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Nanotechnologies Une vitre intelligente qui contrôle le flux de lumière et chaleur

En mélangeant des nanoparticules à un verre spécial, des chercheurs ont fabriqué une vitre intelligente capable de bloquer la chaleur du soleil tout en laissant passer sa lumière, pour redevenir ensuite totalement transparente ou opaque à volonté.

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Photo d'illustration. Image: AFP

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De telles vitres électro-chimiques, à la couleur et/ou l'opacité variables, ont déjà été conçues. Mais ce prototype présenté mercredi dans la revue britannique Nature «est le premier à pouvoir filtrer différemment chaleur et lumière visible», insistent ses concepteurs.

Pour y parvenir, les chercheurs ont inséré dans un verre spécial - qui contient de l'oxyde de niobium - des cristaux nanométriques d'oxyde d'indium-étain (ITO), un alliage métallique qui a la propriété de rester transparent lorsqu'il est déposé en couches très minces. Il est par exemple utilisé par l'industrie dans les écrans plats ou tactiles.

Ils ont ensuite placé en sandwich avec une autre couche de verre au niobium un électrolyte, une substance conductrice d'électricité. Lorsqu'aucun courant électrique ne la traverse, la vitre est semblable à n'importe quelle autre et laisse passer indistinctement lumière et chaleur (rayonnements de l'infrarouge proche).

Mais si on impulse un faible courant, seule la lumière traverse le dispositif, qui bloque la majorité de la chaleur. Et si le courant est plus fort (2,5 volts environ), la vitre devient totalement opaque.

Economies d'énergie

Grâce aux propriétés de l'ITO à l'échelle nanométrique, les chercheurs ont obtenu un résultat inattendu, aux performances cinq fois supérieures à celles du seul verre au niobium, avec une «excellente stabilité» du matériau après usage répété, affirment-ils.

«La régulation de la lumière et du chauffage dans les bâtiments requiert d'importantes quantités d'énergie, et une part non négligeable de cette énergie pourrait être économisée avec des fenêtres plus intelligentes et efficaces», rappelle Delia Milliron, du Laboratoire national Lawrence Berkeley américain, qui a participé à l'étude.

«Notre matériau a été développé dans l'idée de servir pour les bâtiments, mais il pourrait aussi être utile dans les automobiles ou les avions», explique-t-elle à l'AFP.

Il reste toutefois beaucoup de travail pour rendre cette technologie viable à l'échelle industrielle, reconnaît la physicienne. Pour être rentables, ces vitres intelligentes devront notamment permettre des économies d'énergie suffisantes pour compenser le coût élevé des matériaux utilisés, rares et chers. (ats/nxp)

Créé: 14.08.2013, 19h01

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