Des vagues de chaleur se produisent cet été en Espagne et la science a confirmé ce que nous soupçonnions tous : une vidéo récente publiée par la NASA montre que juillet a été le mois le plus chaud jamais enregistré. Pour faire face à une telle gêne, on se réfugie généralement dans des lieux climatisés, mais leur forte consommation d’énergie et l’utilisation de gaz polluants ne peuvent s’entendre que comme une solution à court terme. Pour cela, de plus en plus d’alternatives émergent pour refroidir non seulement les maisons, mais aussi les véhicules tels que les voitures et même des appareils électroniques.
Dans le même ordre d’idées, des scientifiques de l’Université de Stanford ont développé un nouveau type de peinture de différentes couleurs qui peut être utilisée pour garder les bâtiments plus frais en été et plus chaud en hiver. Cela impliquerait non seulement une réduction significative de la consommation d’énergie, mais aussi des émissions pernicieuses de gaz à effet de serre, principales causes du changement climatique.
Ces peintures peuvent être utilisées pour créer des revêtements à faible émissivité (c’est-à-dire à haute réflectance) sans sacrifier un aspect visuel coloré. Ce phénomène physique améliore considérablement l’isolation thermique des espaces clos. De plus, la réflectance élevée dans le proche infrarouge atténue la hausse de température par temps chaud. Au-delà de leur éventuel attrait esthétique, par rapport aux peintures ultra-blanches qui ont un effet similaire, le design optique de ces produits peut réduire la consommation énergétique annuelle de 36 % pour le chauffage et de 20 % pour la climatisationselon les expériences des ingénieurs de Stanford.
Économie d’énergie
Dans l’article publié Dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, les scientifiques recueillent des données très révélatrices : le chauffage et le refroidissement des locaux représentent environ 13 % de la consommation mondiale d’énergie et environ 11 % des émissions de gaz à effet de serre. Pour cette raison, il est urgent de développer des méthodes et des solutions alternatives à celles existantes, ce qui réduira considérablement ces chiffres.
« La consommation d’énergie et les émissions liées au chauffage devraient continuer à baisser grâce à une efficacité énergétique accrue, mais l’utilisation de la climatisation augmenteen particulier dans les économies en développement dans un monde qui se réchauffe », a déclaré Yi Cui, professeur de science et d’ingénierie des matériaux et auteur principal de l’étude, dans un Communiqué de presse de l’Université de Stanford.
Divers objets peints avec des peintures à faible émissivité Stanford University Omicrono
Selon Cui, « de plus en plus d’attention est accordée à la manière de réduire l’échange de chaleur entre les espaces de vie et de travail humains et leur environnement, et de nouveaux matériaux pour améliorer l’isolation, tels que les films pour fenêtres à faible émissivité, sont en demande ». Tenant compte que le spectre infrarouge de la lumière solaire provoque 49% du réchauffement naturel de la planète En étant absorbés par les surfaces, ces films peuvent être très efficaces, et le meilleur exemple à suivre dans le développement de peintures à contrôle thermique. En fait, de tels produits existent déjà, mais ils ont souvent une couleur gris argent ou métallisé, ce qui limite considérablement leur utilisation potentielle.
Pour obtenir un effet similaire sans sacrifier la couleur, Cui et son équipe se sont tournés vers deux couches appliquées séparément: un inférieur réfléchissant les infrarouges grâce à des milliers de paillettes d’aluminium, et un supérieur, plus fin et transparent aux infrarouges, qui utilise des nanoparticules inorganiques et se décline dans une large gamme de couleurs. Les deux couches sont hydrofuges, elles sont donc stables dans les environnements humides, ce qui ne signifie pas qu’elles peuvent être facilement nettoyées à l’eau.
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Si le but est isoler un bâtiment pour que la chaleur ne pénètre pas à l’intérieur, ces peintures peuvent être appliquées sur les murs extérieurs et le toit. Ainsi, bien que la majeure partie de la lumière infrarouge traverse la couche colorée, elle sera réfléchie par la couche inférieure, sans être absorbée sous forme de chaleur par les matériaux de construction. En revanche, si l’on cherche à conserver la chaleur à l’intérieur pendant les mois d’hiver, ces peintures peuvent être appliquées sur les murs intérieurs, de sorte que la couche inférieure réfléchisse les ondes infrarouges.
Les chiffres sont surprenants : l’invention de Cui et son équipe réussi à refléter jusqu’à 80% de la lumière infrarouge moyenne-élevée, ce qui implique de ne pas évacuer la chaleur d’un espace clos. De son côté, la couche de couleur est responsable du « rebondissement » d’une partie de la lumière proche infrarouge, ce qui renforce la réduction des coûts de climatisation. « Les deux couches peuvent être pulvérisées sur une variété de surfaces de formes et de matériaux variés, fournissant une barrière thermique supplémentaire dans de nombreuses situations différentes », a déclaré Yucan Peng, co-auteur principal de l’étude.
expériences
Pour vérifier l’efficacité de ces produits créés en laboratoire, les scientifiques ont mené diverses expériences. Selon les résultats obtenus, les nouvelles peintures ont permis de réduire l’énergie nécessaire au chauffage d’environ 36 % et au refroidissement de plus de 20 %, toujours en milieu artificiel.
Pour mettre ces données en perspective, les chercheurs ont mené différentes simulations d’immeubles d’habitation de taille moyenne et l’effet correspondant d’être peint à l’intérieur et à l’extérieur avec ces peintures. Pour ce faire, ils ont pris en compte différents climats et, lors du calcul de la consommation d’énergie totale sur une année pour le chauffage et le refroidissement, ils ont constaté qu’elle était réduite d’environ 7,4 % en moyenne.
L’un des laboratoires de l’Université de Stanford Stanford University Omicrono
En plus de son efficacité énergétique, Cui et son équipe ils mettent teste la durabilité des peintures dans des environnements extrêmes. Pour ce faire, ils ont été soumis à une exposition continue pendant une semaine à des températures élevées (80 ºC), basses (-195,5 ºC), ainsi que des environnements à forte et faible acidité, sans compromettre en aucune façon leurs propriétés esthétiques ou leur efficacité. .lors de l’isolement.
Ces peintures ne sont pas seulement destinées à être utilisées dans les bâtiments, mais ont d’autres utilisations pratiques pour améliorer l’efficacité énergétique. Parmi les exemples évoqués par les chercheurs, la possibilité de couvrir les camions et les wagons utilisés pour le transport frigorifique. Dans ces cas, près de la moitié du budget de ces expéditions va précisément dans les coûts élevés de la réfrigération.
Pour vérifier son efficacité, les scientifiques de Stanford ont testé dans leurs installations avec peint en blanc, bleu, rouge, jaune, vert, orange, violet et gris foncé. Selon les résultats obtenus, dans l’article, ils sont concluants : ils étaient 10 fois plus efficaces pour réfléchir la lumière infrarouge moyenne-élevée que les peintures conventionnelles dans ces mêmes couleurs.
Ainsi, ces peintures révolutionnaires peuvent devenir un outil clé pour la climatisation passiveréduisant la dépendance aux systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, qui continuent de consommer de grandes quantités d’énergie.
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