Efficacité énergétique : les fenêtres intelligentes gardent la chaleur pendant l’hiver

Le refroidissement radiatif signifie que les fenêtres ordinaires ne sont pas très efficaces pour garder les bâtiments chauds ou frais au besoin, mais des fenêtres modifiées pourraient aider à économiser de l’énergie

Par Chen Ly

Une fenêtre intelligente qui garde automatiquement la chaleur pendant l’hiver et la laisse sortir en été pourrait être un moyen rentable et évolutif d’économiser de l’énergie.

Les fenêtres sont l’une des parties les moins efficaces des bâtiments, représentant jusqu’à 60 % de leur perte d’énergie.

Par temps chaud, les fenêtres sont réchauffées de l’extérieur et elles diffusent de l’énergie thermique dans les bâtiments. Lorsqu’il fait froid à l’extérieur, les fenêtres sont réchauffées de l’intérieur et elles diffusent de la chaleur vers l’environnement extérieur. Il s’agit d’un processus appelé refroidissement radiatif.

Cela signifie que les fenêtres ne sont pas très efficaces pour garder les bâtiments chauds ou frais selon les besoins. Aux États-Unis, 4 % des la consommation d’énergie peut être attribué au chauffage et au refroidissement par les fenêtres.

Yi Long à l’Université technologique de Nanyang à Singapour et ses collègues ont maintenant développé une fenêtre qui peut activer ou désactiver cet effet de refroidissement radiatif par elle-même, en fonction de sa température.

Les chercheurs ont ajouté une fine couche de dioxyde de vanadium – un composé qui passe d’un isolant à un conducteur à environ 68°C – sur un côté du verre. En dessous de cette température, la fenêtre empêche le rayonnement infrarouge de s’échapper, ce qui aide à garder la chaleur à l’intérieur. Au-dessus de cette température, la fenêtre laisse passer la chaleur de l’intérieur et réfléchit la chaleur de l’extérieur.

Bien sûr, 68°C est bien plus élevé que même la chaleur la plus extrême que nous ressentons en été, alors l’équipe a ajouté du tungstène au dioxyde de vanadium pour abaisser la température de transition à 28°C.

Entre le verre et le dioxyde de vanadium dopé au tungstène, l’équipe a inséré une couche de poly(méthacrylate de méthyle) connue sous le nom de PMMA, un plastique transparent. Cela améliore les propriétés isolantes de la fenêtre.

« Il s’agit d’un système passif, ce qui signifie qu’il peut s’ajuster en fonction de la température. Il n’y a pas besoin d’électricité », dit Long. Cela signifie que ces fenêtres intelligentes pourraient être installées dans le monde entier et fonctionner toute l’année.

Bien qu’il s’agisse d’une preuve de concept prometteuse, l’équipe doit apporter quelques améliorations avant qu’elle puisse être commercialement viable, déclare Long. L’amélioration de son efficacité à bloquer le rayonnement infrarouge et sa durabilité sont quelques-unes de leurs principales considérations.

Référence de la revue : La science, DOI : 10.1126/science.abg0291