Ces fenêtres chauffent la maison et permettent d’économiser jusqu’à 40 % sur votre facture de chauffage

L’arrivée d’une cyclogenèse de froid polaire en Espagne pendant le long week-end de décembre et les premières chutes de neige dans plusieurs régions ont imposé des exigences maximales aux systèmes de chauffage domestique. Ceci, sachant que la dépense énergétique des bâtiments continue d’être l’une des plus importantes, entre 30 et 40 % du total (au-dessus de l’industrie ou des transports), ce qui représente un énorme effort économique pour des milliers de familles. Heureusement, ces dernières années, il y a eu des avancées technologiques qui cherchent à réduire la consommation sans renoncer au confort thermiquedes pompes à chaleur de plus en plus compactes et moins chères à l’invention espagnole qui chauffe la maison rapidement, est facile à installer et permet d’économiser 90 % sur les factures.

Généralement liées aux économies sur la climatisation en raison de leur capacité à bloquer les rayons infrarouges, les fenêtres intelligentes sont une alternative à prendre en compte pour résoudre le problème. Un nouveau projet de recherche de l’Institut de l’environnement et du développement durable de l’Université d’Exeter, au Royaume-Uni, s’engage à développer des un nouveau matériau pour réduire les pertes de chaleur des bâtiments à travers les fenêtres et permettent des économies d’énergie comprises entre 30 et 40 % par an.

Ce nouveau développement vise à résoudre les principaux problèmes et limitations rencontrés par les fenêtres intelligentes actuellement disponibles sur le marché. Leur fonctionnement nécessite de l’électricité et, dans la plupart des cas, ils sont basés sur une alternance de restriction totale du passage de la lumière et d’une totale transparence. La technologie électrochrome, la plus courante, est idéale pour éviter la chaleur en été, mais en hiver, elle n’est pas aussi efficace pour bloquer le froid. L’alternative thermochromique, qui change de couleur en fonction de la températuresemble le plus prometteur.

Fenêtres intelligentes

Les fenêtres sont l’un des éléments les plus importants lors de l’étude de l’efficacité énergétique d’un bâtiment. Ils sont principalement responsables des déperditions de chaleur en hiver et de leur augmentation en été, et c’est pourquoi ils sont devenus la principale cible des chercheurs et des constructeurs lorsqu’ils recherchent des solutions.

Les plus répandues, comme nous l’avons dit, sont les fenêtres intelligentes électrochromatiques, qui sont fabriquées en prenant en sandwich un film transparent de cristaux liquides dispersés en polymère (PDLC) entre deux morceaux de verre. Sur simple pression d’un bouton, une transformation moléculaire réversible se produit qui rend la fenêtre opaque ou sombre. Cela obtient interrompre le passage de la lumière infrarougela cause du fait que les pièces sont trop chaudes dans les climats chauds ou lorsque les températures augmentent pendant les mois d’été.

Leur potentiel est énorme, puisqu’ils parviennent à « rebondir » jusqu’à 70 % de la chaleur vers l’extérieur et, dans certains cas, ils peuvent également réduire les pertes lorsqu’il fait froid. Cependant, son installation présente plusieurs inconvénients. Leur consommation d’énergie n’est pas excessive, mais ils nécessitent une source d’énergie constante et, comme ils deviennent complètement opaques, ils nécessitent l’utilisation d’un éclairage artificiel à l’intérieur lorsqu’il fait beau. En plus, les films électrochromatiques ont tendance à se dégrader rapidementdevant être remplacé pour continuer à offrir les mêmes résultats.

Pour surmonter ces limites, D’autres chercheurs et fabricants ont opté pour la technologie photochromiquece qui élimine le besoin d’électricité. Son fonctionnement s’apparente à celui des lunettes de soleil dont les verres changent de couleur en fonction de l’intensité de la lumière ambiante. Ces développements sont basés sur une couche de minuscules cristaux ou composés d’halogénure d’argent appelés naphtopyranes, qui réagissent à l’augmentation de la lumière ultraviolette (UV) et tachent progressivement le verre, en s’adaptant passivement.

Le principal problème des fenêtres photochromiques développées à ce jour est leur coût élevé, dû à l’utilisation d’halogénures d’argent. Plusieurs prototypes et produits finaux ont également été présentés peu fiable les jours nuageux ou pluvieux et manque de contrôle manuel.

Pour tout cela, des chercheurs de l’Université d’Exeter, dirigés par le professeur Asif Tahir, ont opté pour la troisième voie, la technologie thermochromique, capable de réagir aux températures plutôt qu’à la lumière. Ils ne nécessitent pas non plus d’électricité, sont moins chers que les autres options et ont la capacité de bloquer la lumière ultraviolette et infrarouge. De plus, ils permettront un obscurcissement progressif adapté à la chaleur extérieureavec différents degrés intermédiaires de transparence.

Combinaison de technologies

Pour parvenir à un produit final viable et valable dans les climats chauds et froids, la recherche se concentrera sur “réduire les pertes de chaleur en contrôlant le rayonnement solaire entrant pour maximiser les gains solaires”, selon le site du projet. Ils cherchent également à « minimiser les déperditions de chaleur en hiver et à les inverser en été, tout en garantissant les meilleures conditions d’éclairage naturel sans éblouissement ».

Pour ce faire, ils devront surmonter certains obstacles, comme la difficulté de faire évoluer les couches de dioxyde de vanadium actuellement utilisées à mesure que la température augmente. Le Les appareils thermochromiques actuels commencent à réfléchir les infrarouges à partir de 67 ºCles rendant inopérants pour une utilisation sur Windows.

C’est pourquoi l’équipe de Tahir propose combiner plusieurs technologies développer « un composite intelligent multiple basé sur une matrice optimisée de matériaux à changement de phase (PCM) pour améliorer la capacité thermique, de matériaux isolants transparents (TIM) pour augmenter la résistance thermique, d’un absorbeur infrarouge transparent (TIA) pour absorber le rayonnement IR et de matériaux thermochromiques (TCM) » ) pour contrôler la transmission de la lumière. Tout cela, associé à un revêtement réfléchissant les infrarouges, permettra de « réduire les pertes et les gains de chaleur à travers l’enveloppe transparente de l’environnement bâti ».

Le but ultime du programme de recherche implique la production à grande échelle de fenêtres intelligentes capables de maintenir un environnement confortable de lumière naturelle et réduire la consommation énergétique annuelle des bâtiments de 30 à 40 %.

“Installer cinq fenêtres intelligentes dans un appartement dans un pays froid permettrait aux propriétaires de réduire le nombre de radiateurs de cinq à deux”, explique Anurag Roy, chercheur postdoctoral à l’Université d’Exeter à un article publié dans La conversation. “Et, outre les bâtiments, ces technologies pourraient également être utilisées dans les avions et les voitures.”