Tel un caméléon, la peinture change de couleur sous l’influence de l’environnement. Clair quand il fait chaud, sombre quand il fait froid. La peinture peut donc contribuer au refroidissement et au chauffage « passifs » des bâtiments : elle y contribue sans consommer elle-même d’énergie.
Des chercheurs de l’Institut de technologie de Harbin en Chine ont conçu le revêtement caméléon pour les surfaces et les bâtiments dans des endroits où les saisons changent considérablement, comme c’est également le cas aux Pays-Bas. La peinture est facile à fabriquer et à appliquer, ils écrivent mercredi dans la revue scientifique Lettres nano.
35 pour cent de la consommation mondiale d’énergie est consacrée aux bâtiments. Sur cette somme, 60 pour cent sont utilisés pour le refroidissement et le chauffage. Les revêtements peuvent contribuer à réduire cette consommation d’énergie. Jusqu’à présent, ces peintures étaient principalement conçues dans un souci de refroidissement.
L’idée des revêtements refroidissants est de renvoyer autant d’énergie rayonnante que possible dans l’espace. Si plus d’énergie sort qu’elle n’en entre, la surface reste plus froide que l’environnement. Cela va au-delà du simple fait d’être très blanc pour refléter beaucoup de choses ; Les petites particules présentes dans la peinture diffusent également la lumière de manière à ce qu’elle acquière la bonne longueur d’onde pour pouvoir retourner dans l’espace.
Points chauds
Une surface dotée d’un tel revêtement peut être jusqu’à 10 degrés moins chaude que la température ambiante – la conséquence logique est que l’espace situé en dessous chauffe également moins.
Ceci est particulièrement utile dans les endroits ensoleillés et chauds. Dans les endroits où les saisons changent considérablement, vers les latitudes moyennes, les revêtements réfléchissants ont l’effet inverse pendant les périodes froides. Ils fournissent également un refroidissement supplémentaire par temps froid, ce qui signifie que davantage de chauffage est nécessaire.
Un caméléon du désert, présent notamment en Namibie, a inspiré les chercheurs chinois. Le caméléon régule sa température corporelle en ajustant la couleur de sa peau en fonction de la température ambiante. Plus il fait chaud, plus la peau est blanche. En refroidissant, il devient plus sombre. La peinture fait quelque chose de similaire.
L’effet rafraîchissant est obtenu par le revêtement grâce à des nanoparticules de sulfate de baryum (BaSO4) et de l’oxyde d’aluminium (Al2Ô3). Les nanoparticules varient en taille et les tailles exactes qui doivent être présentes pour diffuser et réfléchir correctement la lumière ont été calculées. L’utilisation de ces nanoparticules n’est pas nouvelle, on les retrouve également dans d’autres revêtements réfléchissants.
Si la température descend en dessous de 20 degrés, les microcapsules dites thermochromes présentes dans la peinture deviennent actives. C’est nouveau. Les microcapsules contiennent de la lactone cristal violette, un colorant plus couramment utilisé pour les processus thermodynamiques.
La lumière invisible
À basse température, le colorant réagit avec le bisphénol A : un proton du bisphénol A brise la forme annulaire du composé organique. La peinture vire alors du gris foncé au noir. Dans cet état, le revêtement absorbe le rayonnement, comme les autres surfaces sombres, ce qui provoque un réchauffement de la surface. Lorsque l’environnement se réchauffe à nouveau, ce processus s’inverse.
Les chercheurs ont testé le revêtement dans diverses conditions extérieures. Il a montré que la réflexion de la lumière invisible et de la lumière visible a diminué respectivement de 93 et 91 pour cent à 70 et 50 pour cent. Concernant ce que cela signifie pour la chaleur, les chercheurs rapportent que lors d’une journée ensoleillée à 10 degrés Celsius, une surface avec seulement un revêtement de refroidissement était de 10,5 degrés et une surface avec le nouveau revêtement était de 19,2 degrés. À une température extérieure de 30 degrés, les deux revêtements avaient la même température.
L’article dans Lettres nano Après de nombreuses mesures, on aboutit à un calcul approximatif : par rapport à une situation dans laquelle une peinture qui ne fait que refroidir est appliquée, le revêtement caméléon autour des fils de largeur moyenne pourrait entraîner une consommation d’énergie en moins de 20 % dans les bâtiments.