Pendant les étés chauds, les fenêtres entretiennent souvent une relation amour-haine : elles apportent une lumière naturelle vive et de larges vues à l’intérieur, mais elles deviennent également le principal canal d’intrusion de chaleur. Les méthodes traditionnelles d'isolation thermique, telles que les rideaux occultants ou les films sombres, peuvent bloquer les vagues de chaleur, mais elles sacrifient inévitablement l'éclairage intérieur et le magnifique paysage à l'extérieur de la fenêtre. Cependant, ce dilemme pourrait bientôt appartenir au passé.
Une équipe de recherche de l'Université de Notre Dame a récemment annoncé une percée : elle a utilisé l'informatique quantique et la technologie d'apprentissage automatique pour développer avec succès un nouveau type de revêtement de fenêtre transparent capable de bloquer efficacement les rayons ultraviolets et infrarouges générateurs de chaleur tout en gardant le verre clair et transparent, réduisant ainsi considérablement les températures intérieures.
Au cœur de cette recherche se trouve une technologie appelée Transparent Radiative Cooling (TRC). Tengfei Luo, responsable du projet et professeur de recherche énergétique à l'Université de Notre Dame, a expliqué que les fenêtres en verre ordinaires permettront au rayonnement thermique de la lumière du soleil de pénétrer dans la pièce, provoquant une forte augmentation de la charge de climatisation. Afin de résoudre ce problème, l’équipe de recherche n’a pas utilisé la méthode traditionnelle d’essais et d’erreurs, mais a introduit de manière innovante un modèle d’apprentissage automatique assisté par ordinateur quantique. À l’aide de ce puissant outil informatique, ils ont sélectionné la solution optimale parmi d’innombrables combinaisons de matériaux en très peu de temps et ont conçu une structure multicouche ultra-mince composée de matériaux courants tels que la silice, l’oxyde d’aluminium et l’oxyde de titane, et ont recouvert sa surface d’une couche de polymère (PDMS) couramment utilisée dans les lentilles de contact.
Le nouveau revêtement fonctionne comme une paire de « lunettes de soleil architecturales » de haute technologie, mais il est plus intelligent que les lunettes de soleil ordinaires. Il peut laisser pénétrer sélectivement la lumière visible, garantissant ainsi une lumière intérieure suffisante et une vision claire ; en même temps, il peut agir comme un miroir, réfléchissant les rayons ultraviolets et proches infrarouges qui transportent la chaleur du soleil, et même utiliser le principe du refroidissement radiatif pour « décharger » la chaleur directement à travers l'atmosphère vers l'espace. Il convient de mentionner que dans les dernières recherches, l'équipe a encore optimisé la structure du revêtement afin qu'elle puisse maintenir des performances d'isolation thermique efficaces quel que soit l'angle sous lequel se trouve le soleil - qu'il s'agisse de la lumière directe du soleil à midi ou d'une lumière solaire oblique le matin et le soir, surmontant ainsi la limitation selon laquelle des technologies similaires dans le passé ne pouvaient fonctionner que sous des angles spécifiques.
Basé sur des tests de simulation et des données expérimentales réelles, ce nouveau film pour vitrage devrait réduire les coûts de refroidissement de la climatisation des bâtiments d'environ 31 % dans les climats chauds et secs. Le professeur Teng Fei a déclaré que ce revêtement convient non seulement aux murs-rideaux en verre des immeubles résidentiels et de bureaux, mais qu'il devrait également être appliqué aux vitres des automobiles à l'avenir, ce qui est particulièrement important pour améliorer l'autonomie des véhicules électriques. À mesure que cette technologie mûrit et est produite à grande échelle, elle devrait devenir une technologie clé dans le domaine des bâtiments écologiques, des économies d'énergie et de la réduction des émissions à l'avenir, nous permettant de profiter du soleil et de magnifiques paysages sans avoir à nous soucier des factures d'électricité élevées et de la température ambiante torride.
Compilé à partir de /ScitechDaily