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Fini la clim ? Ce film pour fenêtres pourrait réduire la température des batiments

14 novembre 2022 à 19h00
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fenêtre vitre © Pexels / Thomas Windisch
© Pexels/Thomas Windisch

Des scientifiques ont mis au point un film de fenêtre qui pourrait faire baisser la température des bâtiments sans utiliser d'énergie.

À l'heure où le réchauffement climatique a tendance à rallonger la durée des étés année après année, plusieurs chercheurs issus de deux universités de Corée du Sud et de l'Indiana (États-Unis) indiquent avoir conçu, à l'aide de l'intelligence artificielle et de l'informatique avancée, un film de fenêtre capable d'abaisser la température d'une pièce ou d'un bâtiment, sans consommer un seul watt. À la fois innovant et prometteur.

Un film qui réfléchit la lumière solaire et ultraviolette invisible

Aujourd'hui, on estime que le refroidissement des appartements, des maisons, des locaux et des bâtiments pèse pour environ 15 % de la consommation énergétique du globe. Et cela ne devrait pas aller en s'améliorant, la clim devenant sacrément tendance à mesure que les températures battent des records de chaleur.

Les chercheurs, adoubés par une publication dans la revue de l'ACS, une organisation scientifique à but non lucratif créée il y a 150 ans par le Congrès américain, ont mis au point un revêtement de fenêtre capable d'avoir le même effet qu'un climatiseur.

Le film développé par les scientifiques est en effet capable de bloquer les rayons solaires, ultraviolets et infrarouges, tout en laissant passer la lumière vers l'intérieur. Le revêtement est ainsi conçu pour stopper tout ce qui, avec une fenêtre traditionnelle, pourrait traverser le verre pour réchauffer la pièce.

Un concept qui pourrait réduire de manière substantielle la consommation énergétique liée aux climatiseurs

Pour parvenir à leurs fins, les chercheurs ont utilisé une technologie informatique avancée ainsi que l'intelligence artificielle, afin de concevoir ce qu'ils appellent, en des termes plus techniques, un « refroidisseur radiatif transparent » (TRC ou transparent radiative cooler). Ils ont construit des modèles informatiques constitués de fines couches de matériaux, comme le dioxyde de titane, le nitrure de silicium, le dioxyde de silicium et l'oxyde d'aluminium, le tout sur une base de verre.

Fenêtre TRC © ACS Energy Letters 2022
© ACS Energy Letters 2022

Les couches ont alors été recouvertes d'un film de polydiméthylsiloxane (un polymère de la classe des silicones). Puis l'équipe a optimisé le type, l'ordre et la combinaison des couches, grâce au machine learning et à l'informatique quantique, une méthode qui d'ailleurs « effectue l'optimisation plus rapidement et mieux que les ordinateurs conventionnels, car elle peut tester efficacement toutes les combinaisons possibles en une fraction de seconde », nous expliquent les scientifiques.

S'il venait à être adopté dans les villes sèches et chaudes, le concept de film refroidisseur pourrait réduire la consommation d'énergie liée aux systèmes de climatisation de l'ordre de 31 %, en comparaison aux fenêtres conventionnelles. Et évidemment, le potentiel de cette technologie pourrait très bien irriguer d'autres applications, comme les vitres de voitures ou de camions.

Source : ACS Energy Lett.

