Concentrez-vous sur la technologie : Kristina Orehounig était déjà attirée par les aspects techniques de la construction lors de ses études d'architecture à Vienne, et elle était particulièrement fascinée par la physique du bâtiment. Néanmoins, elle ne regrette pas du tout que sa formation n'ait pas été tout à fait simple avant qu'elle ne trouve sa place professionnelle dans la simulation des systèmes énergétiques : "En tant qu'architecte, je suis plus libre dans ma façon de penser. On apprend à penser de façon holistique et à poursuivre même des idées qui semblent utopiques à première vue, afin de trouver des solutions ", explique-t-elle.

Kristina Orehounig a commencé par la simulation de bâtiments individuels. "Mais j'ai vite compris qu'il ne suffisait pas de regarder un bâtiment isolé." C'est pourquoi elle s'est concentrée sur les conditions autour des bâtiments. Cela inclut, par exemple, le microclimat qui entoure un bâtiment. Elle est passée de bâtiments individuels à des zones et des quartiers jusqu'à ce qu'elle se retrouve finalement dans des villes entières. "Heureusement, j'aime la pensée interconnectée - j'aime le défi de garder un œil sur la situation dans son ensemble, mais de plonger dans les profondeurs de la matière de certains points centraux.

Après six ans de recherche et d'enseignement à l'ETH Zurich, Orehounig dirige depuis février 2018 le laboratoire "Urban Energy Systems" à l’Empa. Son nom en dit long : le laboratoire mène des re-cherches sur les systèmes énergétiques en réseau dans le but de réduire massivement les besoins énergétiques et les émissions de CO₂ des bâtiments et des quartiers. Plus de 20 chercheurs de différentes disciplines travaillent ensemble pour atteindre cet objectif : les disciplines représentées sont le génie civil, le génie mécanique, le génie électrique, l'architecture, la technologie environnementale et le domaine relativement nouveau de l'écologie industrielle, qui traite des flux de matière et de l’énergie dans les systèmes industriels.

On sent l'enthousiasme d'Orehounig pour les thèmes énergétiques - et la recherche en général. Y a-t-il suffisamment de temps pour cela, en plus des tâches de gestion qu'implique la direction d'un groupe de recherche ? "Pour être honnête, au début, j'avais peur que la partie gestion devienne trop importante. Mais heureusement, il y a un grand esprit d'équipe au sein du groupe, même si nous avons récemment fusionné plusieurs laboratoires. Tout le monde a son domaine d'expertise et en même temps, tous les membres de l'équipe sont très ouverts d'esprit. Le résultat est une grande équipe interdisciplinaire qui travaille très bien ensemble." Cela lui permet même de continuer à donner des cours à l'ETH Zurich dans le cadre du programme de Master "Integrated Building Systems". Durant son séjour à l'ETH Zurich, elle a contribué à la mise en place et à la coordination de ce programme.

A première vue, la simulation de systèmes énergétiques dans les bâtiments, les quartiers et les villes semble quelque peu abstraite. Mais lorsque vous écoutez Orehounig, vous remarquez rapidement que la recherche dans les différentes disciplines fait face à des défis réels et très urgents. En effet, la demande énergétique des bâtiments représente plus de 40% de la demande énergétique totale en Suisse - et selon la Stratégie énergétique suisse 2050, cela doit changer. Le Centre de compétence suisse pour la recherche énergétique sur les futurs bâtiments et quartiers économes en énergie (SCCER FEEB&D), qui est dirigé par le Urban Energy System, s'est fixé pour objectif de réduire de trois fois l'empreinte écologique des bâtiments en Suisse, d'ici 2035.

À cette fin, l'équipe d'Orehounig travaille en collaboration avec les villes et les municipalités sur des concepts énergétiques dans lesquels les chercheurs peuvent utiliser leurs simulations pour aider à clarifier des questions spécifiques. Par exemple : L'exploitation d'un réseau gazier vaut-elle toujours la peine ? Un réseau thermique n'aurait-il pas plus de sens ? Ou une combinaison des deux ? "Nous recevons de nombreuses demandes de renseignements pour de tels projets ", dit Kristina Orehounig. Cependant, il n'y a pas assez de capacité pour toutes les traiter - même si l'on prévoit d'élargir l'équipe à une trentaine de personnes. "Lors de la sélection des projets, un critère central est de savoir s'ils font avancer notre recherche ou si nous rencontrons une nouvelle question passionnante. Notre objectif de recherche le plus important est d'étendre la plateforme de simulation que nous avons développée : Pour l'instant, nous simulons principalement des quartiers, mais à l'avenir, nous voulons simuler des villes entières."

La plateforme fera bientôt le saut de la recherche à l'industrie et une nouvelle start-up sera créée pour permettre aux entreprises du secteur de l'énergie et aux bureaux d'études d'utiliser les outils de modélisation de l'Empa pour concevoir et optimiser des systèmes énergétiques pour des quar-tiers entiers.

Et ça peut être encore plus réel. Orehounig : "Le'Energy Hub', ehub en abrégé, de NEST permet de vérifier au moins une partie de nos travaux de recherche sur un quartier réel - et bien sûr de le rendre visible." C'est également un point essentiel pour leurs partenaires de recherche : "La plupart des gens aimeraient réaliser un projet impliquant l'ehub - et ainsi démontrer ce qui est possible dans le monde réel."

Après presque un an à la tête du laboratoire, Orehounig s'est maintenant bien installée - et fait déjà des projets pour l'avenir : "En plus de la mise à l'échelle de nos modèles,'Big Data' est un mot-clé important. Nous voulons mesurer davantage, par exemple avec des compteurs intelligents. Nous voulons combiner ces données avec les simulations. Un autre objectif est d'inclure la mobilité, par exemple à travers move, la plateforme de démonstration de l'Empa pour la mobilité durable. Une possibilité, par exemple, est d'utiliser des véhicules électriques comme stockage intermédiaire de l'électricité solaire."

Un doctorant travaille déjà sur un objectif qui lui tient particulièrement à cœur : permettre aux pays en voie de développement d'avoir un avenir avec des énergies renouvelables. "L'impact global de notre recherche est important pour moi. Et il existe un grand potentiel, en particulier dans les pays en voie de développement : si l'augmentation rapide de la consommation d'énergie est couverte par les énergies fossiles, nous n'avons aucune chance d'arrêter le changement climatique. Ici, nos outils peuvent aider à prédire la consommation d'énergie future et à mettre en place une planification à long terme et durable."