Elles sont imposantes, travaillant sans bruit pour garder les habitants de Yazd au frais pendant l’été. Telles des sentinelles aux épaules carrées, elles brisent l’horizon poussiéreux, s’élançant verticalement à travers la ligne d’horizon. Ce sont les climatiseurs de l’Antiquité.
Pendant des siècles, de hautes tours de céramique munies de sabords ont permis – et permettent encore – aux habitants de rester alertes en captant le vent pour conditionner l’air à l’intérieur des bâtiments. Appelées badgirs, littéralement attrape-vent en farsi, elles étaient utilisées dans des villes comme Yazd, en Iran, une des villes les plus chaudes et les plus sèches de la planète. Faisant partie de l’infrastructure de la ville, ces tours permettaient de refroidir l’intérieur des maisons et des bâtiments. Elles gardaient les denrées périssables au frais, en pompant l’air froid dans des Yakhchals (glacières souterraines).
D’une certaine manière, ces anciennes unités de climatisation étaient plus performantes que celles d’aujourd’hui. Les badgirs fonctionnaient passivement, sans source d’énergie, et ce même lorsque le vent ne soufflait pas. Et elles ne faisaient pas de bruit. Pourtant, aujourd’hui, les badgirs ont été largement dépassés par les systèmes modernes, bruyants et coûteux.
L’ingéniosité et la simplicité de ces anciennes structures méritent peut-être un second regard. Elles pourraient même inspirer les prochaines avancées. Si le réseau électrique venait à nous faire défaut, les badgirs ne nous laisseraient pas tomber.
Nous explorerons plus avant ces merveilles traditionnelles qui captent le vent.
Les anciens avaient des congélateurs gratuits
Dans les villes modernes, en particulier en été, la climatisation est indispensable dans de nombreuses régions du monde. Elle est bruyante, encombrante et, pour certains, inabordable. Pourtant, une solution simple pourrait provenir d’un passé lointain. En tant qu’unités de refroidissement passives, les badgirs utilisent le vent et les courants de convection, et non l’électricité, pour rafraîchir les espaces de vie.
Ces tours ressemblant à des cheminées étaient utilisées dans les régions désertiques dès 3000 ans avant J.-C. Dans les régions arides telles que Yazd, sur le plateau iranien, les températures moyennes atteignent 38 degrés Celsius en juillet, tandis que les précipitations sont en moyenne de 49 millimètres par an. Pourtant, même là, il est possible de trouver des courants d’air frais. Les tours à vent jouent un rôle important à cet égard.
Les vents dominants diffèrent d’un endroit à l’autre. Ils peuvent être unidirectionnels, bidirectionnels ou multidirectionnels. Les badgirs étaient orientés vers le vent en fonction des climats locaux. À Yazd, par exemple, où les badgirs sont les plus nombreux et où des centaines d’entre eux existent et fonctionnent encore, on trouve des versions unilatérales, bilatérales, quadrilatérales ou octogonales. Ils présentent des angles droits marqués pour diriger les rafales de vent vers le bas au lieu de permettre à l’air de circuler tout autour.
Plus l’air est élevé, moins il est poussiéreux. Cependant, les particules qui pénètrent dans les attrape-vent s’y déposent au fur et à mesure que l’air descend et ralentit. À Yazd, de nombreux attrape-vent sont équipés de filtres permettant d’éliminer la poussière. Des portes étaient aussi parfois installées pour garder les bâtiments au chaud pendant l’hiver.
Il existe en fait une multitude de types d’attrape-vent. Certains sont orientés sous le vent au lieu de se trouver face au vent et fonctionnent par aspiration, ce qui permet d’expulser l’air chaud au lieu de capturer les rafales de vent frais pour les faire entrer à l’intérieur du bâtiment. Ces versions sous le vent sont typiques de Meybod, qui se trouve à une cinquantaine de kilomètres de Yazd. Un type répandu, originaire d’Égypte, appelé malaaqef, présente des entrées et des sorties d’air symétriques dont les profils forment des triangles droits. Il existe une grande variété d’attrape-vent.
