C'est reparti : quelques jours de printemps et on sent déjà que ce sera un autre été très chaud, avec nos maisons se transformant en fours. Pour lutter contre la chaleur, on le sait, on aura recours aux climatiseurs, petits monstres énergivores et contribuant aux émissions de CO2. Mais et s’il existait un moyen de garder les pièces fraîches sans impacter l’environnement ?
C'est le défi que chaque année laisse-nous publier des solutions possibles. Et c’est ce qu’a également collecté une équipe de l’Université de Notre Dame aux États-Unis. Leur solution est aussi simple qu'ingénieuse : un verre « intelligent » qui bloque la chaleur tout en laissant passer la lumière. Voyons ensemble comment fonctionne cette invention.
L'ennemi invisible : les longueurs d'onde de la chaleur
Le groupe de recherche dirigé par le professeur Tengfei Luo a publié une étude dans la revue Cell Reports Physical Science (je mets le lien ici) par titre "Filtre spectral grand angle pour fenêtres d'économie d'énergie conçu par apprentissage actif amélioré par recuit quantique« . Comme le titre l'indique, l'article décrit le développement d'un type de revêtement visant à réduire la consommation énergétique des bâtiments et à réduire l'utilisation de la climatisation.
Le revêtement innovant est capable de bloquer la lumière infrarouge et ultraviolette tout en laissant passer la lumière visible, quelle que soit la position du soleil.
Il est important de savoir que l’infrarouge et l’ultraviolet sont les longueurs d’onde responsables de la chaleur indésirable à l’intérieur des maisons.
Un polymère de silicium pour plus d'efficacité
Les couvre-fenêtres conventionnels sont principalement conçus pour offrir des performances optimales. lorsque le rayonnement solaire les traverse sous un angle de 90 degrés. Malheureusement, l’incidence de la lumière naturelle change constamment en fonction des heures et des saisons. Cela signifie simplement que ces solutions ont leurs limites.
Pour surmonter ce problème, le professeur Tengfei Luo et ses collègues ont créé un couvre-fenêtre composé de couches ultra fines de silice, d'alumine et d'oxyde de titane sur une base de verre. Comme si cela ne suffisait pas, ils ont ajouté au mélange un polymère de silicium d'un micromètre d'épaisseur pour mieux renvoyer le rayonnement thermique dans le vide, c'est-à-dire à l'extérieur du bâtiment.
L'informatique quantique au service des économies d'énergie
En tirant parti de l’informatique quantique, les chercheurs ont pu déterminer la configuration optimale pour maximiser la pénétration de la lumière tout en atténuant l’exposition aux longueurs d’onde génératrices de chaleur.
Grâce à des simulations, l'équipe a découvert que leur revêtement transparent pourrait réduire les températures internes de 5,4 à 7,2°C, quel que soit l'angle de pénétration de la lumière solaire.
Fait intéressant, en plus de pouvoir révolutionner le secteur de la construction, cette nouvelle technologie pourrait être étendue au monde automobile. Concrètement, le revêtement pourrait être intégré aux vitres des voitures.
Un tournant pour un avenir plus durable, avec moins de climatiseurs. Ou sans.
L'invention de l'Université de Notre Dame représente une avancée significative dans la lutte contre le réchauffement climatique et les émissions de CO2. Grâce à ce verre « magique », nous pourrions bientôt limiter, voire éviter, l'utilisation de climatiseurs énergivores et aux factures élevées, sans renoncer au confort de nos maisons.
Mais les avantages ne s'arrêtent pas là. Cette technologie pourrait également trouver des applications dans d’autres secteurs, comme le secteur automobile, contribuant ainsi à réduire la consommation de carburant et les émissions nocives.
Bien entendu, le chemin vers une diffusion à grande échelle de ces fenêtres intelligentes est encore long. Des recherches et des investissements supplémentaires seront nécessaires pour rendre le produit accessible à tous. Parallèlement, il est confirmé que les solutions les plus ingénieuses se cachent parfois dans des détails invisibles, comme les longueurs d’onde de la lumière.
