Doris Kim Sung : Un métal qui respire

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)