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vbond007
J’imagine qu’il faut rajouter un cadre pour pouvoir mettre / enlever ce film à souhait.<br /> Car c’est très bien l’été quand il fait trop chaud, mais pour les saisons plus fraiches, il est préférable de ne pas avoir un tel film je suppose…<br /> Ceci afin de ne pas cantonner cette solution aux seules régions les plus chaudes du globe.
Duben
C’est ce que je me disais aussi, c’est bien pour l’été, mais pour l’hiver, c’est dommage de perdre cette source de chaleur. Je ne met pas encore le chauffage parce que le soleil tape bien et chauffe la maison en journée, si je filtre ça en hiver, je devrais mettre le chauffage plus tôt, ou plus souvent
trollkien
Moué sinon il existe depuis mathusalem le film miroir, qui coute 30 balles le rouleau chez castomerlin. utilisé depuis longtemps dans pas mal de bureux…<br /> Ca réfléchit la lumiere du soleil, et offre une luminosité douce.
norwy
C’est un pas en avant mais ça n’empêchera pas de cuire si toute la ville est sous 40 degrés pendant des jours/semaines, sinon, fermer ses volets suffirait à éviter une canicule…
crush56
Oui enfin tout le monde n’a pas forcément envie d’avoir une luminosité « douce », ça bloque énormément de luminosité ce genre de filtres
sebzuki
en effet norwy, ça ne fait que retarder… la chaleur passe par les murs avec de l’inertie…<br /> quand ça cogne pendant 2 semaines et qu’il fait encore 33 degrés à minuit… ça sert à que dalle
Kriz4liD
S’il réfléchi les uv , on se prendra du coup 2x d UV dans la rue
sant69
la france, un pays de raleurs ? suffit de lire les commentaires systématiquement négatifs…
Alan1
C’est super comme invention mais ce qui me gêne c’est le besoin de machine lurning d’ia et autres métaux rares. Perso cet été je mettai un drap blanc tendu a l’extérieur de mes fenêtres exposés au soleil et j’avais un phénomène similaire. (J’ai bien dit extérieur a la fenêtre car si le soleil tape a travers le double vitrage celle ci devient bouillante et le drap ne sert plus a rien !) désolé j’utilise juste du cotton et un peu de jugeote.
ptitepuce
Ça c’est pas mal comme innovation, je suis preneuse, moi qui habite en ville, dans un îlot de chaleur, au dernier étage de l’immeuble, toutes les fenêtres plein sud, en été j’ai beau fermé les volets, avec 2 jours de fortes chaleurs, j’atteins facilement les 30° dans l’appart, et en période de canicule c’est des 32-33° dans l’appart.<br /> Et évidemment les nuits qui ne passent pas sous la barre des 27-28°, toute la chaleur du boulevard qui remonte, c’est bouillonnant à souhait.<br /> Mais j’imagine que ce genre d’innovation va coûter cher, et l’utilisation de métaux rares, et de tous ces procédés de fabrication ne font que mettre sous le paillasson un problème, mais n’y résout pas vraiment hélas.
crush56
Et en hiver tu vas regretter de pas profiter de la chaleur du soleil
wedgantilles
Je pense que l’objectif n’est sans doute pas les particuliers mais les tours bien souvent ne verre, où une solution comme mettre un drap n’est pas applicable.
Vrootwoot
L’avenir n’est pas au filtre uniquement occultant mais également photovoltaique, certaines société on développé des encres photovoltaiques qui permettent d’imprimer des films qui non seulement occultent mais convertissent aussi en électricité, ça me semble bien plus prometteur
Blackalf
sant69:<br /> la france, un pays de raleurs ? suffit de lire les commentaires systématiquement négatifs…<br /> Personnellement, je ne qualifierais pas la plupart des commentaires de « systématiquement négatifs », je vois plutôt des gens qui se posent des questions sur les avantages et inconvénients de cette solution, ce qui est une attitude plus intelligente que se limiter à dire c’est génial/c’est nul. ^^
Keorl
Sans doute une excellente chose pour les immeubles de bureaux par exemple, dont les fenêtres n’ont pas de volets extérieurs.<br /> Pour chez soi, ça ne remplacera évidemment pas les volets car bloquer les ultraviolets + infrarouges ne peut pas suffire à battre un élément qui, en plus de bloquer toutes les longueurs d’ondes concernées, améliore l’isolation thermique.
Keorl
C’est un film, ça doit pouvoir s’enlever l’hiver, j’imagine.<br /> Ça serait ballot de faire des économies de clim l’été, si c’est pour ajouter la même dépense en énergie l’hiver.<br /> Par ailleurs, je doute que cette innovation soit pour ton appart (ou le mien). On parle de bloquer les IR et les UV. Tu as déjà des volets extérieurs, qui font la même chose en plus d’ajouter une couche d’isolation … si tu les remplaces par ce film, tu auras plus chaud.
Pronimo
Aujourd’hui c’est un film et demain peux être une matière qui s’ajoutera un peu comme des stores afin de contrôler son utilisation. On peux rêver mais c’est le futuuuuur!
