Alors que l’énergie exige la montée en puissance, en particulier avec l’expansion rapide de l’intelligence artificielle, une solution étonnamment simple gagne du terrain: refroidir les bâtiments avec de la glace. Cette approche innovante, connue sous le nom de stockage d’énergie thermique ou de «batteries de glace», offre une voie potentielle pour atténuer la pression sur les réseaux électriques surchargés et réduire les coûts énergétiques. La technologie n’est pas nouvelle, mais les progrès récents et les préoccupations croissantes concernant la durabilité énergétique suscitent un regain d’intérêt et d’investissement.
La science derrière les batteries de glace: stocker cool pour un avenir plus chaud
Les batteries de glace fonctionnent sur un principe fondamental: congélation de l’eau – ou d’autres liquides appropriés – pendant les heures hors pointe lorsque l’électricité est moins chère et plus facilement disponible. Cette capacité de refroidissement stockée est ensuite déployée pendant la demande de pointe, réduisant la dépendance à l’égard des systèmes de climatisation à forte intensité énergétique. Le processus exploite l’énergie requise pour un changement de phase – du liquide au solide – et éloigne efficacement la consommation d’énergie loin des moments de la contrainte de pointe sur la grille.
«La technologie de la batterie Ice existe depuis un certain temps», explique Patrick Shamberger, professeur au Texas A&M Department of Materials Science and Engineering. «Mais il y a des problèmes du côté matériel qui m’intéresse: quel est le bon matériau à la bonne température? Pouvons-nous le rendre réversible? Pouvons-nous le faire durer 30 ans?»
Pour le conseil: Considérez la source d’électricité alimentant le système de batterie de glace. Pour maximiser les avantages environnementaux, associer les batteries de glace avec des sources d’énergie renouvelables comme l’énergie solaire ou éolienne est cruciale.
Applications du monde réel: des gratte-ciel à la durabilité
La technologie de la batterie de glace prouve déjà sa valeur dans les applications pratiques. Un excellent exemple est le gratte-ciel de onze Madison à Manhattan, un point de repère Art Deco qui utilise environ 500 000 livres de glace par jour pour refroidir ses 30 étages. Selon CBS Newsce système, mis en œuvre par Trane Technologies Commercial HVAC Americas, réduit les coûts de refroidissement jusqu’à 40%.
«Lorsque tout le monde utilise son électricité à la mi-juillet pour refroidir son bâtiment ou pour refroidir ses maisons, c’est un grand tirage sur la grille», explique Holly Paeper, présidente de Trane Technologies Commercial HVAC Americas. «Ce bâtiment n’en tirera pas parce qu’il a fait sa glace la nuit dernière.»
Trane Technologies a installé plus de 4 000 systèmes de batteries de glace dans le monde, bien que cela représente une petite fraction de la Six millions de bâtiments commerciaux Aux États-Unis seulement. Le marché se développe rapidement, tiré à la fois par les incitations économiques et la sensibilisation à l’environnement croissant.
La connexion AI: refroidir l’avenir de l’informatique
Les exigences énergétiques croissantes de l’intelligence artificielle exercent une pression sans précédent sur les réseaux électriques. Les centres de données, l’épine dorsale de l’IA, nécessitent un refroidissement constant pour empêcher la surchauffe. L’Agence internationale de l’énergie (AIE) estime que les centres de données représente environ 1,5% de la consommation mondiale d’électricité en 2024un chiffre prévu pour triple d’ici 2030. Malheureusement, une grande partie de cette demande accrue est actuellement satisfaite par combustibles fossilessoulever des préoccupations concernant l’impact environnemental de la croissance de l’IA.
Les batteries de glace offrent une solution convaincante pour le refroidissement des centres de données, réduisant leur dépendance aux méthodes de refroidissement traditionnelles à forte intensité de carbone. Au-delà des centres de données, la climatisation représente approximativement 20% de l’énergie totale Utilisation dans les maisons et les entreprises, pour atteindre 70% pendant les mois d’été de pointe. L’adoption généralisée de la technologie de la batterie de glace pourrait limiter considérablement la consommation globale d’énergie et réduire le besoin de nouvelles installations de production d’électricité.
Comme le souligne Shamberger, «nous ne voulons pas résoudre des problèmes de grille en construisant plus de centrales électriques. C’est une solution très coûteuse et ils devraient facturer des taux plus élevés dans l’ensemble.»
Le concept d’utilisation de la glace pour le refroidissement n’est pas nouveau. Comme Nicola Twilley le détaille dans son livre GelureAvant l’avènement de la réfrigération électrique au 20e siècle, le refroidissement reposait fortement sur la récolte et le transport de la glace naturelle. Maintenant, plus d’un siècle plus tard, la glace est prête à faire un retour significatif en tant que composante clé d’un avenir énergétique plus durable.
Quel rôle voyez-vous pour les technologies de refroidissement innovantes comme les batteries de glace pour atténuer l’impact environnemental de l’IA? Et comment les gouvernements et les entreprises peuvent-ils inciter l’adoption plus large de ces solutions?