste pour la climatisation, d’ici 2100.
-
2:15 - 2:18C’est la moitié de notre alimentation
en électricité aujourd'hui. -
2:18 - 2:20Juste pour la climatisation.
-
2:21 - 2:25Mais cela nous laisse aussi entrevoir
une opportunité extraordinaire. -
2:25 - 2:30Une amélioration de 10 ou 20 % de
l’efficacité des système de climatisation -
2:30 - 2:34peut avoir un impact énorme
sur nos émissions de gaz à effet de serre, -
2:34 - 2:36à la fois aujourd'hui
et au cours de ce siècle. -
2:38 - 2:42Et cela peut nous aider à éviter
le pire scénario de boucle de rétroaction. -
2:43 - 2:47Je suis un scientifique qui réfléchit
beaucoup à la lumière et à la chaleur. -
2:47 - 2:50Notamment comment les nouveaux matériaux
nous permettent de modifier le flux -
2:50 - 2:52de ces éléments basiques de la nature
-
2:52 - 2:55d'une manière que nous aurions
pu croire impossible autrefois. -
2:55 - 2:58Même si j'ai toujours saisi
la valeur de la climatisation -
2:58 - 3:00pendant mes vacances d'été,
-
3:00 - 3:02j'ai fini par travailler sur ce problème
-
3:02 - 3:06à cause d'un casse-tête intellectuel
que j'ai découvert il y a six ans. -
3:07 - 3:13Comment les peuples anciens fabriquaient
de la glace dans des climats désertiques ? -
3:14 - 3:17Voici une photo d'une glacière,
-
3:17 - 3:20également appelée « yakhchal »,
située au sud-est de l'Iran. -
3:21 - 3:25Il y a des vestiges de dizaines
de ces constructions dans tout l'Iran -
3:25 - 3:28et des preuves de leur existence
dans le reste du Moyen-Orient -
3:28 - 3:30et jusqu'en Chine.
-
3:30 - 3:33Les gens qui ont exploité
ces glacières il y a des siècles -
3:33 - 3:36versaient l'eau dans le bassin
que l'on voit à gauche -
3:36 - 3:39en début de soirée, au coucher du soleil.
-
3:39 - 3:41Puis, une chose incroyable se produisait.
-
3:41 - 3:44Même si la température
dépassait le point de congélation, -
3:44 - 3:48disons 5 °C ou 41 °F,
-
3:48 - 3:49l'eau gelait.
-
3:51 - 3:55La glace était alors récupérée
au petit matin -
3:55 - 3:58et stockée dans le bâtiment
que vous voyez à droite, -
3:58 - 3:59pendant tous les mois d'été.
-
4:00 - 4:03Vous avez probablement déjà vu
quelque chose de semblable -
4:03 - 4:06si vous avez remarqué la formation
de givre sur le sol par une nuit claire, -
4:06 - 4:09même quand la température dépasse
le point de congélation. -
4:09 - 4:10Mais, attendez.
-
4:10 - 4:14Comment l'eau peut geler si la température
dépasse le point de congélation ? -
4:14 - 4:16L'évaporation aurait pu y jouer un rôle,
-
4:16 - 4:20mais ce n'est pas suffisant
pour que l'eau se transforme en glace -
4:20 - 4:22Quelque chose d'autre doit la refroidir.
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4:23 - 4:26Imaginez une tarte qui refroidit
sur le rebord d'une fenêtre. -
4:26 - 4:29Pour qu'elle refroidisse, sa chaleur
doit partir dans un endroit plus frais. -
4:29 - 4:31À savoir, l'air qui l'entoure.
-
4:32 - 4:34Aussi peu crédible
que cela puisse paraître, -
4:35 - 4:40pour ce bassin, la chaleur de l'eau
s'évacue dans le froid de l'espace. -
4:42 - 4:44Comment est-ce possible ?
-
4:44 - 4:48Ce bassin d'eau, comme la plupart
des matières naturelles, -
4:48 - 4:50évacue sa chaleur sous forme de lumière.
-
4:51 - 4:53C'est un concept appelé
« rayonnement thermique ». -
4:54 - 4:58En ce moment, nous envoyons tous
notre chaleur sous forme d'infrarouge, -
4:58 - 5:00les uns aux autres et à notre entourage.
-
5:01 - 5:03On peut le voir
grâce aux caméras thermiques -
5:03 - 5:06et les images qu'elles produisent
comme celles que je vous montre ici. -
5:07 - 5:09Ce bassin d'eau évacue sa chaleur
-
5:09 - 5:11vers le haut de l'atmosphère.
