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janvier 14, 2020

Construire une communauté Carbon Smart avec Legos

par Andrew Himes, Carbon Leadership Forum

Que peut nous dire une équipe d'élèves de 6e de Redmond, dans l'État de Washington, sur le changement climatique, les émissions de carbone inhérentes à la construction de bâtiments et le potentiel de travail acharné et de réflexion innovante pour transformer une industrie?

Beaucoup, il s'avère! Un groupe d'amis - trois filles et trois garçons - a présenté son design pour une communauté Carbon Smart lors de la première compétition régionale de Lego League le 15 décembre 2019 au Chinook Middle School de Bellevue, Washington.

 

L'équipe Auto Bots, de gauche à droite: Vrinda Sankarakumar, Ridhi Rao Gundapuneni, Karthik Abhinav Javvadi, Sanvi Agarwal, Aidan Francis, Naythan Saldanha

Les six jeunes ont entendu parler d'un nouvel outil logiciel - EC3, ou Embodied Carbon in Construction Calculator - utilisé pour réduire considérablement les émissions de carbone intrinsèque associées aux matériaux et à la construction dans 17 nouveaux bâtiments Microsoft en construction à proximité de leurs maisons. Katie Ross et Esther Christoffersen de Microsoft ont aidé l'équipe à faire une démonstration du nouveau projet de modernisation du campus, expliqué les efforts de développement durable de Microsoft et leur a également présenté l'outil EC3. L'outil EC3 est une initiative du Carbon Leadership Forum, et la Fondation Charles Pankow a réuni près de cinquante organisations pour soutenir le développement de cette ressource non propriétaire.

 

17 nouveaux bâtiments sur le campus Microsoft réinventé à Redmond, WA

Les six amis ont formé une équipe pour participer à la First Lego League, un concours mondial dans lequel les étudiants créent un projet qui utilise la science, les mathématiques et la technologie pour résoudre des défis du monde réel tout en renforçant la confiance, en développant leurs connaissances et en développant des habitudes d'apprentissage. . Les équipes se disputent un Global Innovation Award qui présente leurs solutions innovantes.

Les Auto Bots - comme les amis ont appelé leur équipe - se sont concentrés sur la façon dont les bâtiments contribuent aux émissions mondiales de carbone et ont orienté leur attention vers des solutions au changement climatique. KD Hallman, environnementaliste et ancien vice-président de Microsoft, leur a fourni des informations sur les problèmes causés par le changement climatique et des conseils sur les différentes manières de s'y attaquer.

The six friends formed a team to compete in the First Lego League, a global contest in which students create a project that uses science, math, and technology to solve real-world challenges while building confidence, growing their knowledge, and developing habits of learning.

Ridhi Gundapuneni, age 11, Tyee Middle School: “We need to find solutions to climate change because this is affecting the world gravely. By using more fossil fuels, we generate more greenhouse gases and pollutants. By doing this, we affect global warming. This global warming can be harmful to us, our plants, and the whole ecosystem, including innocent animals, who played no part at all in this. I decided to be part of a First Lego League team because I wanted to help people and embrace my creative side, to come up with solutions that could be used in real life. Everyday, we all encounter problems, but we never think about ways to solve them. Once in a while, an idea might encounter our minds, but most of us are just too lazy to try to come up with solutions to your own problems. FLL gives us the satisfaction of solving these daily problems ourselves and making ourselves proud.”

L'équipe a décidé de concentrer son projet sur le carbone incarné dans les matériaux de construction et la construction, car ils avaient appris l'énorme impact que la fabrication et le transport de matériaux ont sur l'empreinte carbone globale des bâtiments, y compris même des bâtiments neufs avant que les gens ne commencent à vivre et travailler en eux.

Ridhi Gundapuneni

Vrinda Sankarakumar, age 12, Kirkland Middle School: “Embodied carbon is carbon that is emitted when making building materials and transporting them. For example, a lot of energy is used to make steel and concrete. If fossil fuels are burned to produce this energy, it results in carbon emissions. If the concrete is transported using a truck, it also adds to carbon emissions. 11% of global carbon emissions is due to embodied carbon from buildings. As the population keeps increasing, more buildings will get built, and this will lead to more carbon emissions. We have to reduce embodied carbon so that total carbon emissions will decrease.”

The team learned about the Embodied Carbon in Construction Calculator (EC3) tool, an initiative of the Carbon Leadership Forum at the University of Washington, led by Professor Kate Simonen. The EC3 tool is a free and easy to use tool that allows benchmarking, assessment and reductions in embodied carbon, focused on the upfront supply chain emissions of construction materials. The EC3 tool utilizes building material quantities from construction estimates and/or BIM models and a robust database of digital, third-party verified Environmental Product Declarations (EPDs). Powered by this data, the EC3 tool can be used in both the design and procurement phases of a construction project to look at a project’s overall embodied carbon emissions, enabling the specification and procurement of the low carbon options.

