Une technologie de “fenêtre liquide” multicouche pour économiser de l’énergie
On connait déjà les fenêtres intelligentes qui peuvent faire passer la lumière du Soleil ou la bloquer sur commande. Des chercheurs sont allés plus loin et ont mis au point une « fenêtre liquide » multicouche. Celle-ci peut être réglée selon plusieurs modes de filtration de la lumière, un processus qui permettrait d’économiser de l’énergie.
En ajustant l’opacité de la vitre sur les fenêtres photochromiques existantes, on peut contrôler la quantité de lumière qui entre dans une chambre. Dans la plupart des cas, la vitre bloque partiellement le spectre visible de la lumière, ce qui rend la chambre moins lumineuse. En même temps, le spectre infrarouge peut aussi être bloqué partiellement pour réduire la température.
Cette technologie existante présente toutefois une certaine limite. Par exemple, en été, les utilisateurs pourraient vouloir la luminosité du spectre visible, mais pas la chaleur produite par le spectre infrarouge. En hiver, les gens pourraient vouloir en même temps la chaleur et la lumière. Et parfois, ils pourraient vouloir une luminosité réduite mais une température élevée. C’est là qu’entre en scène la nouvelle « fenêtre liquide » multicouche.
Le fonctionnement de la fenêtre liquide
La nouvelle fenêtre a été développée par une équipe de scientifiques de l’Université de Toronto, sous la direction du Professeur Ben Hatton. Selon les explications, les chercheurs se sont inspirés de la peau à la couleur changeante des calmars, des seiches et des krills. Ces animaux sont capables de faire se déplacer des pigments dans les cellules sous leur peau, ce qui rend cette dernière transparente ou opaque selon le cas.
L’année dernière, les scientifiques avaient annoncé avoir développé une fenêtre inspirée par cette capacité. Mais la toute nouvelle fenêtre va encore plus loin en intégrant plusieurs couches superposées de plastiques transparents. Chaque couche est traversée par un réseau de canaux larges de quelques millimètres.
Pour faire fonctionner la nouvelle fenêtre, des liquides contenant divers pigments sont pompés dans les canaux dans chaque couche. Il est possible de choisir des combinaisons spécifiques pour obtenir les qualités optiques recherchées. Par exemple, en retirant un pigment qui bloque la lumière visible d’une couche et en introduisant un autre pigment qui bloque la lumière infrarouge dans une autre couche, la fenêtre va laisser passer la lumière visible tout en empêchant la lumière infrarouge d’entrer. De plus, dans une troisième couche, on peut encore ajouter un autre pigment qui va diffuser la lumière visible pour ajuster l’intensité de la lumière dans la pièce.
L’impact sur la consommation d’énergie
En utilisant des modèles informatiques basés sur la performance des prototypes, les scientifiques ont estimé que même si les fenêtres liquides étaient uniquement utilisées pour contrôler la transmission de la lumière infrarouge, un bâtiment pourrait utiliser environ 25 % moins d’énergie de chauffage, de refroidissement, et d’éclairage au cours d’une année. Si on utilise également les fenêtres pour gérer la lumière visible, ce chiffre atteindrait les 50 %.
D’après Raphael Kay, chercheur à l’Université de Toronto et premier auteur de l’étude, les bâtiments utilisent une grande quantité d’énergie pour chauffer, refroidir et illuminer les espaces intérieurs. Si on peut contrôler de manière stratégique la quantité, le type, et la direction de l’énergie solaire qui entre dans les bâtiments, on peut réduire massivement le travail effectué par les systèmes de chauffage, de climatisation, et d’éclairage.
SOURCE: New Atlas
