Il y a quelques mois, des scientifiques avaient annoncé avoir réussi à rendre un bloc de bois de tilleul transparent. Modifier la composition moléculaire pour transformer le bois et le rendre transparent est déjà assez impressionnant, mais quel genre de bénéfices permettrait cette nouvelle offre de matériel par rapport à son homologue opaque ? Les mêmes scientifiques ont maintenant trouvé des réponses concluantes à cette question, en utilisant leur bois transparent comme une fenêtre pour une maison modèle. Ils ont aussi trouvé que ce bois laissait passer une quantité similaire de lumière que le verre, mais qu’il est beaucoup mieux pour maintenir la fraîcheur à l’intérieur.
L’équipe de recherche, de l’Université du Maryland (UMD), a créé leur bois transparent par le blanchiment dans un bécher pour enlever une molécule dénommée lignine. C’est la molécule qui rend le bois brun, mais lui donne aussi sa rigidité, donc l’enlever est un peu comme voler une caractéristique pour en donner un autre, c’est-à-dire la transparence.
Une équipe de recherche suédoise a été en mesure de trouver un moyen de contourner ce problème plus tôt dans l’année, en enlevant la lignine du bois, puis en mélangeant le matériau avec du verre acrylique pour restaurer sa rigidité. Mais les chercheurs du Maryland ont pris un itinéraire différent, au lieu de combler les lacunes avec de l’époxy. Leurs premiers essais ont indiqué que la matière résultante était en fait quatre à six fois plus résistante que la version originale non traitée.
Mais le bois présentait d’autres propriétés intéressantes aussi, en particulier quand il est face à la lumière. Lorsque le bois est traité de cette manière, les canaux à l’intérieur qui transportent l’eau et les éléments nutritifs vers le haut et vers le bas de l’arbre sont transformés en des passages pour la lumière. L’équipe a rapporté que le matériau avait une grande transparence et aussi une propriété extrême qui a trait à sa capacité à diffuser la lumière.
Plus en avant dans ce domaine, ces caractéristiques pourraient être utiles dans la création de panneaux solaires de pointe, avec la lumière qui pénètre à travers le bois transparent et est ensuite maintenue par la suite avec un très haut facteur de transparence, ce qui permet au panneau d’absorber plus d’énergie solaire. Mais la dernière recherche de l’équipe suggère qu’il pourrait trouver des utilisations aussi dans la maison.
Les chercheurs ont construit une maison modèle rectangulaire, mesurant 13,5 par 7,5 cm et 25 cm de hauteur. Le plafond est composé de panneau en bois transparent pour servir de fenêtre. L’équipe a ensuite appliqué un simulateur solaire, qui offre le même spectre et intensité que le soleil, vers le haut de la maison pour mesurer la façon dont le bois transparent fonctionne comme matériau de fenêtre.
Il a été constaté que la fenêtre en bois transparent laisse passer presque autant de lumière que le verre, mais en même temps est bien meilleur pour éliminer l’éblouissement et distribuer plus uniformément la lumière. Cet éclairage plus uniforme est le résultat de la transparence et elle est non seulement plus confortable pour les yeux, mais cela signifie également que la direction de la lumière incidente ne change pas lorsque le soleil se déplace dans le ciel, comme il le ferait avec du verre ordinaire.
« Cela signifie que votre chat n’aura pas à bouger pour rester au soleil toutes les 10 mn » souligne Tian Li, chercheuse postdoctorale à UMD et auteur principal de l’étude. « La lumière du soleil devrait rester à la même place. En outre, la pièce serait plus également éclairée en tout temps. »
L’équipe a également découvert que les canaux du bois permettent aux longueurs d’onde de la lumière visible de passer, tout en bloquant la plupart des longueurs d’onde qui transportent la chaleur, ce qui rend l’isolation thermique supérieure à celle des fenêtres traditionnelles en verre. Ils sont arrivés à ces conclusions en utilisant un photo-détecteur pour mesurer la quantité de lumière transmise, et en surveillant la température à l’intérieur de la maison pour mesurer la chaleur traversant.
De plus, ce bois est étanche, en raison de sa teneur en polymère, et beaucoup moins susceptible de se briser ou se casser que le verre. Tran Li dit qu’il n’y a aucune raison ce produit ne puisse pas être mis à l’échelle pour créer une fenêtre de taille convenable, aussi longtemps que le vitrier new-age a un assez grand récipient pour traiter le matériau.
«L’évolutivité de la fabrication de la fenêtre en bois transparent est seulement limitée par la taille du bécher», explique-t-elle. « Si quelqu’un devait faire une fenêtre en bois véritable, ils auraient juste besoin d’obtenir un récipient de taille suffisante pour le processus. Les produits chimiques pour éliminer la lignine et le polymère pour le remplissage sont les mêmes. »
http://umdrightnow.umd.edu/news/wood-windows-are-cooler-glass
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201601122/full