Cheminées inversées
En Occident, l’âtre et la cheminée sont au centre de la maison. Ils fournissent de la chaleur et permettent à l’air chaud de s’échapper par le haut. Ce principe fonctionne à l’inverse dans les tours à vent, qui aspirent l’air froid d’en haut, lui permettant de descendre à l’intérieur du bâtiment, comme le fait l’air plus froid, du fait des gradients de température.
Semblable à une cheminée, l’air présent à l’intérieur du badgir est canalisé verticalement, pénétrant souvent sous terre dans des glacières ou des canaux souterrains. La pression du vent permet de faire descendre l’air, mais d’autres forces, comme la convection, la poussée d’Archimède et la gravité, y contribuent. Cette force passive descendante est appelée, à juste titre, l’effet cheminée. Elle permet aux badgirs de fonctionner même en l’absence de vent.
À l’inverse du fonctionnement des cheminées, cet air plus frais venu d’en haut circule à travers tout le bâtiment grâce à des courants croisés sur chaque étage avant de sortir par un autre orifice placé en hauteur.
Capturer la fraîcheur du sous-sol
Tout comme les gens d’aujourd’hui, les anciens devaient conserver des boissons fraîches et des denrées périssables dans un endroit frais, surtout pendant les canicules estivales. Faute de réfrigération moderne, ils creusaient sous terre. Là, le sol ou le canal souterrain maintenait une température glaciale constante, régulée par l’inertie thermique. À une telle profondeur, le froid de l’hiver précédent demeure toujours présent. Le froid se prolonge donc jusqu’en été, ce qui se traduit par une congélation tout au long de l’année.
Les badgirs sont souvent reliés à des glacières souterraines ou semi-enterrées, appelées Yakhchals. Lorsque l’air sec du ciel descend pour passer au-dessus des bassins souterrains, il subit un refroidissement par évaporation particulièrement efficace. En d’autres termes, la chaleur de l’air est absorbée au fur et à mesure de la vaporisation, entraînant un refroidissement de l’air. L’air est ainsi humidifié, rendant les espaces de vie plus agréables.
Comment les villes de l’Antiquité ont gardé leur fraîcheur
Les parties composites des villes anciennes constituaient un système intégré. À Yazd, par exemple, les bâtiments, principalement constitués de céramiques, sont très rapprochés les uns des autres, les plafonds élevés permettant de maximiser la surface ombragée. Il existe des bâtiments appelés tekhtubush, semblables aux atriums romains, qui intègrent des cours centrales très ombragées pour maintenir la fraîcheur au niveau du sol. Les fontaines placées au centre des bâtiments servaient littéralement de cheminées inversées et permettaient de rafraîchir l’environnement. Les murs de pierre, quant à eux, servaient à réguler passivement la chaleur, en utilisant l’inertie thermique pour faire passer les températures nocturnes glaciales, typiques des déserts d’Iran, au climat diurne. En outre, les innombrables toits en dôme de Yazd favorisent la circulation de l’air à l’intérieur.
Intégrant les badgirs dans ce système, l’infrastructure est conçue de manière globale. Il permet de mettre en place un environnement climatisé passif, silencieux et gratuit.
Les badgirs représentaient la norme en matière de climatisation dans l’Antiquité. Ils étaient considérés comme des symboles de statut social pour ceux qui pouvaient se les offrir. Bien qu’il en reste des centaines dans des pays comme l’Iran et l’Égypte, ils ont été largement négligés par les architectes à la fin du XXe siècle. Entre-temps, les climatiseurs modernes, plus bruyants et plus gourmands en électricité, ont pris le dessus.
Pourtant, ces derniers temps, les designers modernes se sont inspirés de l’histoire. En se référant aux attrape-vent, ils ont trouvé des idées pour de nouvelles conceptions. Le PNC PLAZA de Pittsburgh et sa cheminée solaire, par exemple, font appel à d’anciens concepts de thermodynamique, comme ceux que l’on trouve dans les badgirs. Avec la demande croissante de solutions architecturales respectueuses de l’environnement, les badgirs pourraient, peut-être, connaître un second souffle.
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