Wolfgang Kessling : Comment climatiser un stade

Pendant les chauds mois d'été, regarder un match sportif ou un concert en extérieur peut revenir à cuire inconfortablement au soleil ... mais ce n'est pas obligatoire. A TEDxSummit à Doha, le physicien Wolfgang Kessling révèle des innovations de conception durables qui nous rafraichissent par en haut et par en bas, et collectent même l'énergie solaire pour s'en resservir plus tard.

Bonsoir.

Nous sommes

dans ce merveilleux amphithéâtre en plein air

et nous passons un bon moment

en cette douce soirée

par une température clémente,

mais quand le Qatar accueillera

la Coupe du Monde de football

dans 10 ans,

en 2022,

on entend déjà dire que ce sera

pendant les mois d'été

très chauds et ensoleillés de juin et juillet.

Et quand le Qatar s'est vu attribuer

la Coupe du Monde, beaucoup de gens

dans le monde entier se sont demandés

comment les joueurs de football

pourraient-ils

montrer du jeu spectaculaire,

courir sous ce climat

désertique ? Comment les spectateurs

pourraient-ils rester assis,

s'amuser dans des stades en plein air

dans cet environnement chaud ?

En collaboration avec les architectes de

Albert Speer & Partner, nos ingénieurs

de Transsolar ont soutenu,

ont mis au point

des stades en plein air basés

sur 100 % d'énergie solaire, sur 100 % de refroidissement solaire.

Permettez-moi de vous en parler,

mais permettez-moi de commencer par le confort.

Permettez-moi de commencer par l'aspect

du confort, parce que beaucoup de gens

confondent

la température ambiante

et le confort thermique.

Nous avons l'habitude de regarder des courbes

comme celle-là, vous voyez cette ligne rouge

qui indique la température de l'air

en juin et juillet et oui, c'est vrai,

ça monte jusqu'à 45°C.

C'est vraiment très chaud.

Mais la température de l'air n'est pas

l'ensemble complet des paramètres climatiques

qui définissent le confort.

Permettez-moi de vous montrer l'analyse

qu'a faite un de mes collègues en observant

les différentes coupes du monde de football,

les Jeux Olympiques dans le monde entier,

en observant le confort

et en analysant le confort

que les gens ont ressenti lors de

ces différentes activités sportives,

et permettez-moi de commencer par le Mexique.

La température au Mexique a été,

la température de l'air était quelque part entre

15 et 30 degrés C et les gens

se sont bien amusés.

C'était un jeu très confortable

dans la ville de Mexico. Regardez.

Orlando, le même genre de stade,

un stade en plein air. Les gens sont restés

assis sous un soleil de plomb,

dans la très forte humidité

l'après-midi et ils n'ont pas apprécié.

Ce n'était pas confortable.

La température de l'air n'était pas trop élevée,

mais ce n'était pas confortable pendant ces jeux.

Et Séoul ? A Séoul, à cause

des droits de diffusion, tous les

jeux se sont déroulés en fin d'après-midi.

Le soleil s'est déjà couché

les jeux sont donc ressentis

comme confortables.

Athènes ? Le climat méditerranéen

mais au soleil, ce n'est pas confortable

Ils ne ressentent pas de confort.

Et nous le savons grâce à l'Espagne,

nous connaissons ce « sol y sombra », soleil et ombre.

Si vous avez un billet et que vous

obtenez un billet pour une place à l'ombre,

vous payez plus, parce que vous êtes

dans un environnement plus confortable.

Beijing ?

C'est encore une fois, le soleil dans la journée

et une humidité élevée,

et ce n'était pas confortable.

Donc si je superpose, et si vous

superposez toutes ces enveloppes

de confort, ce que nous voyons,

dans tous ces endroits, c'est que la température de l'air

allait de 25 à 35° C,

si vous continuez sur la ligne,

30, de 30°C

de température ambiante. Si vous

suivez cette ligne vous voyez

qu'il y a eu toutes sortes de

confort, toutes sortes de confort

en plein air ressenti, allant de

très confortable

à très inconfortable.

