Contrôler la lumière entrante et bénéficier de la chaleur en hiver, mais pas en été, c'est le principe des « Liquid windows » qui s'inspirent du calamar !
Les fenêtres liquides seraient apparemment abordables, car elles pourraient être fabriquées à partir de composants prêts à l'emploi et facilement disponibles.
Crédit photo : Raphaël Kay, Adrian So
Construire des bâtiments économes en énergie devient un enjeu mondial pour lutter contre le réchauffement climatique. Nous savons que la plupart des bâtiments anciens sont de gros consommateurs d’énergie, mais il est impossible de tous les reconstruire. Des chercheurs de l’université de Toronto (Canada) viennent de mettre au point, une technologie « Liquid windows » ou fenêtre liquide multicouche qui pourrait apporter une solution à l’économie d’énergie des bâtiments. Selon les inventeurs de ce nouveau concept, ces fenêtres novatrices pourraient être installées sur des bâtiments existants. Elles seraient peu coûteuses et relativement faciles à fabriquer. Présentation.
Des fenêtres liquides, qu’est-ce que c’est ?
Les fenêtres « intelligentes » existent déjà, comme certaines qui peuvent électroniquement être commutées pour bloquer la lumière du soleil ou la laisser entrer. La nouvelle fenêtre multicouche inventée par les chercheurs canadiens pourrait être réglée sur différents modes de filtration de la lumière. Par conséquent, elles permettraient de réaliser des économies d’énergie. Sur les fenêtres photochromiques existantes, il est possible de régler la quantité de lumière qui passe à travers la fenêtre. Le verre bloque alors partiellement le spectre visible pour diminuer la luminosité, bloquant également le spectre infrarouge pour limiter la chaleur dans la pièce. Pour les chercheurs, les utilisateurs pourraient avoir besoin de luminosité sans chaleur en été par exemple, mais pas en hiver. Or, les fenêtres actuelles ne permettent pas cette sélection.
Une fenêtre capable de régler la quantité de lumière qui traverse le verre.
De quoi s’inspirent les « Liquid windows » ?
Les fenêtres « Liquid windows » ont été mises au point par une équipe de scientifiques de l’université de Toronto, dirigée par le professeur Ben Hatton. Comme de nombreuses inventions actuelles, elles sont fabriquées selon le principe du biomimétisme. Rappelons que le biomimétisme est le fait de transposer les propriétés essentielles d’un système biologique végétal ou animal, pour répondre à des besoins humains. Pour les « Liquid windows », ce sont les calamars, seiches et krills qui ont inspiré les chercheurs. Ces animaux marins ont la faculté de déplacer des pigments dans les cellules situées sous leur peau, les faisant passer d’un état transparent à un état opaque. Transposée à une fenêtre, cette faculté des calamars se traduit par un prototype qui se compose de plusieurs feuilles de plastique transparent empilées. Chaque feuille étant traversée par des micro-canaux de quelques millimètres d’épaisseur.
En pompant des liquides contenant différents pigments (ou d’autres molécules) dans et hors des canaux de chaque feuille, différentes combinaisons de qualités optiques peuvent être sélectionnées pour l’ensemble de la fenêtre. Par exemple, en pompant des pigments qui bloquent la lumière visible dans une feuille et des pigments qui bloquent la lumière infrarouge dans une autre, la fenêtre peut être réglée pour laisser entrer la lumière visible tout en bloquant la lumière infrarouge. De plus, pomper de la peinture diffusant la lumière dans ou hors de l’autre feuille aide à ajuster la douceur/l’intensité de la lumière du soleil visible dans la pièce.
Les scientifiques à l’origine de cette étude estiment que les « Liquid windows » pourrait permettre d’économiser environ 25 % sur le chauffage et sur la climatisation chaque année. Si ces fenêtres étaient également utilisées pour le contrôle de la lumière visible, alors l’économie annuelle serait de 50 %. « Les bâtiments utilisent une tonne d’énergie pour chauffer, refroidir et éclairer les espaces qu’ils contiennent » explique Raphael Kay, auteur principal d’un article sur l’étude. S’il devient possible de contrôler le type et la direction de l’énergie solaire, en plus de la quantité souhaitée, alors la réduction de la consommation pourrait être conséquente ! Retrouvez l’étude complète dans la revue PNAS.