-
5:11 - 5:13L'atmosphère et ses molécules
-
5:13 - 5:16absorbent une partie
de cette chaleur et la renvoient. -
5:16 - 5:20C'est l'effet de serre responsable
du changement climatique. -
5:20 - 5:23Voici toutefois le point
essentiel à comprendre. -
5:23 - 5:26Notre atmosphère n'absorbe pas
toute cette chaleur. -
5:27 - 5:30Si c'était le cas, nous vivrions
sur une planète plus chaude. -
5:30 - 5:31À certaines longueurs d'ondes,
-
5:32 - 5:35en particulier entre huit
et treize microns, -
5:35 - 5:39notre atmosphère connaît un phénomène
nommé « fenêtre atmosphérique ». -
5:39 - 5:45Elle laisse une partie de la chaleur
s'élever sous forme d'infrarouge -
5:45 - 5:48pour s'évacuer de fait,
en entraînant la chaleur du bassin. -
5:49 - 5:53Elle peut ainsi s'évacuer
dans un lieu bien plus frais. -
5:54 - 5:56Le froid dans la haute atmosphère
-
5:56 - 5:57et jusqu'à l'espace,
-
5:57 - 6:01peut atteindre une température de -270 °C
-
6:01 - 6:04ou de -454 °F.
-
6:05 - 6:09Alors, ce bassin d'eau peut envoyer
plus de chaleur vers le ciel -
6:09 - 6:10que l'inverse.
-
6:10 - 6:12Et grâce à cela,
-
6:12 - 6:15le bassin va se refroidir
en dessous de la température ambiante. -
6:16 - 6:20C'est l'effet connu sous le nom
de « refroidissement nocturne » -
6:20 - 6:21ou « refroidissement radiatif ».
-
6:21 - 6:25Et il a toujours été considéré
par les climatologues et les météorologues -
6:25 - 6:27comme un phénomène naturel très important.
-
6:29 - 6:30Quand je suis tombé sur tout ça,
-
6:30 - 6:33c'était la fin de mon doctorat à Stanford.
-
6:33 - 6:37Et j'ai été stupéfait par sa simplicité
comme méthode de refroidissement, -
6:38 - 6:39bien que très perplexe.
-
6:39 - 6:41Pourquoi n'utilise-t-on pas cela ?
-
6:43 - 6:46Les scientifiques et les ingénieurs
ont étudié cette idée -
6:46 - 6:47ces dernières années.
-
6:47 - 6:50Mais il s'est avéré qu'il y avait
au moins un gros problème. -
6:51 - 6:54Il y a une raison pour laquelle
on l'appelle « refroidissement nocturne ». -
6:54 - 6:55Pourquoi ?
-
6:55 - 6:58C'est pour une petite raison
appelée le soleil. -
6:58 - 7:01La surface qui refroidit
-
7:01 - 7:03a besoin d'être située face au ciel.
-
7:03 - 7:04Et au beau milieu de la journée,
-
7:04 - 7:08quand on aura peut être le plus besoin
de quelque chose de froid, -
7:08 - 7:11malheureusement, cela signifie
lever la tête vers le soleil. -
7:11 - 7:12Et il chauffe la plupart des matériaux
-
7:12 - 7:16suffisamment pour contrer totalement
cet effet de refroidissement. -
7:16 - 7:19Mes collègues et moi
avons beaucoup réfléchi -
7:19 - 7:21à comment structurer des matériaux
-
7:21 - 7:22à de très petites échelles
-
7:22 - 7:25pour accomplir des choses
nouvelles et utiles avec la lumière – -
7:25 - 7:28des échelles plus petites
que sa longueur d'onde elle-même. -
7:28 - 7:30À partir des idées de ce domaine,
-
7:30 - 7:33appelé recherche nanophotonique
ou métamatériaux, -
7:33 - 7:37nous avons découvert un moyen
d'y arriver en journée -
7:37 - 7:38pour la première fois.
-
7:38 - 7:41Pour ce faire, j'ai conçu
un matériau optique multicouche -
7:41 - 7:43montré ici sur une image microscopique.
-
7:43 - 7:46C'est 40 fois plus fin
qu'un cheveu humain classique. -
7:46 - 7:49Et il est capable de faire
deux choses simultanément. -
7:49 - 7:51Premièrement, il envoie sa chaleur
-
7:51 - 7:55précisément là où notre atmosphère
laisse le mieux évacuer cette chaleur. -
7:55 - 7:57Nous avons orienté
la fenêtre vers l'espace. -
7:58 - 8:01Deuxièmement, le soleil ne le chauffe pas.
-
8:01 - 8:03C'est un très bon miroir
pour la lumière du soleil -
8:04 - 8:07J'ai fait le premier test
sur un toit à Stanford, -
8:07 - 8:09c'est ce que vous voyez ici.
