La consommation d’énergie dans les bâtiments représente plus de 40 % de la consommation totale d’énergie dans le monde, dont l’éclairage et le refroidissement des locaux constituent une part importante. Les fenêtres en verre traditionnelles, utilisées depuis des siècles, ne sont toutefois pas efficaces sur le plan énergétique. En été, la lumière solaire proche de l’infrarouge transmise par les fenêtres produit un réchauffement indésirable, et la forte réflexion de l’infrarouge moyen limite le rejet de la chaleur du bâtiment.
Cet « effet de serre » aggrave la consommation d’énergie de refroidissement. Comment manipuler la lumière proche et moyen infrarouge à travers les fenêtres pour réduire la consommation de refroidissement tout en maintenant la transparence visible élevée pour la foudre reste un problème très difficile pour la conception de lunettes.
Des chercheurs de l’université de Wuhan, en Chine, dirigés par le professeur Kang Liu, proposent un nouveau modèle de verre hydrogel composé d’une couche d’hydrogel et d’une couche de verre normal. Par rapport au verre traditionnel, l’hydrogel-verre possède un niveau plus élevé de transmission de la lumière visible, un meilleur blocage de la lumière dans le proche infrarouge et une plus grande émittance thermique dans le moyen infrarouge.
Grâce à ces propriétés, les chercheurs démontrent que les fenêtres en verre hydrogel peuvent améliorer l’éclairage intérieur et réduire la température intérieure. Les simulations montrent que la nouvelle fenêtre peut réduire la consommation d’énergie liée à l’éclairage et à la climatisation des bâtiments de 2,37 à 10,45 MJ-m-2-an-1 dans différentes villes du monde.
Les travaux intitulés « Broadband light management in hydrogel glass for energy efficient windows » ont été publiés dans la revue Frontiers of Optoelectronics (5 août 2022).
Référence : Fu, J., Feng, C., Liao, Y., Mao, M., Liu, H., Liu, K. Broadband light management in hydrogel glass for energy efficient windows. Front. Optoelectron. 15, 33 (2022). https://doi.org/10.1007/s12200-022-00033-4
[ Crédit image : JIA FU, CHUNZAO FENG, YUTIAN LIAO, MINGRAN MAO, HUIDONG LIU & KANG LIU ]
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