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September 5, 2023

Caeli : rafraîchir les bâtiments avec une climatisation bas-carbone

Caeli Énergie conçoit et fabrique des systèmes de refroidissement pour les bâtiments à faible empreinte environnementale, qui consomment 5 fois moins d’énergie que des climatiseurs conventionnels. Voici pourquoi nous les soutenons.

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Antonin Léonard

Antonin Léonard

1. Réchauffement climatique, surchauffe dans les bâtiments et climatisations énergivores : le cercle vicieux  

Des températures en hausse et des systèmes de climatisation complètement obsolètes 

L’évolution du climat dans les prochaines décennies engendrera des périodes de fortes chaleur et des canicules, qui auront un impact sur la surchauffe des bâtiments et leur consommation énergétique en été. En 2019, l’ADEME indiquait que 22% des ménages étaient équipés d’un ou plusieurs systèmes de refroidissement, contre 14% en 2016, soit une progression de 50% en 3 ans. À horizon 2050, l’ADEME prévoit un recours à la climatisation pour 1 logement sur 2. Aujourd’hui déjà, en Europe, le marché de la climatisation représente 8 M d'unités vendues chaque année, pour 5 Milliards d’euros. 

Même si le principe d’un climatiseur est de rejeter de souffler de l’air froid, il ne le fait pas en réalité sans absorber l’air chaud d’un lieu pour le rejeter à l’extérieur. Les climatisations conventionnelles constituent donc une réponse insatisfaisante, de par leur impact carbone colossal : elles sont énergivores, fonctionnent grâce à des gaz frigorigènes à fort effet de serre, et rejettent en plus de la chaleur. Aujourd’hui, les climatiseurs dans le monde ont le même impact carbone que le Japon. Pire : en 2050, ils consommeront autant d'électricité que la Chine aujourd’hui. C’est un cercle vicieux aux lourdes conséquences que Caeli Énergie s’est donné pour mission de briser. 

L’enjeu concerne avant tout les logements collectifs. Plus équipés en systèmes de climatisation que les maisons individuelles, ces derniers sont également plus présents en milieu urbain, donc exposés aux Îlots de Chaleur Urbains (ICU). Une étude menée par le Centre National de Recherches Météorologiques, publiée en juillet dernier, s’est intéressée à l’usage massif de la climatisation en région parisienne. Le résultat est sans appel : localement, la température augmente jusqu’à 3°C à cause de l’air chaud rejeté par les systèmes d’air conditionné.

La prise en compte de ce défi accélérée par le cadre réglementaire

Depuis la canicule qui a frappé la France en 2003, rafraîchir est devenu une obligation : Suite à la canicule de 2003 qui avait entraîné la mort de plus de 15 000 personnes en France, le gouvernement avait publié l’Arrêté du 13 août 2004 modifiant l'arrêté du 26 avril 1999 fixant le contenu du cahier des charges de la convention pluriannuelle prévu à l'article 5-1 de la loi n° 75-535 du 30 juin 1975 relative aux institutions sociales et médicosociales, afin de garantir l’existence de pièces rafraîchies dans tous les EPHAD. La même approche a été proposée pour les établissements de santé. 

Il est donc devenu urgent de protéger, pendant les pics de chaleur, les personnes sensibles, notamment dans les EHPADs et les hôpitaux, les équipements critiques et les salles de concours ou d’examen. 

À cela s’ajoute la Loi du 30 mars 2023 : est mis en place pendant 5 ans un régime dérogeant au droit de la commande publique pour massifier la rénovation énergétique des bâtiments publics. 400 millions de mètres carrés du parc public (300 millions de mètres carrés pour les collectivités) doivent être rénovés.

Des avantages et subventions seront apportés aux projets qui choisiront les entreprises compatibles avec cette loi, plutôt que des systèmes de climatisation obsolètes. Les nouvelles normes vont donc favoriser l’expansion de nouvelles solutions, beaucoup plus respectueuses de l’environnement. 

La nécessité d’une innovation de rupture sur le marché existant de la climatisation

Ces trente prochaines années, il pourrait se vendre en moyenne quatre climatiseurs par seconde, selon l’Agence internationale de l’énergie. La climatisation est en train de devenir un véritable fléau pour le climat : il est temps de changer de modèle. 

La mesure la plus urgente à mettre en œuvre serait de s’assurer que tous les nouveaux climatiseurs soient beaucoup plus efficaces en termes de consommation énergétique. En effet, les appareils ne se valent pas tous et certains sont jusqu’à 25% plus efficaces d’un point de vue énergétique. Mais est-ce suffisant ? La nécessité de voir émerger des projets prônant une “climatisation du futur” se fait de plus en plus ressentir. 

Caeli est de ceux-là.

2. Substituer l’importation de climatisations polluantes par des systèmes de rafraîchissement bas-carbone fabriqués en France

Des systèmes de réfrigération à forte efficacité énergétique et faible empreinte environnementale

Caeli s’est donné pour mission de proposer une alternative pérenne à la climatisation conventionnelle. Pour ce faire, l’entreprise iséroise conçoit et fabrique des systèmes de refroidissement à faible empreinte environnementale : ces derniers consomment 5 fois moins d’énergie qu’un climatiseur conventionnel et fonctionnent sans fluides frigorigènes. De plus, il ne rejettent pas de chaleur à l’extérieur et n’augmentent pas le phénomène d'ICU. 

