Refroidissement radiatif : un métamatériau doté de propriétés uniques, autonettoyant et rafraichissant

Ce métamatériau multifonctionnel microphotonique, conçu par les chercheurs du KIT, laisse entrer la lumière naturelle, rafraîchit l'intérieur d’une pièce et se nettoie automatiquement. Plus transparent que le verre, il pourrait révolutionner le secteur de la construction.

Aujourd’hui, rares sont les bâtiments ou logements qui bénéficient d’une excellente exposition à la lumière naturelle. Pourtant, c’est un élément important pour le confort, la santé et l’humeur des occupants, sans parler des économies d’énergie pouvant être réalisées. Notons que l’éclairage représente environ 6 % des émissions de GES et 19 % de la consommation électrique mondiale. En France, la consommation annuelle d’énergie liée à l’éclairage est de 56 TWh, comme nous pouvons le voir sur le site du Syndicat de l’éclairage. Exploiter la lumière naturelle est donc plus que jamais indispensable. C’est ce qui a poussé les chercheurs du KIT (Karlsruher Institut für Technologie) et du IMT (Institute of Microstructure Technology) à concevoir un métamatériau à base de polymère doté de propriétés uniques, pouvant remplacer les composants en verre utilisés dans la construction.

Un métamatériau aux multiples fonctions

Ce métamatériau mis au point par les chercheurs du KIT, en collaboration avec le IMT, est constitué de pyramides microscopiques en silicone, mesurant une dizaine de micromètres. Cette particularité lui permet de diffuser aisément la lumière naturelle et sans éblouissement, mais également de rafraîchir la pièce grâce au refroidissement radiatif, tout en conservant un haut niveau de transparence. Mis à part cela, ce film PMMM possède des propriétés super-hydrophobes, à l’instar de la feuille de lotus. Les chercheurs se seraient inspirés de « l’effet lotus » dans sa conception, afin de lui permettre de s’autonettoyer. Selon eux, l’eau qui s’y dépose se forme comme des perles et se glisse très facilement sur la surface, éliminant la poussière et la saleté. Grâce à cette fonction autonettoyante, ce métamatériau en polymère serait facile à entretenir et durable.

Plate forme de test de la chambre d'essai de refroidissement avec un toit en verre et un toit en PMMM.
Plate forme de test de la chambre d’essai de refroidissement avec un toit en verre et un toit en PMMM. Crédit photo : Gan Huang et al / KIT

Des tests effectués dans des conditions réelles

Les chercheurs ont procédé à des tests en laboratoire et à l’extérieur, dans des conditions réelles, pour évaluer différents paramètres : performances de refroidissement, coefficient de transmission lumineuse, capacité d’auto-nettoyage, etc. D’après eux, les résultats sont prometteurs, dans la mesure où la structure micropyramide du film PMMM disperse 73 % de la lumière solaire entrante, procurant un aspect flou. Ce métamatériau est toutefois plus transparent que le verre, car sa transmission spectrale est de 95 %, contre 91 % pour ce dernier. En outre, il permet d’obtenir un refroidissement de 6 °C par rapport à la température ambiante. Selon Gan Huang, chef de groupe chez IMT, « ce matériau permet de créer espaces intérieurs lumineux, sans éblouissement et à l’abri des regards indiscrets […] S’il est utilisé dans les serres, l’efficacité de la photosynthèse est estimée à 9 % grâce à sa transmission lumineuse élevée ».

Un matériau prometteur dans le domaine de la construction

Pour les chercheurs du KIT et du IMT, le film PMMM est un matériau innovant qui a du potentiel. En effet, il peut contribuer à réduire la consommation énergétique d’un bâtiment, en fournissant notamment un refroidissement passif et en optimisant la lumière naturelle. « Notre matériau nouvellement développé a le potentiel d’être utilisé dans divers domaines et apporte une contribution significative à une architecture durable et économe en énergie », explique Gan Huang. Selon lui, celui-ci pourrait révolutionner le secteur de la construction, car c’est « une solution évolutive qui peut s’intégrer parfaitement dans les plans de construction de bâtiments et de développement urbain respectueux de l’environnement ». Il estime que ce nouveau métamatériau à base de polymère pourrait à l’avenir remplacer les composants en verre dans la construction. Plus d’informations : kit.edu. Que pensez-vous de cette découverte innovante ? Je vous invite à partager votre avis, vos remarques ou nous signaler une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .

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Source
kit.edu

Raharisoa Saholy Tiana

Je m’appelle Tiana et je suis journaliste professionnelle. J’ai une affinité particulière pour les sujets d’actualités et sur tout ce qui a trait à l’environnement, à l’innovation et au lifestyle. Depuis plusieurs années, j’ai couvert un large éventail de sujets liés entre autres aux questions environnementales et aux nouvelles technologies. Chez Neozone, j’interviens pour vous faire découvrir ces sujets fascinants, qui peuvent apporter de grands changements dans la société et qui méritent d’être mis en lumière. De nature curieuse et créative, j’ai toujours voulu devenir une journaliste web francophone. Après avoir obtenu mon diplôme de maîtrise en droit privé à l'université d’Antananarivo, j’ai décidé de me former aux métiers de la rédaction. J’ai commencé dans une agence web locale, avant de me lancer dans le « freelancing ». Cela fait plus de 10 ans que j’évolue dans ce secteur, en collaborant notamment avec de nombreuses agences et sites internationaux. Cette citation de Léon Trotsky m’inspire et me motive au quotidien : « La persévérance, c'est ce qui rend l'impossible possible, le possible probable et le probable réalisé. »

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