L’innovation dans le domaine des matériaux intelligents ouvre de nouvelles voies pour l’efficacité énergétique des bâtiments. Une équipe de scientifiques a mis au point un polymère révolutionnaire capable d’ajuster sa transparence en fonction des variations de température, surpassant les matériaux similaires en termes de durabilité, de transparence et de réactivité.
Les ingénieurs du Laboratoire des Nanomatériaux de l’Université Rice, dirigé par Pulickel Ajayan, ont développé un nouveau système de mélange de polymères salés. Le dispositif pourrait permettre le déploiement à grande échelle de matériaux thermochromiques comme technologie de refroidissement des espaces intérieurs économe en énergie.
Sreehari Saju, doctorant en science des matériaux et nano-ingénierie à Rice et co-auteur principal de l’étude, a indiqué : «Notre formulation exploite des composants organiques et inorganiques pour surmonter les limitations des matériaux thermochromiques existants, telles que leur courte durée de vie et leurs coûts élevés.»
La réponse thermique de ce matériau est particulièrement adaptée aux exigences environnementales réelles. Les chercheurs estiment que les fenêtres intelligentes fabriquées à partir de ce matériau pourraient réduire considérablement la consommation d’énergie des bâtiments, ayant un impact tangible sur les coûts énergétiques et l’empreinte carbone.
L’équipe de recherche a combiné des méthodes expérimentales avec des simulations informatiques pour comprendre le comportement du matériau dans différents environnements et configurations architecturales. Ils ont notamment évalué les performances du matériau dans des zones urbaines spécifiques à travers le monde pour avoir une idée de son impact potentiel lors d’un déploiement à grande échelle.
«Notre approche était unique car elle nécessitait un équilibre précis de matériaux et de techniques qui n’avaient pas été explorés auparavant dans cette combinaison, offrant une nouvelle voie pour le développement de matériaux intelligents.» a souligné Anand Puthirath, chercheur scientifique dans le groupe de recherche Ajayan et co-auteur principal de l’étude.
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Les chercheurs ont synthétisé le matériau en mélangeant deux polymères avec un type de sel et ont travaillé à l’optimisation de la composition pour obtenir des transitions fluides entre les états transparent et opaque avec les fluctuations de température. Leurs résultats montrent que le nouveau mélange thermochromique est non seulement très efficace pour réguler le rayonnement solaire, mais aussi remarquablement durable avec une durée de vie estimée à 60 ans.
Le professeur Ajayan, auteur correspondant de l’étude et titulaire de la chaire Benjamin M. et Mary Greenwood Anderson en ingénierie à Rice, ainsi que professeur et directeur du département de science des matériaux et de nano-ingénierie, a conclu : «Ces résultats de recherche établissent de nouvelles références en matière de durabilité et de performance des thermochromiques, en particulier dans un système simple et pratiquement viable.»
Cette avancée répond à un défi dans l’architecture durable, offrant une solution pratique et évolutive pour améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments. Dans un contexte où la climatisation représente déjà 7% de l’utilisation mondiale d’énergie et 3% des émissions de carbone, cette innovation pourrait jouer un rôle significatif dans la réduction de la consommation énergétique liée au refroidissement des espaces intérieurs.
Légende illustration : Un matériau thermochromique pourrait rendre le contrôle de la température intérieure plus efficace sur le plan énergétique. Crédit : Jeff Fitlow/Rice University.
Article : ‘Thermochromic polymer blends’ / ( 10.1016/j.joule.2024.07.020 ) – Rice University – Publication dans la revue Joule /