-
8:09 - 8:12J'ai laissé l'appareil dehors
pendant un petit moment, -
8:12 - 8:15j'y suis retourné après quelques minutes
-
8:15 - 8:18et, en quelques secondes,
j'ai su que ça fonctionnait. -
8:18 - 8:19Comment ?
-
8:19 - 8:20Je l'ai touché et c'était froid.
-
8:21 - 8:26(Applaudissements)
-
8:27 - 8:31Juste pour souligner
comme c'est étrange et paradoxal : -
8:31 - 8:33ce matériau et d'autres similaires
-
8:33 - 8:36refroidissent quand
on les sort de l'ombre, -
8:36 - 8:38même si le soleil brille sur eux.
-
8:38 - 8:41Voici les données de
notre toute première expérience, -
8:41 - 8:43où ce matériau est resté à plus de 5 °C,
-
8:43 - 8:47ou 9 °F, plus froid
que la température ambiante, -
8:47 - 8:50même si le soleil
brillait directement dessus. -
8:51 - 8:54La méthode de fabrication utilisée
pour fabriquer ce matériau -
8:54 - 8:57existe déjà à grande échelle.
-
8:57 - 8:58J'en étais très heureux,
-
8:58 - 9:01car non seulement nous avions fabriqué
quelque chose de génial, -
9:01 - 9:06mais nous avions aussi l'occasion
de faire quelque chose de réel et utile. -
9:07 - 9:09Ce qui m'amène
à la prochaine grande question. -
9:09 - 9:12Comment peut-on économiser
l'énergie avec cette idée ? -
9:12 - 9:16Nous pensons que le moyen le plus direct
pour y arriver grâce à cette technologie -
9:16 - 9:17est d'augmenter l'efficacité
-
9:17 - 9:20des systèmes actuels
de climatisation et de réfrigération. -
9:20 - 9:23Nous avons créé des panneaux
de refroidissement fluides -
9:23 - 9:24comme ceux montrés ici.
-
9:24 - 9:27Ces panneaux ont la même forme
qu'un chauffe-eau solaire, -
9:27 - 9:30sauf qu'à l'inverse,
ils refroidissent l'eau, passivement, -
9:30 - 9:32en utilisant notre matériel spécialisé.
-
9:33 - 9:35Ces panneaux sont alors
intégrés à un composant -
9:35 - 9:38inclus dans presque
chaque climatiseur, un condenseur, -
9:38 - 9:41pour améliorer l'efficacité
sous-jacente du système. -
9:41 - 9:43Notre start-up, SkyCool Systems,
-
9:43 - 9:47a récemment mené un essai sur le terrain
à Davis, en Californie, visible ici. -
9:48 - 9:49Lors de cette expérience,
-
9:49 - 9:52nous avons démontré
qu'on peut améliorer l'efficacité -
9:52 - 9:55de ce système de refroidissement
jusqu'à 12 % sur le terrain. -
9:55 - 9:57Dans un an ou deux ans,
-
9:57 - 10:01il me tarde de voir
les premiers pilotes commercialisés -
10:01 - 10:04à la fois pour la climatisation
et la réfrigération spatiale. -
10:04 - 10:08À l'avenir, nous pourrons intégrer
ce type de panneaux -
10:08 - 10:11à des systèmes de refroidissement
de bâtiments plus efficaces -
10:11 - 10:14pour réduire de deux tiers
leur consommation d'énergie. -
10:14 - 10:18Et finalement, nous pourrons construire
un système de refroidissement -
10:18 - 10:20qui ne nécessite aucune
consommation d'électricité. -
10:21 - 10:22Dans un premier temps,
-
10:23 - 10:24mes collègues à Stanford et moi
-
10:24 - 10:26avons démontré que vous pouvez maintenir
-
10:26 - 10:31quelque chose dépassant les 42 °C
en dessous de la température ambiante -
10:31 - 10:33grâce à une meilleur ingénierie.
-
10:33 - 10:34Merci.
-
10:34 - 10:38(Applaudissements)
-
10:39 - 10:40Juste imaginez cela –
-
10:40 - 10:44quelque chose sous le point de congélation
par une chaude journée d'été. -
10:46 - 10:50Bien que je sois très motivé par tout ce
qu'on peut faire pour le refroidissement – -
10:50 - 10:54et je pense qu'il reste
encore beaucoup à faire – -
10:54 - 10:57en tant que scientifique, je suis aussi
attiré par une plus grande opportunité -
10:57 - 10:59que ce travail va, je pense, dévoiler.
