Doris Kim Sung : Un métal qui respire

Les immeubles modernes, avec leurs fenêtres qui vont du sol au plafond, offrent des vues spectaculaires, mais il faut beaucoup d'énergie pour les rafraîchir. Doris Kim Sung travaille avec des bilames thermiques, des matériaux intelligents qui se comportent comme la peau humaine, de manière dynamique et réactive, et peuvent protéger une pièce du soleil ou bien l'aérer de façon autonome.

J'étais de ces enfants qui,
chaque fois qu'ils montent en voiture,

ont un besoin irrépressible de baisser la fenêtre.

Il faisait généralement trop chaud,
c'était trop étouffant, trop nauséabond,

et mon père ne nous laissait pas allumer la climatisation.

Il disait que cela mettrait le moteur en surchauffe.

Certains d'entre vous se souviendront peut-être

des voitures de ce temps-là,

où la surchauffe était un problème courant.

Mais c'était aussi le signe
indiquant la limite d'utilisation,

ou plutôt l'utilisation excessive,
des accessoires consommant de l'énergie.

Les choses ont changé aujourd'hui.
Nous conduisons nos voitures à travers tout le pays.

Nous avons la climatisation à fond
pendant tout le trajet,

et ne rencontrons jamais de problème de surchauffe.

Nous n'avons donc plus de signal
qui nous dise d'arrêter.

Formidable, non ? Eh bien, nous avons
un problème semblable avec les bâtiments.

Autrefois, avant l'air conditionné,
nous avions des murs épais.

Les murs épais sont excellents pour l'isolation.
Ils gardent l'intérieur

très frais en été, et chaud pendant l'hiver.

Les petites fenêtres étaient aussi très efficaces,

dans leur régulation des échanges de température

entre l'intérieur et l'extérieur.

Puis, dans les années 30, avec l'arrivée des
vitres industrielles,

de l'acier laminé et de la production en série,
nous avons été capables de faire des fenêtres

allant du sol au plafond, permettant des vues dégagées,

et nous rendant irrémédiablement dépendants
des systèmes

de climatisation pour rafraîchir ces volumes
chauffés par le soleil.

Au fil du temps, les immeubles sont devenus
plus grands et plus hauts,

notre ingénierie s'est beaucoup améliorée,
de sorte que les systèmes mécaniques

sont devenus omniprésents.
Ils ont besoin d'énormément d'énergie.

Ils libèrent beaucoup de chaleur dans l'atmosphère,

ce qui crée l'effet d'îlot thermique,
que certains d'entre vous connaissent sans doute,

où les zones urbaines sont beaucoup plus chaudes

que les zones rurales voisines.

Mais nous avons aussi le problème,
quand on n'a plus de courant,

de ne pas pouvoir ouvrir la fenêtre,

et alors les immeubles deviennent inhabitables
et doivent être évacués

jusqu'à ce que le système de climatisation
puisse redémarrer.

Encore pire, avec nos projets d'immeubles
se rapprochant le plus possible

du niveau d'énergie zéro,
on ne peut pas y arriver

rien qu'en faisant des systèmes mécaniques
de plus en plus efficaces.

Nous devons chercher autre chose,
nous nous sommes mis dans une ornière.

Alors, qu'est-ce qu'on peut faire ?
Comment est-ce qu'on s'y prend

pour sortir de cette ornière que avons creusée ?

Si on regarde la biologie, et beaucoup d'entre vous
ne le savent sans doute pas,

j'étais étudiante en biologie
avant de m'orienter vers l'architecture,

la peau humaine est l’organe
qui régule naturellement

la température du corps,
et c'est un organe formidable.

C'est la première ligne de défense du corps.

Elle possède des pores, des glandes sudoripares,
elle a toutes ces choses

qui fonctionnent ensemble de façon
très dynamique et efficace.

C'est pourquoi je suggère
que la peau de nos immeubles

devrait ressembler davantage à la peau humaine,

et pourrait ainsi être bien plus dynamique, réactive,

et différenciée selon l'endroit où elle se trouve.

Ça me ramène à mes recherches.

Je me suis d'abord proposé d'examiner
différentes gammes de matériaux.

Actuellement, du moins en ce moment, je travaille
avec des matériaux intelligents,

et un bimétal thermique intelligent.

D'abord, j'imagine qu'on appelle ça intelligent
parce qu'il ne nécessite aucun contrôle,

ni aucune énergie,

et c'est très important pour l'architecture.

Il s'agit d'une lamination
de deux métaux différents.

Vous pouvez le voir ici grâce
aux reflets différents selon le côté.

Comme il y a deux coefficients de dilatation différents,

quand on le chauffe,
l'un des côtés se dilate plus vite que l'autre,

et on obtient une courbure.

Dans les premiers prototypes,
j'ai construit ces surfaces pour essayer de voir

comment la courbure réagirait
en fonction de la température,

et permettrait à l'air de circuler à travers ;

dans d'autres prototypes, j'ai fait des surfaces

où la multiplication de ces bandes
mises ensemble peut produire

des mouvements plus importants
lorsqu'on les chauffe également.

En ce moment, j'ai cette installation au Musée
des Matériaux et Utilisations de Silver Lake,

juste à côté d'ici, elle y restera jusqu'en août,
si vous voulez la voir.

