L’équipe de NTU Singapore avec un échantillon de verre de fenêtre incorporant le matériau.
Lorsque la lumière du soleil passe à travers les fenêtres d’un bâtiment, elle peut entraîner une augmentation de la température intérieure, au point que le système de climatisation de la structure, très gourmand en énergie, doit être utilisé. Cependant, un nouveau matériau de fenêtre commutable bloque la chaleur entrante tout en restant essentiellement transparent.
Tout d’abord, il existe déjà des fenêtres équipées de verre électrochrome, qui se teinte électroniquement à la demande. Cependant, plus le verre s’assombrit, plus il devient difficile de voir à travers. De plus, bien que ces fenêtres bloquent partiellement le spectre visible de la lumière solaire, elles ne bloquent pas nécessairement le spectre infrarouge, qui produit la chaleur.
C’est là qu’intervient ce nouveau matériau.
Mis au point par des scientifiques de l’université technologique Nanyang de Singapour et de l’université hébraïque de Jérusalem en Israël, il consiste en un mélange peu coûteux de dioxyde de titane, de trioxyde de tungstène, de néodyme-niobium et d’oxyde d’étain. Il est appliqué comme un revêtement sur une vitre ordinaire et connecté à un circuit électrique.
Lorsque l’on souhaite bénéficier de la chaleur supplémentaire fournie par la lumière du soleil, par exemple pendant les mois d’hiver, le matériau est désactivé. Cela permet à tous les rayons infrarouges de la lumière du soleil de passer. Pendant les mois plus chauds, cependant, l’alimentation est activée – les simulations ont indiqué que le matériau bloquera alors jusqu’à 70 % du rayonnement infrarouge entrant, tout en laissant passer jusqu’à 90 % de la lumière visible du soleil.
En outre, alors que les fenêtres électrochromiques existantes commencent à perdre leur fonctionnalité après trois à cinq ans d’utilisation, des tests impliquant des cycles répétés d’activation et de désactivation ont montré que le nouveau matériau devrait durer beaucoup plus longtemps.
De plus, les fenêtres intégrant cette technologie pourraient également être recouvertes d’un film électroniquement commutable créé par la même équipe, qui utilise des nanoparticules de carbone pour conduire ou bloquer le passage de la chaleur ambiante provenant de l’environnement extérieur.
« Grâce à la possibilité de contrôler à la fois la chaleur infrarouge rayonnée par le soleil et la chaleur conduite qui traverse la fenêtre, nous pensons que cette technologie sera particulièrement utile dans les climats tempérés, car les occupants des bâtiments peuvent l’utiliser pour réguler les pertes ou les gains de chaleur en fonction des besoins des saisons, tout en continuant à profiter de la vue », explique le Dr Ronn Goei, de Nanyang, premier auteur d’un article sur la recherche.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.1c03260
https://www.ntu.edu.sg/news/detail/smart-window-blocks-rays-without-blocking-views