Vrinda Sankarakumar

Naythan Saldanha, age 12, Rose Hill Middle School: I enjoy solving problems with my team. I also like to see the gracious professionalism shown by other teams. The challenge makes us think about innovative solutions to real-life problems within our communities. The EC3 tool will let us see how much embodied carbon is there in building materials and how we can reduce it by making changes to the way we buy these materials. Through this tool we can bring a change in the building industry.”

Plutôt que de se limiter uniquement au carbone incorporé, l'équipe a conçu toute une «Communauté intelligente du carbone» conçue pour être à la fois faible en carbone incorporé et très efficace dans son utilisation de l'énergie. Ils ont construit un modèle de leur communauté avec le même ensemble limité de blocs Lego fournis à chaque équipe afin que toutes les équipes commencent avec des ressources égales. Chaque bâtiment de leur communauté Carbon Smart a des panneaux solaires sur le toit et est conçu à partir de matériaux recyclables.

CarbonSmartCommunity-V2

Modèle d'une communauté Carbon Smart, version 2.0 par l'équipe Auto Bot

Naythan Saldanha

Karthik Abhinav Javvadi (Abhi), 12 ans, Rose Hill Middle School: «J'ai décidé de faire partie d'une équipe de First Lego League parce que je voulais travailler sur des problèmes du monde réel avec mes amis, construire des robots et apprendre à programmer. Notre communauté Carbon Smart est une communauté à zéro émission de carbone accessible à pied et accessible. Il dispose de bâtiments durables et écoénergétiques. Tous les bâtiments sont construits à partir de matériaux stockant le carbone comme le bois massif et le béton stockant le carbone. »

Un objectif clé de la conception de la communauté était de marier la beauté et la fonction. L'équipe a conçu une solution innovante pour l'entretien des «toits verts» sur les bâtiments et les maisons dans des climats secs où il y a moins de précipitations. Les maisons collectent et recyclent les précipitations pour soutenir les toits vivants faits d'herbe et d'autres plantes qui sont belles tout en abritant les occupants des maisons, en stockant du dioxyde de carbone et en expirant de l'oxygène.

Karthik Abhinav Javvadi (Abhi)

Sanvi Agarwal, age 11, Willows Preparatory School: “I thought that the First Lego League was an interesting competition to be a part of and I thought that it would be fun to learn about our world. Our Carbon Smart Community is built so that everything is at a walkable distance so you don’t have to use cars. Also all of the offices and factories are in the corner and the houses are in the middle so that anywhere you need to go is close and there are also solar panels on top of all the buildings.”

Dans le cadre de la recherche de l'équipe au début du projet, ils ont visité le campus Microsoft à proximité pour comprendre l'énorme quantité d'émissions de carbone incorporées liées aux matériaux de construction modernes. Ils ont appris que pour chaque tonne de ciment Portland fabriquée, le procédé libère une tonne équivalente de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Ils ont également découvert de nouvelles méthodes de fabrication de béton qui peuvent potentiellement séquestrer, ou stocker de manière permanente, le dioxyde de carbone dans les bâtiments tout en créant un béton plus solide et plus résistant.

Sanvi Agarwal

Aidan Francis, age 12, Rose Hill Middle School: I first decided to be part of a First Lego League team because at the time when I learned about the League I was obsessed with Legos. This inspired me to go beyond my average Lego building to be a better team player while helping create a real solution. I think it’s important to find solutions to climate change because if we keep on using fossil fuels, the climate may get worse over time and make the Earth a hot planet with humans nearly extinct. The best thing about working as a member of our team is that you’re able to learn new things that become part of your life and you do this with your team and friends.

Andrew Himes du Carbon Leadership Forum de l'Université de Washington a conseillé l'équipe dans la phase de développement du projet et a aidé à guider leurs recherches, et la fondatrice et directrice du Forum, la professeure Kate Simonen, s'est présentée pour examiner le projet terminé et encourager l'équipe à la Première compétition régionale de la Ligue Lego le 15 décembre au Chinook Middle School de Bellevue, Washington.

 

L'équipe présente la communauté Carbon Smart à Andrew Himes et Kate Simonen du Carbon Leadership Forum.

UW Professor Kate Simonen, fondatrice et directrice du Carbon Leadership Forum: «Ces enfants sont absolument incroyables et impressionnants. C'était tellement impressionnant de voir leur attention, leur discipline, leur travail acharné et leur compréhension approfondie des défis auxquels nous sommes confrontés avec le changement climatique, tout en se concentrant sur des solutions qui peuvent aider à créer un monde plus durable et plus beau. Leur compréhension du carbone incorporé dépasse les connaissances de nombreux architectes et ingénieurs en structure. J'ai hâte de les accueillir comme étudiants et collègues lorsqu'ils seront prêts pour l'université dans quelques années!

Andrew Himes apprend des experts.

Aidan Francis

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