La CityU dévoile une céramique blanche « climatisante » qui refroidit les bâtiments, sans électricité ni réfrigérant

Pendant les trois mois de l’été dernier (juin, juillet et août), les températures moyennes mondiales ont été les plus élevées jamais enregistrées. D’ailleurs, 2023 pourrait être l’année la plus chaude de l’histoire. En effet, avec des vagues de chaleur intenses et des pointes de température à plus de 40 °C, les occupants des bâtiments sont contraints d’utiliser davantage leurs climatiseurs pour profiter d’une température confortable chez eux. Cependant, dans le contexte de crise climatique, il est important de limiter au maximum le recours à ces appareils gourmands en énergie et émetteurs de gaz nocifs. Afin d’atteindre cet objectif, des chercheurs développent aujourd’hui des matériaux de construction affichant une réflectance solaire élevée et, donc, une excellente capacité de refroidissement. Cette céramique nouvellement créée par l’Université City de Hong-Kong (CityU) fait notamment partie des solutions les plus innovantes pour refroidir l’intérieur des bâtiments. Explications.

Les spécificités de ce revêtement refroidisseur

Appelé « céramique de refroidissement », ce matériau de construction dispose des propriétés optiques adaptées à la production de froid, sans utiliser de l’électricité ni de fluide réfrigérant. En effet, son fonctionnement est basé sur le principe du refroidissement radiatif passif (PRC). Ce revêtement est fabriqué à partir de matériaux inorganiques facilement accessibles tels que l’alumine. Selon ces chercheurs, son processus de production est relativement simple, car il s’effectue en seulement deux étapes, notamment l’inversion de phase et le frittage. Il ne nécessite aucun équipement complexe ni matériau coûteux.

De couleur blanche « lumineuse », cette céramique de nouvelle génération imite les écailles blanches du scarabée Cyphochilus et possède une structure poreuse interconnectée basée sur la diffusion de Mie. Ces deux caractéristiques lui confèrent une grande capacité à diffuser quasiment toutes les longueurs d’onde du rayonnement solaire. Cela permet ainsi d’obtenir une réflectivité solaire record (99,6 %), ainsi qu’une émission thermique élevée dans la gamme infrarouge moyenne (96,5 %). D’après ces scientifiques, les propriétés optiques de ce nouveau matériau de construction sont les plus performantes constatées jusqu’à ce jour.

Les autres atouts principaux de cette céramique

Ce revêtement à base d’alumine serait plus résistant aux rayons UV par rapport à la plupart des matériaux de refroidissement radiatif passif en polymère. Il présente également une meilleure résistance au feu, en supportant des températures au-delà de 1 000 °C. En outre, cette céramique de refroidissement possède divers autres avantages tels que sa grande résistance aux intempéries, sa résistance mécanique et sa stabilité chimique. Elle convient parfaitement pour des applications extérieures sur de longues périodes.

Dans des conditions de températures très élevées, les gouttelettes d’eau peuvent s’étaler rapidement sur la surface superhydrophilie de la céramique. Cela évite l’effet Leidenfrost qui empêche l’évaporation, un problème qui est souvent découvert sur les revêtements traditionnels. Ce phénomène entrave le transfert de chaleur et réduit l’efficacité du matériau PRC. En termes de coût, ce nouveau revêtement serait plus abordable que les matériaux actuels dotés de structures nanophotoniques.

Les applications potentielles de ce matériau

Étant donné sa grande performance de refroidissement, sa durabilité, sa polyvalence et son faible coût, cette technologie constitue une alternative particulièrement prometteuse pour améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments et lutter contre le changement climatique. Elle permet aux habitants d’un bâtiment de bénéficier d’un bon confort thermique en toutes saisons.

Selon Edwin Tso Chi-yan, professeur agrégé à l’École de l’énergie et de l’environnement de la CityU, l’intégration de ce revêtement au toit d’un bâtiment permet d’économiser plus de 20 % d’électricité consommée par le système de climatisation. Ce chercheur a aussi affirmé que ce matériau répond simultanément aux exigences de la technologie PRC haute performance et aux applications dans des conditions réelles. Plus d’informations : cityu.edu.hk. Que pensez-vous de cette invention pour refroidir les habitations ? N’hésitez pas à partager votre avis, vos remarques ou nous signaler une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .