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

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.

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 .