Alors pourquoi ?

C'est parce qu'il y a

davantage de paramètres qui influent sur

notre confort thermique, c'est

le soleil, le soleil direct,

le soleil diffus, c'est le vent,

le vent fort, le vent doux,

c'est l'humidité de l'air,

c'est la température radiante

du lieu où vous vous trouvez.

Et c'est la température de l'air.

Tous ces paramètres vont dans

l'impression de confort

de notre corps humain et les scientifiques

ont mis au point un paramètre,

qui est la température ressentie,

dans laquelle rentrent

tous ous ces paramètres qui aident

les concepteurs à comprendre

quel est le paramètre déterminant

pour que j'aie l'impression de confort

ou pas.

Quel est le paramètre déterminant

qui me donne une température

ressentie ? Et ces paramètres,

ces paramètres climatiques sont

liés au métabolisme humain.

Parce que notre métabolisme,

nous, les êtres humains,

nous produisons de la chaleur.

Je suis excité, je vous parle,

je produis probablement

150 watts

en ce moment. Vous êtes assis,

vous êtes détendu, vous me regardez

C'est probablement 100 watts

que chaque personne produit,

et nous devons nous débarrasser

de cette énergie. Je dois, avec mon corps,

me débarrasser de l'énergie, et

plus c'est difficile pour moi,

pour mon corps, de se débarrasser

de l'énergie, moins je ressens de confort.

C'est tout. Et si je ne

me débarrasse pas de l'énergie,

je meurs.

Si nous superposons ce qui se passe

lors de la Coupe du Monde de football

ce qui se passera en juin, juillet,

nous verrons, oui, la température de l'air

sera beaucoup plus élevée,

mais parce que les jeux et

les match auront lieu dans l'après-midi,

c'est probablement le même niveau de confort

que nous avons constaté dans d'autres

endroits qui ont été ressenties

comme non-confortable.

Alors nous nous sommes assis ensemble avec une équipe

qui a préparé le dossier de candidature, ou l'objectif,

où nous avons dit, visons

la température ressentie,

pour le confort en plein air dans cette gamme,

qui est ressenti

avec une température

de 32° C,

ce qui est extrêmement confortable.

Les gens se sentiraient vraiment bien

dans un environnement ouvert en plein air.

Mais qu'est-ce que ça veut dire ?

Si nous considérons seulement ce qui se passe,

nous le voyons, la température est trop élevée.

Si nous appliquons la meilleure conception architecturale,

la conception de génie climatique,

nous n'obtiendrons pas beaucoup mieux.

Nous avons donc besoin de faire quelque chose d'actif.

Par exemple, nous devons intégrer

une technologie de refroidissement par rayonnement,

et nous devons la combiner

avec ce qu'on appelle un conditionnement souple.

Et à quoi est-ce que ça ressemble dans un stade ?

Le stade a donc quelques éléments

qui créent ce confort extérieur.

Tout d'abord

c'est l'ombre. Elle doit

protéger l'endroit où les gens

sont assis contre un vent

fort et chaud.

Mais ce n'est pas tout ce qu'il faut faire.

Nous devons utiliser

des systèmes actifs.

Au lieu de souffler un ouragan

d'air refroidi dans le stade,

nous pouvons utiliser

des technologies de refroidissement rayonnant,

comme un système de chauffage par le sol

où les tuyaux d'eau sont encastrés dans le sol.

Et rien qu'en utilisant de l'eau froide

qui passe par les tuyaux d'eau,

vous pouvez libérer la chaleur

qui est absorbée pendant la journée

dans le stade, et donc vous pouvez

créer ce confort, puis

en ajoutant de l'air sec

plutôt que de l'air réfrigéré, les spectateurs

et les joueurs de football peuvent

s'adapter à leurs propres besoins de confort,

à leur équilibre

énergétique individuel.

Ils peuvent s'adapter et trouver

le confort dont ils ont besoin.

