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Nouvelles énergies 17/05/2021

Et si la lutte contre le changement climatique tenait à une couche de peinture (très) blanche ?

Des chercheurs américains de l’université Purdue ont mis au point la peinture « la plus blanche au monde » qui permet de maintenir une température fraîche à l’intérieur des bâtiments et de réduire les besoins en climatisation.

ENGIE Lab CRIGEN travaille sur des solutions de refroidissement zéro carbone à l'aide d'une approche appelée “radiative sky cooling” qui renvoie les calories dans l'espace. ENGIE Lab est également engagé dans la standardisation des peintures "Cool Roof"

Louis Gorintin - Directeur de laboratoire Nanotech, Capteurs et connectivité

La réfrigération passive par rayonnement (« radiative sky cooling ») est un phénomène naturel qui désigne la manière dont les forêts et les déserts libèrent, de nuit, la chaleur emmagasinée pendant la journée pour l’envoyer vers les confins froids de l’espace par le biais de radiations thermiques infrarouges.

Pour lutter contre le réchauffement climatique, certains se sont penchés sur la réplication de ce processus zéro carbone comme une alternative écologique aux procédés de refroidissement industriels, polluants. C’est cet esprit qui guide aujourd’hui ENGIE dans sa recherche de solutions de « sky cooling », notamment en utilisant de l'eau pour convoyer la chaleur vers un panneau rayonnant, qui à son tour redirige cette chaleur dans l'atmosphère – générant ainsi un effet de refroidissement.

C’est ce constat qui a poussé des chercheurs de l'université Purdue aux États-Unis à plancher sur la peinture « la plus blanche au monde » qui reflète jusqu'à 98,1% de la lumière du soleil et renvoie la chaleur infrarouge dans l'espace. Cette peinture pourrait aider à maintenir la fraîcheur à l’intérieur des bâtiments et à réduire les besoins en climatisation – ce qui représenterait une économie d'énergie considérable et en ferait également une nouvelle arme contre le réchauffement climatique.

Comme l’explique Xiulin Ruan, professeur d’ingénierie mécanique à Purdue, « Si l’on utilisait cette peinture pour couvrir une surface de toit d’environ 100 mètres carrés, nous estimons que la capacité de refroidissement obtenue serait équivalente à 10 kilowatts. Soit plus que les climatiseurs centraux installés dans la plupart des habitations ».

Quelques détails sur cette peinture ultra-blanche :

  • Elle doit sa blancheur à une concentration élevée en sulfate de baryum, un composé chimique également utilisé pour fabriquer des cosmétiques et du papier photographique. Contrairement au dioxyde de titane conventionnel, le sulfate de baryum n'absorbe pas la lumière UV.
  • L'équipe a également joué sur la taille des particules du composé chimique, dans le but de diffuser une plus grande partie du spectre lumineux provenant du soleil. Résultat : une amélioration de la capacité de réflexion de la peinture.
  • Lors de tests en extérieur, l'équipe a constaté que la peinture permettait de garder des surfaces près de 4,5 °C en-dessous de la température ambiante en milieu de journée, même par fort ensoleillement – et jusqu’à 10,5 °C plus froid la nuit.
  • Les chercheurs travaillent aujourd’hui avec une entreprise pour produire et vendre cette peinture sous deux ans, selon des processus et un prix comparables à de la peinture classique. Si la résistance de la peinture à l'abrasion a d’ores et déjà fait l’objet de tests, il est en revanche encore nécessaire d’évaluer sa durabilité sur le long terme.

L'œil de l’expert ENGIE

Comme le précise Louis Gorintin, à la tête du Lab Nanotech, Sensors & Wireless ENGIE Lab CRIGEN : « Selon l'université Purdue, cette peinture surpasse les solutions dites “Cool Roof” actuellement disponibles dans le commerce, grâce à l’utilisation d’un matériau spécial qui lui permet de renvoyer la chaleur émise dans le ciel et de réduire la chaleur du soleil par rayonnement. Cette peinture contre tout simplement l'effet de serre : chaque mètre carré permet de faire passer l’équivalent de 100 mètres carrés d'effet de réchauffement climatique sous l’objectif des 1,5 °C. D'autres paramètres doivent être évalués pour valider l'utilité de cette peinture, telle que sa robustesse dans des conditions difficiles, sa durabilité ou encore la rareté et les coûts des matériaux. Mais le produit est prometteur et devrait permettre le développement de nouveaux dispositifs tels que ceux que nous testons à ENGIE Lab CRIGEN dans le cadre du programme Cygnus – et qui peuvent être sélectionnés au banc d'essai dédié ou en chambre climatique. À travers ce programme, ENGIE Lab CRIGEN travaille sur des solutions de refroidissement zéro carbone à l'aide d'une approche appelée “radiative sky cooling” (littéralement : “refroidissement radiatif du ciel”) qui renvoie les calories dans l'espace. Cette alternative aux équipements standards de réfrigération et de climatisation pourrait s'avérer bénéfique en termes d’économie d’énergie sur le long terme et de rentabilité. ENGIE Lab est également engagé activement dans la standardisation de ces peintures et films “Cool Roof”, à travers CEN CENELEC ».

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