Bombing_Basta
toutes les fenêtres plein sud, en été j’ai beau fermé les volets, avec 2 jours de fortes chaleurs, j’atteins facilement les 30° dans l’appart, et en période de canicule c’est des 32-33° dans l’appart.<br /> Ce film n’aura pas plus d’effet que tes volets fermés.<br /> Et c’est bien là le problème, c’est pas tant les fenêtres le problème, certe couper la lumière du soleil est gênant (pour certains), mais c’est par le batiment lui même, les murs, le plancher et le toit, que les rayons infra-rouge réchauffent l’intérieur.<br /> Ce film ne changera qu’une chose, au lieu de 32 degrés éclairé par tes ampoules, tu auras 32 degrés éclairée par le soleil.<br /> Ça économisera l’éclairage artificiel, c’est déjà ça, mais ça n’ira pas plus loin.<br /> Pour info je suis dans la même situation, et en plus les proprios de bâtiment ont eu la merveilleuse idée de mettre du crépis ocre sur la façade… Mon record (régulier) c’est 35 degrés volets fermés…
calude_vincent
Pour répondre à certains (Keorl, ptitepuce) , le filtre bloque les rayons dans les 2 sens, du coup l’été la chaleur ne rentre pas à l’intérieur, et l’hiver la chaleur ne s’échappe pas vers l’extérieur. Du coup c’est tout bénef.
MattS32
Dans ce cas, il vaut quand même mieux un filtre qui ne bloque que dans un sens, mais qui soit réversible.<br /> Car en été, on a besoin que le filtre bloque les rayons venant de l’extérieur mais laisse passer ceux venant de l’intérieur (pour permettre d’évacuer une partie de la chaleur par rayonnement la nuit), et en hiver on veut l’inverse, le rayonnement de l’extérieur doit pouvoir rentrer les jours de beau temps et le rayonnement de l’intérieur doit être bloqué.<br /> Ça existe d’ailleurs sous forme de rideaux qu’on monte dans un sens ou dans l’autre selon la saison (mais idéalement, il faudrait en plus qu’ils soient montés à l’intérieur en hiver et à l’extérieur en été, car montés à l’intérieur ils n’empêchent pas la zone entre le rideau et la fenêtre de chauffer, et forcément ça se propage petit à petit au reste de la pièce).<br /> Les couvertures de survie marchent pas mal aussi pour ça, mais c’est très moche.
calude_vincent
C’est ce que je viens d’écrire, peut être faudrait t-il me lire avant de me mettre en réponse. Cordialement
k43l
Beaucoup sont à côté de la plaque. Ce film s’il est installé n’est pas pour nous européens. Ou en tout cas pas au nord.<br /> Mais comme indiquer dans les endroits chaud et humide TOUTES l’année.
rsebas3620
je pense que beaucoup n’ont pas compris quelque chose, une maison meme fermé completement sous le soleil sera une fournaise, car la maison ne renvoie pas les UV, responsable de la montée en « pression thermique » de n’importe qu’elle maison. La on propose en fait de faire reflechir autre part ces rayons afin que la maison garde une temperature « normale » et n’ai pas a avoir une temperature impossible a vivre, mais dans cette solution il y a 3 problematique :<br /> -que devient le rayon UV qui n’est pas absorbé mais reorienté autre part et surtout quelle orienration prendre ces rayons UV, si c’est pour les renvoyer au sol… il sera impossible de vivre dans ces espaces la car leur chaleur augmentera de part cette reflection.<br /> le polymere utilisé est de la classe des carbones et autres derivé du petrole du coup l’impact de cette fabrication aura t il un impact severe sur la pollution<br /> -quel va en etre l’utilisation sur des immeubles qui auront des ouvertures et qui de ce fait recupereront de la chaleur de dehors ?<br /> un absorbeur d’uv et autre rayon de soleil serait plus pertinent qui permettrait de stocker l’energie solaire afin qu’elle devienne pilotable, et en attendant l’air chaud des clim pourrait etre retutiliser dans un flow d’air dans les thermodynamique en vue de chauffer l’eau et de recracher de l’air dehors beaucoup moins chaud, aisni que crer des cumulateurs d’eau sale en vu de l’utiliser pour les wc, car on l’oublie on utilise de l’eau buvable dans nos wc… commencons par la, et ces deux conseils sont applicatble de suite
cpicchio
En quoi un film plastique est un progrès ? On sait faire mieux et de manière plus naturelle et durable avec par exemple des volets orientables ainsi qu’avec de la convection naturelle.<br /> La principale question est plus sur l’impact du réchauffement sur le parc existant qui n’a pas été prévu pour (ex : immeubles Parisiens prévus pour des étés à 25°, pas 40°)
MattS32
