Cette technologie de fenêtre bloque la chaleur mais pas la lumière : la véritable économie d'énergie
Tout le monde aime vivre et travailler dans des environnements lumineux, avec de grandes fenêtres ou de grandes baies vitrées qui laissent entrer beaucoup de lumière naturelle. Cependant, ce n'est pas toujours le bon choix : à certaines périodes de l'année, avec la lumière vient aussi la chaleur. Face aux deux seules alternatives – allumer les climatiseurs et consommer plus d'énergie ou utiliser des rideaux et renoncer à la lumière – une équipe de l'Université de Notre-Dame a développé un revêtement pour les fenêtres qui bloque la chaleur mais pas la lumière. Découvrons comment cela fonctionne !
Un revêtement de fenêtre qui bloque la chaleur mais pas la lumière : le projet
Lorsque nous parlons de lumière et de chaleur, il semble presque que nous parlons de choses différentes. En réalité, il s'agit toujours de rayonnement lumineux, mais à des longueurs d'onde différentes. C'est précisément sur ce principe que repose le fonctionnement du revêtement innovant pour les fenêtres développé par une équipe de l'Université de Notre Dame, dont les résultats ont été publiés dans la revue Cell Reports Physical Science.
En effet, de nos jours, la plupart de la chaleur dans les maisons provient de la lumière qui entre par les fenêtres pendant les chaudes journées. C'est pourquoi les chercheurs américains ont développé un revêtement transparent pour les fenêtres qui laisse passer la lumière visible mais bloque les rayons ultraviolets et infrarouges. De cette manière, il est possible de réduire la température intérieure des bâtiments et la consommation d'énergie tout en laissant passer la lumière.
Comment fonctionne la fenêtre à isolation thermique ?
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Pour obtenir ce résultat, les chercheurs ont utilisé une base en verre sur laquelle ont été ajoutées des couches ultra-minces de silice, d'alumine et d'oxyde de titane, ainsi qu'un polymère de silicium pour réfléchir le rayonnement thermique. Le problème avec tous les revêtements de fenêtres utilisés aujourd'hui concerne l'angle d'incidence de la lumière : s'il est à 90 degrés, alors la chaleur est bloquée ; si elle arrive à des angles différents, ce n'est pas toujours le cas. Pour surmonter cet obstacle, l'équipe a également dû optimiser l'ordre des couches pour assurer la meilleure efficacité possible, en utilisant le calcul quantique, ce qui a permis un gain de temps considérable.
Le résultat a été un revêtement transparent pour les fenêtres capable de réduire la température d'une pièce de 5,4 à 7,2 degrés Celsius, tout en conservant son efficacité et sa transparence même avec des angles de lumière différents. Il s'agit d'une amélioration significative qui permet l'utilisation du revêtement dans différentes conditions d'ensoleillement, à différents moments de l'année et de la journée.
Le revêtement qui bloque la chaleur mais pas la lumière a-t-il un avenir ?
Kim et al./Cell Reports Physical Science
Le potentiel de recherche tel que celui de l'Université de Notre Dame a le pouvoir de révolutionner notre approche de l'efficacité énergétique. L'étude met en lumière les applications possibles du revêtement sur les fenêtres domestiques et les surfaces vitrées des automobiles. Il n'est pas encore certain que cette invention soit jamais produite à échelle industrielle, mais elle pourrait entraîner des économies d'énergie importantes qui se traduiraient par des économies économiques sur les factures d'électricité. Sans parler des répercussions sur les émissions de dioxyde de carbone.
Cette étude représente donc le point de convergence de diverses technologies : l'utilisation de matériaux relativement courants, un potentiel énorme, le recours au calcul quantique, et ainsi de suite. Dans le même temps, elle marque le début du développement d'une solution efficace contre la chaleur excessive à domicile, qui est courante à certaines périodes de l'année. De plus, elle permet d'imaginer un avenir où il pourrait ne pas être nécessaire d'allumer la climatisation. Pas aussi souvent, du moins.
