En France, selon des données publiées sur le site des ministères Territoires Écologie Logement, le prix de l’électricité a atteint 272 €/MWh pour les particuliers au premier semestre 2024, soit une hausse de 21,9 % par rapport à la même période en 2023. Pour réduire leurs dépenses et leur dépendance au réseau public de distribution, plusieurs solutions s’offrent aux ménages, dont les panneaux solaires photovoltaïques classiques et les systèmes BIPV (intégré au bâtiment). Le photovoltaïque intégré au bâtiment est actuellement en plein essor et de nouvelles innovations voient régulièrement le jour, à l’instar de la fenêtre solaire intelligente développée par un groupe de scientifiques chinois de l’Université de Hunan. Ce dispositif permet de produire de l’électricité décarbonée et peut faire office de protection solaire.
Une fenêtre constituée de plusieurs éléments
Cette fenêtre intelligente est constituée d’une vitre transparente, de cellules photovoltaïques en silicium, d’une cavité remplie d’argon, d’un film électrochrome et d’une feuille de verre à faible émissivité (Low-E). La vitre Low-E a pour rôle de limiter les déperditions de chaleur, tout comme la lame d’argon. Le film électrochrome, quant à lui, permet d’atténuer le rayonnement solaire pénétrant dans un bâtiment et, par conséquent, d’éviter les surchauffes durant l’été. Concernant les cellules photovoltaïques, elles se présentent sous la forme de bandes de 3 mm et sont installées derrière la vitre transparente, afin qu’elles bénéficient d’une excellente exposition à la lumière du soleil. Leur efficacité est estimée à 11,8 %.
Un film électrochrome qui s’opacifie en fonction de la tension
Le film électrochrome de la fenêtre intelligente est composé de deux électrodes, ainsi que d’une couche de conduction d’ions, de stockage d’ions et d’une couche électrochromique. En l’absence de tension, il reste transparent et laisse donc passer intégralement la lumière provenant de l’extérieur. Par ailleurs, dès qu’une tension est appliquée, les ions lithium de la couche de stockage prennent la direction de la partie électrochromique du film et entrent en contact avec le trioxyde de tungstène. Ce dernier devient ensuite opaque et bloque une partie du rayonnement solaire. Selon les chercheurs, plus la tension est élevée, plus la couleur du film est foncée.
Des simulations pour évaluer les performances des fenêtres intelligentes
Pour analyser les performances de ses fenêtres intelligentes, l’équipe de scientifiques a réalisé des simulations à partir du logiciel EnergyPlus. Durant les tests, elle a analysé les données issues de deux types de contrôles, à savoir celui du rayonnement solaire et celui du flux thermique. Le premier permet de rendre le film électrochrome plus opaque en fonction du rayonnement ; tandis que le second change sa couleur, selon la chaleur qui traverse le vitrage. Les résultats des simulations ont permis aux chercheurs de conclure que les fenêtres intelligentes avec le contrôle du flux thermique réduisent significativement le taux d’éclairement excessif entraîné par les rayons du soleil. Elles sont aussi capables de diminuer efficacement la consommation d’énergie annuelle nette et la différence moyenne journalière entre les pics et les creux.
À noter que durant les tests, l’équipe a comparé les données avec celles d’une fenêtre à faible émissivité classique. Les simulations ont été réalisées dans des bâtiments de 50 m de longueur, de 4,6 m de profondeur et de 2,7 m de hauteur. Ils ont été installés par les scientifiques dans les villes de Fuzhou, Xiamen, Hong Kong et Haikou, pendant la période allant de mai à octobre. Plus d’informations ici. Verrons-nous apparaitre ce type de vitrage sur le marché prochainement ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
