ANDI, le mannequin sophistiqué, peut même transpirer grâce à ses micropores. | Photo: Therme metrics

Elle rafraîchit en été, réchauffe en hiver: la climatisation est devenue indissociable de notre quotidien. Mais aussi fiable soit-elle, elle répond rarement à toutes les attentes: frissons d’un côté, envie de fraîcheur de l’autre.

La climatisation pour toutes et tous signifie souvent que personne n'est satisfait et que néanmoins on consomme d’énormes quantités d’énergie. L’Agence internationale de l’énergie estime que les climatiseurs contribuent significativement à l’augmentation de la demande en électricité. Le fait que cette dernière provienne principalement de sources fossiles à l’échelle mondiale crée un cercle vicieux aux conséquences graves: plus de chaleur, plus de besoins en climatisation, plus d’électricité, plus d’émissions nocives.

Agnes Psikuta s’efforce de lutter contre ce phénomène: «Nous voulons moins refroidir les bâtiments en été et moins les chauffer en hiver. Pour ce faire, nous équipons les lieux de travail de solutions individuelles – un microclimat pour tout un chacun en quelque sorte», explique la chercheuse de l’Empa, le Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche. Avant d’ajouter: «Nous améliorons ainsi le confort du personnel tout en économisant jusqu’à 60% de l’énergie du bâtiment.»

1,80 mètre, 35 kilos, 144 micropores

Coussins et tapis chauffants, panneaux rayonnants à hauteur de bureau, mini-ventilateurs pour les mains et le visage: de nombreuses solutions existent pour garantir un bien-être personnalisé. Mais quelle est la bonne combinaison pour réduire la consommation d’énergie et augmenter le confort? Pour y répondre, Agnes Psikuta s’appuie sur le Swiss Manikin Research Center.

L’infrastructure de recherche mise en place fin 2024 se compose principalement de deux mannequins hightech, baptisés ANDI et HVAC. A la pointe de la technologie dans leur domaine, ils ont été construits par une entreprise américaine selon les souhaits de la chercheuse. «Ils disposaient de capteurs et de capacités uniques lorsque nous les avons commandés.» En d’autres termes: faute de mannequins d’essai comparables, ils ont été perfectionnés jusqu’à ce que leur validation soit parfaite.

ANDI mesure environ 1,80 m et pèse 35 kg. Il possède 35 zones corporelles qu’il peut chauffer et refroidir – une véritable innovation. Cette fonction se déclenche lorsque la température cutanée du mannequin augmente. Cela permet de quantifier la perte et l’absorption de chaleur.

Et comme, grâce à ses 144 micropores, ANDI peut même transpirer, il est capable de simuler les réactions thermiques du corps humain. Son réseau finement maillé de capteurs de flux thermique lui permet de détecter et de mesurer l’énergie émise ou absorbée de chaque partie du corps.

Chaleur solaire ou du chauffage?

Le partenaire d’ANDI s’appelle HVAC (sigle de «Heating, Ventilation, Air Conditioning»). Légèrement plus petit et moins lourd, il est équipé de 46 combinaisons de capteurs qui enregistrent la vitesse de l’air, la température, l’humidité relative ainsi que le rayonnement à ondes courtes et longues sur l’ensemble du corps. Il mesure ainsi toutes les influences climatiques auxquelles il est soumis: par exemple, pour savoir à quel point la chaleur ressentie émane d’un radiateur ou des rayons du soleil à travers la fenêtre.

«Pour la première fois, nous pouvons mesurer avec précision la part de chaleur transmise par rayonnement et celle issue du déplacement de l’air», explique Dolaana Khovalyg. Professeure assistante à l’EPFL, elle est responsable de projet et travaille en étroite collaboration avec Agnes Psikuta: «HVAC nous montre donc ce qui vient de l’extérieur et ANDI nous donne à voir les réactions du corps.»

Les scientifiques se basent sur les données collectées pour tester toutes les combinaisons possibles en matière de confort: siège chauffant versus mini-buse d’air, panneau rayonnant versus tapis. Ces mannequins high-tech constituent ainsi une base scientifique solide pour mettre au point de nouvelles normes de bien-être et des systèmes de climatisation réellement économes en énergie. Dolaana Khovalyg précise: «A la fin de notre projet, nous disposerons d’un guide offrant des recommandations pour chaque zone climatique et chaque type de bâtiment.» L’objectif: un bureau du futur moins énergivore et dans lequel personne ne transpire ou n’a froid.