Elle s'appelle "Fleur", et sa surface
est entièrement faite

de bimétal thermique, et son but est de réaliser
cet auvent qui fait deux choses.

Premièrement, c'est un système
qui fournit un ombrage,

quand le soleil frappe la surface,
il réduit la quantité de rayons qui la traversent,

et d'autre part, c'est un système d'aération,

qui permet à l'air chaud emprisonné en dessous

de le traverser et de s'évacuer si nécessaire.

Vous pouvez voir dans cette vidéo accélérée
que lorsque le soleil,

de même que l'ombre,
se déplace sur la surface,

chaque tuile réagit individuellement.

Gardez à l'esprit qu'avec la technologie numérique
que nous possédons aujourd'hui

cet objet est constitué de 14000 morceaux,

et qu'il n'y en a pas deux pareilles.
Chacune est unique.

Ce qui est bien avec ça, c'est qu'on peut ajuster
chaque pièce très précisément

en fonction de son emplacement,

de l'angle des rayons du soleil, et aussi de la façon
dont elle se courbe effectivement.

Ce genre de mise à l'épreuve
d'un projet conceptuel

a beaucoup de conséquences

sur de futures applications concrètes en architecture.

Par exemple, vous voyez ici une maison

conçue pour un promoteur en Chine,

qui est en fait une boîte en verre de quatre étages.

Elle est toute en verre,
parce qu'on veut toujours une vue dégagée,

mais elle est gainée
de cette couche de bimétal thermique,

c'est un écran qui en fait le tour,
et cette couche peut réellement s'ouvrir et se fermer

en fonction du déplacement du soleil sur la surface.

En plus de ça, elle peut aussi cacher
certains endroits aux regards

de façon à les distinguer des parties publiques,

selon le moment de la journée.

Ce que ça implique au fond, c'est que maintenant,
dans les maisons,

nous n'avons plus besoin de rideaux, de volets,
ni de persiennes,

parce que nous pouvons
recouvrir les immeubles avec ça,

et contrôler la quantité d'air conditionné
nécessaire.

J'envisage aussi d'essayer de développer
des éléments de construction pour le marché.

Vous voyez ici une fenêtre classique,

à double vitrage, et à l'intérieur,

entre ces deux panneaux de verre,
ce double vitrage,

j'essaie d'obtenir

un système de forme en bilame thermique,

de façon à ce que, lorsque le soleil frappe
la couche externe,

et réchauffe l'espace intérieur,
le bilame thermique commence à se recourber,

et ce qui se passe alors,

c'est qu'il va commencer à arrêter
les rayons du soleil

dans certaines parties de l'immeuble,

voire entièrement, si nécessaire.

Vous pouvez donc imaginer,
rien qu'avec cette application,

que dans un immeuble de grande hauteur,
où le système de vitrages

va d'étage en étage jusqu'à 30 ou 40 étages,
toute la surface

pourrait se comporter différemment,
à divers moments de la journée,

en fonction de la façon dont le soleil la parcourt
et la frappe.

Voici des projets ultérieurs,
sur lesquels je travaille en ce moment même,

qui sont à l'étude,
où vous pouvez voir

en bas à droite, en rouge,
de plus petites pièces de métal thermique

que l'on essaie vraiment de faire bouger

comme des cils.

Ce dernier projet concerne également
des éléments de construction.

L'inspiration - vous avez dû le remarquer,

l'un de mes domaines d'inspiration est la biologie -
me vient de la sauterelle.

Les sauterelles ont un système respiratoire différent.

Elles respirent par des trous sur le côté,
appelés spiracles,

elles aspirent l'air, qui traverse leur corps,
pour les refroidir.

Alors dans ce projet, j'essaie d'étudier
comment nous pourrions

envisager ça également en architecture,
comment nous pourrions amener de l'air

au travers de trous pratiqués
sur les côtés des immeubles.

Voici quelques études préliminaires de blocs,

qui sont en fait entièrement percés de trous,

là c'est avant que le bilame thermique soit installé,

et là c'est après l'installation du bilame.
Désolée, c'est un peu dur à voir,

mais à la surface, on peut voir ces flèches rouges.

A gauche, quand c'est froid,
le bilame thermique est plat,

et va donc empêcher l'air de passer
au travers du bloc,

et à droite, le bilame thermique se courbe

et permet à l'air de passer.
Ce sont donc deux éléments différents

sur lesquels je travaille,
et là encore,

il s'agit de tout autre chose,
parce qu'on peut imaginer

que l'air puisse entrer à travers des murs

au lieu d'ouvrir les fenêtres.

Je veux vous laisser sur une dernière impression
à propos de ce projet,

ou de ce type de travail,
et l'utilisation de matériaux intelligents.

Quand vous serez fatigués d'ouvrir
et de fermer ces volets,

jour après jour,
quand vous serez en vacances,

et qu'il n'y aura personne le week-end
pour allumer et éteindre les appareils,

ou quand il y aura une coupure de courant,
et que vous ne pourrez plus compter

sur l'électricité,
ces bilames thermiques fonctionneront encore,

inlassablement, efficacement, et pour toujours.

Merci. (Applaudissements)

(Applaudissements)