Je te renvoie à ton propre conseil (lire !), car non, je n’ai pas du tout écrit la même chose que toi…<br /> Ce que tu as dit, c’est que le film filtre dans les deux sens.<br /> Ce que j’ai dit, c’est que ce qu’il faudrait, ce n’est pas un film qui filtre dans les deux sens, mais bien un film qui filtre dans un seul sens et dont le montage soit réversible pour pouvoir le retourner en hiver.
obbiclubic
Ca fait un moment que ca existe …
Nap01
Les commentaires sont bien justes. Sans réversibilité Été/hiver ce système ne marchera pas.<br /> De plus l’article est très mal copié de sa version anglaise. Vous parlez de “refroidir” dans le titre, mais vous avez supprimé toutes les explications sur le refroidissement radiatif. De plus cette procédure n’est pas du tout encore au point, ni d’un point de vue économique (duplicable à bas coût), ni physique (sûr la transparence, il suffit de chercher des informations sur les TRC).<br /> Vous décrivez quelque chose qui pour le moment évite (un peu) le réchauffement, mais ne refroidit absolument rien du tout en tant que surface transparente.
EMS01
Il existe déjà des films qui rejettent l’énergie du soleil de façon efficace et réduisent donc significativement la chaleur dans une habitation / un local (jusqu’à 10°). Ces films sont pour la plupart bon marché. J’ai équipé toute mon habitation pour moins de 200€ et j’ai plusieurs grandes baies vitrées exposées plein sud. Le gain de confort est énorme (et j’ai également la clim). L’été j’étais obligé de baisser les volets des baies vitrées, donc l’intérêt d’avoir une belle exposition est limitée sans un film anti-chaleur … En plus il existe différents niveaux de teinte, donc on a l’embarras du choix … Pas obligé de prendre un film foncé pour avoir de l’efficacité ! Bien sur, plus le film est foncé, plus il réduit la chaleur, mais on arrive facilement à trouver un bon équilibre. Il existe même un film anti-chaleur innovant de marque 3M quasi invisible (le Prestige 70x). Il existe aussi des versions électrostatiques, pour ceux qui souhaitent les retirer en hiver. Je trouve très bien d’innover dans le domaine, mais j’ai quand même l’impression que les solutions existantes et opérationnelles depuis des années sont encore bien méconnue du grand public. Si vous êtes intéressés, les références dans le domaine : Luminis films .com ou encore Film pour vitre .com …
phil995511
Ca fait déjà un moment que de tels filtres existent !!
xryl
Sur une habitation classique, la surface vitrée est d’environ 10% de la surface totale. Ce qui veut dire que même avec un film top moumoute, tu peux, au mieux, réduire de 10% la chauffe due au soleil. C’est pas négligeable, mais c’est pas la 8ème merveille du monde non plus.<br /> De plus, un vitrage, quel qu’il soit, simple, double ou triple, a un coefficient de conductivité thermique de quelques ordres de grandeur plus élevé que le moindre mur (sans même parler de l’isolant intérieur ou extérieur). Donc, même sans prendre en compte le rayonnement solaire, la chaleur environnante va pénétrer dans votre habitation par conduction, avec ou sans film, de la même manière.<br /> Donc sauf pour les habitations qui ont un mur vitré ou la convection est la source principale de transfert de chaleur (et qui sont donc une plaie, à la fois en été et en hiver), ce film ne sert quasiment à rien, comparé à un rideau extérieur ou un volet occultant.<br /> Enfin, en mettant ce genre de film sur vos vitres, vous renvoyez le rayonnement dans le spectre UV et IR lointain vers l’extérieur, c’est à dire la rue et les maisons d’en face pour ceux qui sont en ville. Vu que la rue a un albédo très faible, elle va absorber ce rayonnement et chauffer plus. Ce qui va augmenter la température de l’air entre les bâtiments, et donc, par conduction thermique, augmenter la température de votre logement. Dit différemment, ça va, dans un premier temps, limiter la chauffe dans votre habitation, mais dans un deuxième temps (vers la nuit) l’augmenter considérablement là où c’est le plus pénible.<br /> Bref, pour limiter la climatisation d’un bâtiment, il vaut mieux travailler en premier sur les façades et la toiture (avec une peinture ayant un fort albédo) qui eux, fonctionnent tout le temps, ne sont pas limités en surface ou en gain. L’autre point le plus important est sur la ventilation, car une habitation correctement ventilée limite le déphasage thermique (pas besoin d’attendre 23h pour ressentir la fraîcheur de la nuit et l’habitation peut rester plus fraîche dans la matinée et limiter son échauffement pendant la journée).
vVD
