Les innovations technologiques dans le domaine de la construction transforment la façon dont nous abordons la consommation énergétique et les émissions de carbone. Une équipe de Hong Kong a mis au point un revêtement novateur pour les bâtiments, offrant des solutions concrètes pour l’efficacité énergétique et la lutte contre le réchauffement climatique.
L’Université Polytechnique de Hong Kong (PolyU) a développé un revêtement de refroidissement radiatif adaptatif à énergie solaire (SARC) pour les toits et les murs des bâtiments. Ce revêtement écologique permet de réduire la température de surface d’un bâtiment jusqu’à 25°C et d’abaisser les températures intérieures de 2 à 3°C, sans consommer d’énergie.
Le professeur Lu Lin Vivien, du Département de l’environnement bâti et de l’ingénierie énergétique de PolyU, a dirigé l’équipe de recherche responsable de cette innovation. Le Dr Quan Gong, chercheur postdoctoral du même département, a également joué un rôle clé dans le développement de ce revêtement.
Une technologie adaptative et écologique
Le revêtement SARC se distingue par sa capacité à ajuster sa capacité de refroidissement en fonction de l’irradiance solaire. Cette propriété est rendue possible grâce à l’utilisation de points quantiques de carbone (CDs) intégrés dans le revêtement. À mesure que l’intensité solaire augmente, la réflectance solaire du revêtement s’améliore, empêchant ainsi les bâtiments d’absorber une chaleur excessive.
Contrairement aux matériaux de refroidissement photoluminescents traditionnels, qui reposent souvent sur des métaux rares et des matériaux à base de pérovskite potentiellement nocifs pour l’environnement, le revêtement SARC utilise des CDs à base de polymères respectueux de l’environnement. Ces nanoparticules sont incorporées dans des polymères pour créer un matériau biologiquement inoffensif.
Des performances impressionnantes
Les tests réalisés ont montré que le revêtement SARC améliore la réflectance solaire effective diurne de 92,5% à 95% par rapport aux revêtements de refroidissement radiatif conventionnels. L’effet de refroidissement est augmenté de 10% à 20%. Par exemple, lorsqu’il est appliqué sur des toits en béton, le revêtement peut réduire la température jusqu’à 25°C.
Dans le cadre d’un projet de démonstration mené en collaboration avec le gouvernement de Hong Kong, l’équipe a appliqué le revêtement SARC sur les toits de conteneurs utilisés comme logements sur un chantier de construction. Après environ deux ans et demi d’exposition continue en extérieur, les toits revêtus sont restés 24°C plus frais que les toits en béton exposés au soleil. Le revêtement s’est avéré très durable, avec une diminution de la réflectance solaire de moins de 2% sur la période de deux ans.
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Des économies d’énergie significatives
L’utilisation du revêtement SARC a permis de réaliser des économies d’énergie annuelles de 10% en réduisant la charge de climatisation. L’équipe de recherche a également étudié l’impact potentiel de ce revêtement dans différentes régions climatiques de Chine continentale.
Selon les propos du professeur Lu : « Notre nouveau revêtement SARC démontre des performances de refroidissement exceptionnelles et convient à une large gamme de climats, accélérant ainsi le développement de matériaux de refroidissement de nouvelle génération. »
Des applications multiples et un avenir prometteur
Le revêtement SARC présente de nombreux avantages pour le développement urbain durable et l’atténuation de l’effet d’îlot de chaleur urbain. Il peut être produit dans diverses couleurs et appliqué facilement sur les toits, les murs, les chaussées et les surfaces urbaines à l’aide de rouleaux à peinture.
L’équipe de recherche travaille également sur l’intégration du revêtement photoluminescent avec des panneaux solaires photovoltaïques (PV) bifaciaux. Cette combinaison permettrait d’améliorer à la fois la gestion thermique et la production d’électricité, transformant les bâtiments de consommateurs d’énergie en producteurs d’énergie.
Un projet pilote est prévu pour le nouveau dortoir étudiant de PolyU à Kowloon Tong. L’installation de panneaux PV bifaciaux sur une surface d’environ 600 m² pourrait générer 97 000 kWh d’électricité, entraînant des économies annuelles de plus de 120 000 dollars de Hong Kong.