-
11:00 - 11:03Nous pouvons utiliser
l'obscurité froide de l'espace -
11:03 - 11:05pour améliorer l'efficacité
-
11:05 - 11:08de tous les phénomènes
liés à l'énergie ici sur terre. -
11:09 - 11:13L'un de ces phénomènes que je veux
souligner est les panneaux solaires. -
11:13 - 11:14Ils chauffent sous le soleil
-
11:14 - 11:17et deviennent moins efficaces
à mesure qu'ils chauffent. -
11:17 - 11:21En 2015, nous avons montré
qu'avec ce type de microstructures -
11:21 - 11:23sur un panneau solaire,
-
11:23 - 11:26on peut mieux tirer parti
de cet effet de refroidissement -
11:26 - 11:29pour maintenir le panneau solaire
à une température plus basse passivement. -
11:30 - 11:32Cela permet au panneau
de fonctionner plus efficacement. -
11:33 - 11:36Nous approfondissons
ce genre de possibilités. -
11:36 - 11:39Nous nous demandons si nous pouvons
utiliser le froid de l'espace -
11:39 - 11:41pour nous aider à économiser l'eau.
-
11:41 - 11:44Ou peut-être grâce à
des scénarios hors réseau. -
11:44 - 11:48Peut-être pourrions-nous nous-mêmes créer
directement de l'énergie avec ce froid. -
11:49 - 11:51Il y a un grand écart de température
entre nous ici sur terre -
11:51 - 11:53et le froid de l'espace.
-
11:53 - 11:55Cet écart, du moins
sur le plan conceptuel, -
11:55 - 11:58peut faire fonctionner un moteur thermique
-
11:58 - 11:59pour générer de l'électricité.
-
12:00 - 12:04Peut-on alors créer
un générateur d'énergie nocturne -
12:04 - 12:06qui produit des quantités
utiles d'électricité -
12:06 - 12:08si les panneaux solaires ne le font pas ?
-
12:08 - 12:10Peut-on générer de la lumière
depuis les ténèbres ? -
12:12 - 12:16L'élément central pour y arriver,
c'est de pouvoir gérer -
12:16 - 12:19la radiation thermique qui nous entoure.
-
12:19 - 12:22Nous sommes constamment baignés
par la lumière infrarouge. -
12:23 - 12:25Si nous arrivons
à la soumettre à notre volonté, -
12:25 - 12:28nous pourrions changer radicalement
les flux de chaleur et d'énergie -
12:28 - 12:31qui nous entourent tous les jours.
-
12:31 - 12:35Cette possibilité, combinée
à l'obscurité froide de l'espace, -
12:35 - 12:38nous oriente vers un futur
où nous, en tant que civilisation, -
12:38 - 12:43pourrions gérer plus intelligemment
notre empreinte énergétique thermique -
12:43 - 12:45à de très grandes échelles.
-
12:46 - 12:48Face au changement climatique,
-
12:48 - 12:51je pense qu'avoir cette possibilité
dans notre boîte à outils -
12:51 - 12:53deviendra fondamental.
-
12:53 - 12:57Alors, la prochaine fois
que vous vous promenerez dehors, -
12:57 - 13:03oui, émerveillez-vous du rôle vital
du soleil pour la vie sur Terre, -
13:03 - 13:08mais n'oubliez pas que le reste du ciel
a aussi quelque chose à nous offrir. -
13:09 - 13:10Merci.
-
13:10 - 13:14(Applaudissements)
- Title:
- Comment convertir le froid de l'espace en une ressource renouvelable
- Speaker:
- Aaswath Raman
- Description:
-
Et si nous pouvions utiliser l'obscurité froide de l'espace pour refroidir les bâtiments sur terre ? Dans cette conférence époustouflante, le physicien Aaswath Raman détaille la technologie qu'il développe pour exploiter le « refroidissement du ciel nocturne » – un phénomène naturel où la lumière infrarouge s'échappe de la terre et se dirige vers l'espace, transportant la chaleur avec elle – ce qui pourrait réduire considérablement l'énergie utilisée par nos systèmes de refroidissement. Apprenez-en davantage sur la façon dont cette approche pourrait nous conduire vers un avenir où nous puisons intelligemment dans l'énergie de l'univers.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:30
Claire Ghyselen approved French subtitles for How we can turn the cold of outer space into a renewable resource | ||
Claire Ghyselen edited French subtitles for How we can turn the cold of outer space into a renewable resource | ||
Jules Daunay accepted French subtitles for How we can turn the cold of outer space into a renewable resource | ||
Jules Daunay edited French subtitles for How we can turn the cold of outer space into a renewable resource | ||
Jules Daunay edited French subtitles for How we can turn the cold of outer space into a renewable resource | ||
Jules Daunay edited French subtitles for How we can turn the cold of outer space into a renewable resource | ||
Jules Daunay edited French subtitles for How we can turn the cold of outer space into a renewable resource | ||
Jules Daunay edited French subtitles for How we can turn the cold of outer space into a renewable resource |