Innovation

Tarc : l’invention d’un revêtement de toiture révolutionnaire qui chauffe en hiver et rafraîchit en été (sans électricité)

Les toits rafraichissants sont une technologie vue et revue dans le monde de la climatisation… Ce qu’il y a de nouveau avec le TARC, c’est qu’en plus de rafraichir l’intérieur de votre maison, il le réchauffe également !

TARC est le diminutif de « Temperature-Adaptive Radiative Coating », signifiant littéralement « revêtement radiatif adaptatif à la température ». Il s’agit d’un revêtement thermique destiné aux toitures de maisons, développé par des scientifiques de l’Université de Berkeley en Californie. Son point fort réside dans sa capacité à s’autoréguler automatiquement en fonction de la température extérieure, et ce, sans aucun besoin d’énergie. Ce système de climatisation est conçu, d’une part, dans le but de réduire la consommation énergétique liée au chauffage et à la climatisation ; et d’autre part, de maintenir un confort thermique optimal à l’intérieur.

Une solution au vanadium

Afin de mieux comprendre le fonctionnement de ce toit réversible, rappelons d’abord celui des toits à propriété rafraichissante. Ces derniers ont des surfaces capables de réfléchir la lumière solaire ainsi qu’une partie de la chaleur dans l’air afin de limiter l’absorption de chaleur. S’il est appréciable en été, ce système continue toujours de fonctionner en hiver, en refroidissant la maison, augmentant ainsi le besoin en chauffage.

Le matériau ressemble à un adhésif et peut être fixé sur les toitures.
Le matériau ressemble à un adhésif et peut être fixé sur les toitures. Crédit photo : Thor Swift/Berkeley Lab

En réponse à ce problème, les chercheurs de Berkeley ont eu recourt à un matériau exceptionnel : le dioxyde de vanadium. Ce métal, à la différence de la plupart des métaux, agit en conducteur électrique sans pour autant conduire de la chaleur et sans absorber les infrarouges. Pourtant, lorsque la température va en dessous de 67 °C, le matériau voit ses propriétés changer. Il devient alors capable de conduire de la chaleur. De cette découverte est née la technologie du TARC. Les chercheurs ont « dopé », comme ils le disent, le dioxyde de vanadium en substituant une petite partie de lui par du tungstène. Le dopage permet de diminuer le seuil de 67 °C à 25 °C, température à partir de laquelle le matériau conduit de la chaleur.

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Un matériel efficace

Comme expliqué, le système de ce toit repose sur les propriétés du dioxyde de vanadium. D’après les mesures recueillies suite aux tests réalisés par les chercheurs, le matériel réfléchit en moyenne 75 % de la lumière du soleil. Cette quantité réfléchie augmente cependant jusqu’à 90 % lorsque la température extérieure est élevée. Cela favorise par conséquent la perte de chaleur, maintenant l’intérieur de la maison au frais. En revanche, par temps froid, la quantité de lumière réfléchie est seulement de 20 %, ce qui permet de retenir la chaleur.

Kaichen Dong (à gauche) et Jiachen Li ajustent un dispositif de dépôt par laser pulsé (PLD) utilisé pour développer le revêtement TARC pour les toitures.
Kaichen Dong (à gauche) et Jiachen Li ajustent un dispositif de dépôt par laser pulsé (PLD) utilisé pour développer le revêtement TARC pour les toitures. Crédit photo : Thor Swift/Berkeley Lab)

Un toit économique

L’un des objectifs des chercheurs depuis le début était de contribuer à réduire la facture énergétique des foyers. Après les tests qu’ils ont réalisés, on peut dire qu’ils ont atteint leur but. En effet, ils ont conclu que le TARC était capable de faire économiser en moyenne 10 % du coût d’électricité. Cette valeur est obtenue après plus de 100 000 simulations énergétiques effectuées durant une année. Les tests ont été menés dans une quinzaine de zones ayant des climats différents. Le TARC s’est révélé plus performant que les revêtements classiques sur 12 de ces 15 zones. Plus d’informations : ipo.lbl.gov

Source
newscenter.lbl.gov

Miotisoa RANDRIANARISOA

De nature curieuse, j'aime particulièrement écrire sur la médecine, l'environnement et la nouvelle technologie !

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