Les fenêtres deviennent un climatiseur naturel grâce au film transparent
Les recommandations pour amoindrir la lourde facture de consommation électrique liée à l’utilisation de climatisation. En procédant par le système de filtrage de chaleur solaire à l’aide des fenêtres intelligentes, construite grâce à un polymère qui change d’aspect une fois exposé à des températures excessives.
Les statistiques révèlent qu’environ 1.6 milliard de climatiseurs utilisés à l’échelle mondiale, et 135 millions de nouveaux équipements sont commercialisés chaque année. La consommation énergétique de la climatisation est alarmante, car elle a atteint un seuil qui donne à réfléchir. D’après un constat venant de l’Agence internationale de l’énergie, la consommation électrique via la climatisation va plus que tripler d’ici 2050 et sera donc équivalente à la consommation présente en Chine. Des climatiseurs qui dégraderont aussi un milliard de tonnes par an de CO2 en plus, soit la même quantité que celle émise dans le continent africain.
Des économies égales à 10% sur les tarifs de climatisation
Des scientifiques chercheurs du MIT ont étudié le problème et viennent de concevoir un film transparent applicable sur les fenêtres, ayant pour fonction de rejeter 70%de la chaleur. Concernant cette optique, le professeur de mécanique au MIT, Nicholas Fang, indique que si chaque bâtiment était construit avec ces types de fenêtres, le montant de la consommation énergétique de la climatisation serait réduit de 10%. Au lieu d’inventer un nouveau matériau, les scientifiques se sont basés sur les matériaux thermochroniques en vigueur. Ceux-ci ont la caractéristique de changer de teinte ou de phase une fois exposés à la chaleur. Ils se sont penchés sur le poly (N-isopropylacrylamide)-2-Aminoethylmethacrylate hydrochloride, un polymère comprenant des microparticules ayant le même aspect de fines gouttelettes d’eau disposées en mailles. Dès que la température est supérieure à 30 degrés, les gouttelettes disparaissent et le matériau devient opaque.
“Un filet de pêche”
Nicholas Fang a expliqué que ce film est comme un filet de pêche, quand on le plonge dans la mer, les mailles sont presque invisibles, cependant lorsqu’on le sort de l’eau, on peut les voir. Le problème qui se pose est que si cette méthode fonctionne bien pour le filtrage de la lumière, le microgel n’est pas assez efficace pour filtrer la chaleur. Les chercheurs ont donc utilisé des microparticules plus grosses. En-dessous de 100 nanomètres, elles laissaient passer les ondes infrarouges car elles étaient trop fines. Après avoir étendu les chaînes de molécules du polymère, ils ont pu grossir les particules à plus de 500 nanomètres de diamètre, par conséquent, le matériau est devenu capable de stopper la chaleur.
9 degrés de températures baissés !
Ce dispositif est intégré dans un film entre 2 plaques de verre, il est capable de stopper 70 % de la chaleur émis par une lampe, ce qui est égal à une diminution de 9 degrés de température. Nicholas Fang a assuré que ceci représente une grande différence concernant le confort. Par ailleurs, il existe des fenêtres intelligentes qui s’assombrissent automatiquement quand elles sont faces au soleil, cependant, elles ne sont pas assez efficaces pour filtrer la chaleur. Certains modèles nécessitent une alimentation électrique extérieure. Par contre, le film “passif” réalisé par les chercheurs scientifiques du MIT est autonome, c’est à dire il n’aura pas besoin d’être alimenté par une énergie. En plus, les fabricants de fenêtres et les vitriers peuvent l’intégrer facilement. Ce film représente une solution écologique et économique pour l’usager.
Les fenêtres intelligentes : une climatisation sans énergie !
Pour remédier au problème d’avoir trop de fenêtres dans un appartement, il serait nécessaire d’installer des fenêtres intelligentes. Pour rendre les vitres sensibles aux changements de température, des chercheurs scientifiques ont proposé de les recouvrir par un nouveau revêtement composé de dioxyde de vanadium.
En hiver, on ferme les fenêtres pour stocker plus de chaleur. Par contre, en été, la chaleur pénètre dans notre appartement même si on ferme les fenêtres. Pour cela, on utilise un climatiseur en été, et un chauffage en hiver. Par ailleurs, les fenêtres “Smart” c’est à dire intelligentes peuvent s’adapter selon les conditions météo, elles changent de transparence pour vous aider à économiser de l’énergie.
Des chercheurs australiens de l’université d’Adelaïde et du RMIT (Institut royal de technologie de Melbourne) ont développé à partir de dioxyde de vanadium un revêtement ultrafin. Il est possible de l’appliquer sur toutes les surfaces et notamment le verre.
James Giggacher, chercheur à l’université RMIT a déclaré que ce revêtement ultrafin de dioxyde de vanadium, déposé sur une vitre, est capable de réfléchir les rayons infrarouges du soleil tout en restant transparent.
Un matériau difficile à maîtriser
Le revêtement est de 50 à 150 nanomètres d’épaisseur, ce qui signifie qu’il est 1000 fois plus fin qu’un cheveu ! Ce dernier est capable de bloquer les rayons infrarouges du soleil, et contrôler la chaleur en été et en hiver ! Il devient opaque uniquement en infrarouge et il reste transparent pour l’œil humain. Ceci le rend un grand concurrent aux autres fenêtres intelligentes.
Contrairement à certaines fenêtres intelligentes qui fonctionnent à l’aide d’une alimentation extérieure, ce matériau réagit naturellement aux changements de température. Selon Phys.org, le chercheur Mohammad Taha a précisé qu’il est possible de le régler en utilisant un interrupteur, qui permet de contrôler le niveau de transparence, et donc la luminosité dans la pièce.