Un revêtement de toit intelligent
Les ingénieurs de Berkeley Lab ont développé un revêtement de toit intelligent qui peut garder un bâtiment plus chaud ou plus frais, selon la météo. Lorsqu’il fait chaud, ce matériau réfléchit la lumière du Soleil et la chaleur, mais ce refroidissement radiatif s’éteint automatiquement en hiver, réduisant ainsi la consommation d’énergie pour le chauffage et le refroidissement.
Un nouveau matériau intelligent appelé TARC
De plus, pour cette nouvelle étude, l’équipe a développé un revêtement qui peut automatiquement passer au piégeage de la chaleur lorsque le mercure chute. Ils appellent ce matériau un revêtement radiatif adaptatif à la température (TARC). La clé de cette technologie est un composé appelé dioxyde de vanadium (VO2). En 2017, l’équipe a découvert une propriété inhabituelle du VO2 : lorsqu’il atteint 67 °C, ce matériau conduit l’électricité mais pas la chaleur, en violation apparente de la physique connue.
Maintenant, l’équipe a mis ce matériau au travail. L’idée est que lorsque le temps se réchauffe, il absorbe et émet de la lumière infrarouge thermique et le maintient ainsi à l’écart du bâtiment. Mais lorsque le temps est frais, ce matériau est transparent à la chaleur, ce qui lui permet de passer du Soleil au bâtiment.
De très bons résultats
L’équipe a testé ce dispositif en utilisant des plaques de TARC de 2 centimètres carré à couche mince et les a comparées à des échantillons de matériaux de toiture foncés et blancs du commerce. Des dispositifs sans fil ont mesuré les changements de lumière solaire et de température. Et comme prévu, le TARC a fonctionné étonnamment bien. D’après les mesures, le TARC a réfléchi environ 75 % de la lumière du Soleil, quel que soit le temps, mais lorsque la température ambiante était supérieure à 30 °C, il a émis jusqu’à 90 % de sa chaleur vers le ciel. Lorsque la température descendait en dessous de 15 °C, le TARC n’émettait plus que 20 % de sa chaleur.
À l’aide des données recueillies, l’équipe a simulé le fonctionnement du TARC tout au long de l’année dans 15 zones climatiques différentes du continent américain et a estimé qu’un ménage américain moyen pourrait économiser jusqu’à 10 % de sa facture d’électricité grâce au TARC.
Il peut être utilisé avec d’autres appareils
Les chercheurs affirment que le TARC pourrait également être adapté comme matériau de régulation de la température pour les voitures, l’électronique, les satellites et même les tissus pour les tentes ou les vêtements. Maintenant, l’équipe prévoit de mener des expériences en utilisant des prototypes de TARC plus grands, afin de vérifier dans quelle mesure ce revêtement pourrait être pratique pour les toits des bâtiments et maisons.
Cette recherche a été publiée dans Science.
Source : Berkeley Lab
Crédit photo : Pexels