Cette peinture pour toiture bloque 97 % de la lumière du soleil et absorbe l'humidité de l'air.
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Des chercheurs de l'Université de Sydney et de la start-up Dewpoint Innovations ont mis au point un revêtement polymère nano-ingénierisé, semblable à de la peinture, capable de refroidir passivement les bâtiments et de capter l'eau directement dans l'air, le tout sans apport d'énergie.
Cette invention pourrait contribuer à lutter contre la pénurie d'eau mondiale et à refroidir les bâtiments, réduisant ainsi le besoin de systèmes énergivores.
L'équipe de recherche dirigée par la professeure Chiara Neto a créé un revêtement polymère poreux qui réfléchit jusqu'à 97 % de la lumière solaire et rayonne la chaleur dans l'air, maintenant ainsi les surfaces jusqu'à six degrés plus fraîches que l'air ambiant, même en plein soleil. Ce procédé crée des conditions idéales pour la condensation de la vapeur d'eau atmosphérique en gouttelettes sur la surface plus froide, à l'instar de la condensation de la buée sur un miroir de salle de bain.
Le professeur Neto, de l' Institut de nanotechnologie et de l'École de chimie de l'Université de Sydney , a déclaré que ces découvertes pourraient avoir des implications considérables.
« Cette technologie fait non seulement progresser la science des revêtements de toitures froides, mais ouvre également la voie à des sources d'eau douce durables, peu coûteuses et décentralisées – un besoin crucial face aux changements climatiques et à la raréfaction croissante de l'eau », a-t-elle déclaré.
Lors d'une étude menée en extérieur pendant six mois sur le toit du Sydney Nanoscience Hub , il a été possible de collecter la rosée pendant plus de 32 % de l'année, assurant ainsi un approvisionnement en eau durable et prévisible, même en période de sécheresse. Dans des conditions optimales, ces revêtements peuvent recueillir jusqu'à 390 ml d'eau par mètre carré et par jour, soit suffisamment pour couvrir les besoins quotidiens en eau potable d'une personne sur une surface de 12 mètres carrés.
L'étude, publiée dans Advanced Functional Materials , montre que le refroidissement passif et la capture de l'eau atmosphérique peuvent être intégrés dans un matériau semblable à de la peinture pour une utilisation à grande échelle.
Grâce à des surfaces de captation plus importantes, cette peinture pourrait être utilisée dans de nombreux secteurs industriels : pour l’abreuvement des animaux, l’horticulture de plantes à haute valeur ajoutée, le refroidissement par brumisation ou encore la production d’hydrogène (environ neuf litres d’eau sont nécessaires par kilogramme d’hydrogène lors de l’électrolyse).
Rafraîchir la ville, goutte à goutte
Contrairement aux peintures blanches traditionnelles, les revêtements poreux, composés de fluorure de polyvinylidène-co-hexafluoropropène, ou PVDF-HFP, ne nécessitent pas de pigments réfléchissant les ultraviolets tels que le dioxyde de titane.
« Notre conception permet d'atteindre une réflectivité élevée grâce à sa structure poreuse interne, offrant une durabilité sans les inconvénients environnementaux des revêtements à base de pigments », a déclaré le Dr Ming Chiu , auteur principal de l'étude et directeur technique de Dewpoint Innovations.
« En supprimant les matériaux absorbant les UV, nous surmontons la limite traditionnelle de réflectivité solaire tout en évitant l'éblouissement grâce à la réflexion diffuse. Cet équilibre entre performance et confort visuel facilite l'intégration et rend la solution plus attrayante pour les applications concrètes. »
Durant les six mois d'essais en extérieur, l'équipe a enregistré les données de refroidissement et de collecte d'eau minute par minute, confirmant ainsi des performances robustes et une absence de dégradation sous le soleil australien intense. Des technologies similaires se sont révélées se détériorer rapidement.
Au-delà de la collecte des eaux de pluie, ces revêtements pourraient contribuer à réduire les effets d'îlot de chaleur urbain, à diminuer les besoins énergétiques en climatisation et à fournir des sources d'eau résilientes face au changement climatique dans les régions confrontées à une augmentation de la chaleur et du stress hydrique.
Le professeur Neto, également membre du Net Zero Institute de l'Université de Sydney , a déclaré que la recherche remet également en question l'hypothèse selon laquelle la collecte de rosée ne fonctionne que dans les climats humides.
« Bien que des conditions humides soient idéales, la rosée peut se former même dans les régions arides et semi-arides où l’humidité nocturne augmente. Il ne s’agit pas de remplacer les précipitations, mais de les compléter – d’apporter de l’eau là où et quand les autres sources se raréfient. »
Du laboratoire au toit-terrasse
Pour transposer cette découverte du laboratoire aux toits, Dewpoint Innovations développe actuellement une formulation de peinture à base d'eau qui peut être appliquée à l'aide de rouleaux ou de pistolets à peinture ordinaires.
« Chez Dewpoint, nous sommes fiers de nous associer à l'Université de Sydney pour concrétiser cette avancée majeure dans la collecte passive d'eau atmosphérique grâce à des revêtements de peinture de pointe », a déclaré Perzaan Mehta, PDG de Dewpoint Innovations.
« C’est une solution évolutive et sans consommation d’énergie qui transforme les toits et les infrastructures isolées en sources fiables d’eau potable, contribuant ainsi à relever un défi urgent de notre époque. »
Avec plus de deux millions de foyers australiens déjà équipés de systèmes de récupération d'eau de pluie, le professeur Neto a déclaré que les toitures collectant la rosée pourraient compléter les systèmes existants.
« Imaginez des toits qui non seulement restent plus frais, mais qui produisent aussi leur propre eau potable – c’est la promesse de cette technologie », a-t-elle déclaré.
L'innovation du groupe Neto a fait l'objet d'une licence accordée par l'Université de Sydney en 2022 à la start-up Dewpoint Innovations. Sa commercialisation représente une avancée significative vers des solutions évolutives et respectueuses de l'environnement pour la récupération de l'eau et le refroidissement passif, avec des applications potentielles dans le secteur du bâtiment, l'agriculture, les communautés isolées et les infrastructures urbaines.