Le verre normal bloqué déjà les UV, avez vous déjà pris un coup de soleil dernière une vitre (voiture par exemple).<br /> Bloquer les IR dans un appartement isolé avec les dernières normes (sans chauffage) c’est bon aussi en hiver.<br /> Il faut ajouter un revêtement extérieur yc toiture avec un indice de réflection supérieur à 98 (hyper blanc) pour se passer de climatisation.<br /> Les panneaux photovoltaïques devraient être transparent car noir ils provoquent des îlots de chaleur.<br /> On y est presque ! Il faut habilement synthétiser les connaissances et avoir le courage politique d’imposer.<br /> Ford proposait le modèle T de la couleur que vous vouliez pourvu qu’elle soit noire. Vous aviez le choix ;-)))<br /> Ces choix matériels n’obèrent aucunement votre liberté, la liberté est immatérielle.
vVD
C’est les systèmes des startups vendre 20 fois la même chose, la réussite est à celui qui communique le mieux.<br /> Il y a des principes physiques, économiques… On ne peut y déroger sauf à raconter des balivernes.<br /> Par exemple, il est débile de faire des centrales nucléaires avec du sodium (inflammable a l’air, explosif a l’eau) pourtant vous avez au moins 5 startups qui récoltent des fonds dont une de Bill Gates.<br /> Super Phenix a été abandonnée suite à l’incendie dans sa jumelle au Japon.<br /> Un système critique doit avoir des systèmes de sécurité essentiellement passif. C’est un principe de base, souvent oublié.
Duben
Oui enfin ça sert pas à que dalle non plus, retarder c’est déjà pas mal. Si ça résout le problème pour quand ça cogne pas pendant 2 semaines, c’es déjà ça. C’est pas parce qu’un truc ne solutionne pas un problème à 100% qu’il sert à rien
Duben
La norme RT2012 imposait 17% de surface vitrée. Ma maison a une immense baie vitrée, des grandes fenêtres… c’est une très bonne idée pour l’hiver, je chauffe peu ou pas en journée dès que le soleil tape dessus. Ils n’ont juste pas pensé à ce que ça donne en été et on crame vite
xryl
C’est exact. Le minimum légal est à 10% et beaucoup d’habitations anciennes sont en dessous de cette valeur.<br /> Après, ce que tu rapportes n’est pas possible physiquement, sauf si tu as des volets ou des rideaux isolants. En effet, une baie vitrée en double vitrage a une conductivité thermique de 1.1W/m²/K (au mieux). Un mur en RT2012 a une conductivité de 0.11W/m²/K (au mieux).<br /> Avec 17% de ta maison qui est vitrée (je prends 100m2 de façade pour référence et 17m² de surface solaire), je suppose au sud, mais en vertical (soit une irradiation solaire maximale à 700W à midi sur une latitude d’environ 45°), et un rendement de captation solaire à 25% (dû à la couche anti reflet contre le soleil sur les vitres des véranda que tous les fabricants installent), tu chauffes de ~3kW en moyenne entre 10h et 16h environ, soit ~17kWh. Ce calcul est optimiste, car il faudrait qu’il n’y ait aucun occultant durant toute la journée, ni nuage, ni débord de toit etc…<br /> Pendant ce temps, sur une journée d’hiver où il fait -5°C dehors (et 21°C dedans), ta maison perd 11.6kWh par les vitres, mais également 5.7kWh par les murs (sans compter le toit et le sol), donc 17.3kWh juste par la façade.<br /> Si tu as des rideaux isolants que tu tires avant et après la journée, tu peux réduire la perte thermique de ta baie vitrée à 0.6W/m²/K environ, ce qui te permet d’être avec un bilan positif sur une journée parfaite.<br /> La vitre en elle même est toujours négative dans ces conditions. Ajouter un film qui rejette l’entrée des IR thermiques, c’est la rendre encore plus négative (ce qui est très bien l’été, mais pas bon l’hiver).<br /> L’été, c’est pire évidemment, vu que tu dois évacuer cette chaleur captée. La solution la plus simple étant d’ouvrir/ventiler la véranda, et ça marche bien sauf que ça t’oblige à être présent, car peu de monde laisse la véranda ouverte sans être là.
calude_vincent
Je ne pense pas que tu est fait une seule année d’études dans le thermique, cela dit: un filtre que tu retourne équivaut à un filtre double sens. En réalité, vous devriez plus vous documenter dans le domaines pour ne pas vous retrouver à débattre d’un sujet que vous ne maitrisez visiblement pas du tout. Cordialement avec tout mon respect bien sur
PHIL34300
Non ce film sera collé sinon trop fragile, impossible à mette en été et retirer l’hiver.<br /> avantages : ça ralentit seulement la pénétration. Même bien isolée une maison finit par accumuler de la chaleur surtout si la nuit les températures ne baissent pas assez…<br /> IL n’y a pas de solution miracle<br /> sauf à aller chercher ou reflouler la chaleur assez pofond dans le sol A la place d’une pas air/air ou air /eau on peut avoir uen pac à partir des calories du sol<br /> A 80 cm la temperature reste d’environ 15 °. L’hiver on y prend des calories peu couteuses et performante (plus que dans l’air si ça tombe à 0. et l’été on peut refouler rendre des calories au sol à bon compte
PHIL34300
bien dit !
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