Cette solution innovante et brevetée, développée au CNRS, utilise l’énergie de changement d’état de l’eau lorsqu’elle s’évapore. En pratique, ce processus est dopé naturellement pour produire un air plus froid que n’importe quel autre système évaporatif existant.  

Au coeur du projet Caeli : innovation, performance et relocalisation

i) Innovation technologique 

L’intérêt majeur de cette technologie réside dans son apparente simplicité : les uniques pièces mobiles sont des ventilateurs, et le cœur fonctionnel n’utilise ni produit chimique ni métal rare pour fonctionner, simplement de l’eau et de l’air. Seule une poignée de sociétés dans le monde maîtrise ce cycle et Caeli Énergie est actuellement la société avec les meilleures performances dans ce domaine. 

ii) Performance énergétique

Les systèmes de refroidissement Caeli permettent d’augmenter remarquablement les performances énergétiques et thermiques, en comparaison à des systèmes de climatisation classique. Leur coefficient de performance (COP) est supérieur à 17, soit 4 fois supérieur à celui d’une climatisation conventionnelle. 

iii) Relocalisation industrielle

Au-delà de l’enjeu de CO2, autre objectif poursuivi : Caeli ambitionne de relocaliser la production du système de climatisation. Leurs ateliers, situés à Grenoble, assurent 100% de leur production. 

Pour cela, s’appuient sur 2 axes principaux : 

  • des technologies simples et éprouvées
  • un réseau de compétences fortes et locales

Derrière le projet, une équipe compétente animée par une ambition de long terme

À l’origine du projet se trouvent Rémi Pérony (CEO), très impliqué dans la stratégie et le développement de l’entreprise, et Stéphane Lips, ancien chercheur du Centre d'énergétique et de thermique de Lyon (CETHIL), qui est à l’origine du produit Caeli. Il a en charge la partie R&D du projet. 

L’équipe Caeli Energie est composée d’hommes et de femmes qui ont en commun un engagement fort pour la cause climatique, et qui sont animés par des valeurs d’efficacité, de bienveillance et d’équité. 

3. Une réponse durable au problème récurrent de surchauffe estivale

La technologie Caeli : des climatiseurs révolutionnaires sans émission de chaleur

La technologie développée par Caeli repose sur la méthode du rafraîchissement adiabatique indirect à point de rosée. Le point de rosée est la température à laquelle il faut refroidir l’air pour atteindre saturation, et donc obtenir un début de condensation. Cette solution de refroidissement est basée sur le cycle de Maisotsenko, et permet de refroidir une masse d’air sous sa température humide. 

Afin d’optimiser le cycle de Maisotsenko, les équipes de R&D de Caeli Energie ont mis au point un procédé breveté consistant à maximiser la surface d’échange thermique entre l’air et les surfaces humides, permettant une haute compacité et une performance unique. 

Des résultats éprouvés en matière d’impact environnemental

La proposition de valeur de Caeli vise à transformer et améliorer nos lieux de vie avec le moins d’impact possible sur l’environnement. Cela en suivant 2 objectifs : 

Premier objectif : réduire drastiquement l’empreinte environnementale de la climatisation

Allumer un produit Caeli, c’est réduire de 85% ses émissions CO2. Dans quelques années, c’est un enjeu de 250 000 T de CO2 non émises dans l’atmosphère. 

Les systèmes de refroidissement Caeli : 

  • n’utilisent pas de fluides frigorigènes, et n’ont par conséquent aucun impact environnemental sur l’effet de serre
  • utilisent 5 fois moins d’énergie qu’une climatisation classique
  • fonctionnent sans bloc froid externe, ce qui facilite l’intégration et préserve l’extérieur de tout rejet d’air chaud

Des résultats concrets, mesurables :

Afin de quantifier ce bénéfice environnemental, une analyse de cycle de vie comparative (ACV) a été réalisée avec l’outil OPEN LCA. Les résultats parlent d’eux-mêmes : le déploiement de la solution en Europe permettrait de diviser par un facteur 3 à 6 les émissions carbone liées à la climatisation.

Deuxième objectif : augmenter le rendement pour toujours plus d’efficacité environnementale

Grâce à sa technologie unique, le système de climatisation Caeli voit son rendement énergétique augmenter avec l’élévation de la différence de températures entre l’intérieur et l’extérieur. 

Cette solution présente donc : 

1/ Une forte efficacité énergétique : à usage équivalent, et par rapport à une climatisation conventionnelle, un système Caeli consomme 5 fois moins d’électricité.

2/ Des économies en eau : grâce à son efficacité énergétique, la technologie Caeli n’a besoin que de très peu d’eau par rapport à un climatiseur conventionnel

3/ Aucun impact sur l’hygrométrie : une climatisation conventionnelle assèche l’air ambiant, mais Caeli n’affecte pas l’hygrométrie absolue (quantité d’eau) dans la pièce concernée

Pour toutes ces raisons, nous sommes très fiers de permettre à Caeli Énergie de financer la création d’une ligne pilote pour augmenter sa capacité de production, les opérations de production des systèmes, et des recrutements stratégiques.

Le projet Caeli raconté par ses co-fondateurs :

La presse en parle :