Il y a probablement 12 stades

à venir, mais il y a

32 terrains d'entrainement où

tous les pays individuels

vont s'entraîner.

Nous avons appliqué le même concept :

créer de l'ombre sur les terrains d'entraînement,

utiliser un abri contre le vent,

puis utiliser l'herbe.

Un gazon naturel arrosé

est une très bonne source de refroidissement

qui stabilise la température,

et qui utilise l'air déshumidifié

pour créer le confort.

Mais même la meilleure conception passive

ne servirait à rien.

Il nous faut un système actif.

Et comment pouvons-nous faire ça ?

Notre idée pour le projet a été

100 % de refroidissement solaire,

basé sur l'idée que nous utilisons

le toit des stades,

nous couvrons les toits des stades

avec des systèmes PV.

Nous n'empruntons aucune énergie

historique.

Nous n'utilisons pas d'énergies fossiles.

Nous n'empruntons pas d’énergie

à nos voisins.

Nous utilisons l'énergie que nous pouvons récolter

sur nos toits et également

sur les terrains d'entraînement,

qui seront recouverts de grosses membranes souples,

et nous verrons

se presenter dans les prochaines années

une industrie avec des installations photovoltaïques

souples, offrant

des possibilités d'ombrage

contre le soleil de plomb et produisant

de l'énergie électrique en même temps.

Et cette énergie est maintenant

récoltée tout au long de l'année,

envoyée dans le réseau,

elle remplace les énergies fossiles

dans le réseau, et quand j'en ai besoin

pour le refroidissement, je la renvoie

au réseau et

j'utilise l'énergie solaire

que j'ai rapportée au réseau

lorsque j'en ai besoin

pour le refroidissement solaire.

Et je peux le faire dans la première année

et je peux l’équilibrer

dans les 10 prochaines années et les 20 prochaines;

cette énergie,

qui est nécessaire pour climatiser

une coupe du monde au Qatar,

au cours des 20 prochaines années, cette énergie

va dans le réseau du Qatar.

Donc cette -- (Applaudissements)

Merci beaucoup. (Applaudissements)

Ce n'est pas seulement utile

pour les stades. Nous pouvons également utiliser ça

dans les rues et les endroits en plein air

et nous avons travaillé sur

la ville de l'avenir

à Masdar, qui est

aux Emirats Arabes Unis, à Abu Dhabi.

Et j'ai eu le plaisir de travailler

sur la place centrale.

Et la même idée est à utiliser là,

pour créer des conditions extérieures

qui sont ressenties

comme confortable. Les gens aiment

y aller au lieu d'aller

dans un centre commercial,

qui est réfrigéré et qui est

refroidi. Nous avons voulu créer

un espace extérieur

qui est tellement confortable

que les gens peuvent y aller

en début d'après-midi,

même pendant ces mois d'été chauds et ensoleillés,

et ils peuvent profiter et se retrouver

avec leurs familles. (Applaudissements)

Et le même concept :

l'ombre contre le soleil,

l'ombre contre le vent,

et utiliser, utiliser et profiter

du soleil que vous pouvez récolter

sur votre bilan.

Et ces beaux parapluies.

Je voudrais donc vous encourager

à prêter attention

à votre confort confort thermique,

à votre environnement thermique,

ce soir et demain,

et si vous désirez en savoir plus

à ce sujet, je vous invite

à aller sur notre site Web.

Nous y avons mis une calculatrice très simple

de la température ressentie

où vous pouvez vérifier

votre confort en plein air.

Et j'espère aussi que

vous partagez l'idée que

si les ingénieurs et les concepteurs

peuvent utiliser

tous ces différents paramètres climatiques,

il sera possible de créer

des conditions extérieures

vraiment bonnes et confortables

pour changer notre perception thermique

que nous ressentons comme confortable

dans un environnement extérieur,

et nous pouvons le faire

avec la meilleure conception passive,

mais aussi à l'aide de la source d'énergie

du site du Qatar

qui est le soleil.

(Applaudissements)

Merci beaucoup. (Applaudissements)

Shukran. (Applaudissements)