De nouvelles peintures « transpirent » pour garder les bâtiments au frais
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Des bâtiments recouverts d'une peinture à base de ciment « transpirante » pourraient contribuer à maintenir la fraîcheur des habitants pendant les journées les plus chaudes de l'année. Cette substance, connue sous le nom de CCP-30, affirme que ses créateurs affirment que les premiers tests indiquent qu'elle offre un pouvoir rafraîchissant environ dix fois supérieur à celui des peintures commerciales . Les résultats sont détaillés dans une étude publiée dans Science .
Rester au frais lorsque les températures augmentent représente l'un des coûts les plus importants d'un bâtiment. Environ 20 % de l'électricité consommée dans le monde est destinée aux ventilateurs et aux systèmes de climatisation , une demande énergétique qui devrait augmenter de 45 % d'ici 2050 par rapport aux niveaux de 2016. Parallèlement, les villes densément peuplées doivent souvent composer avec des températures encore plus élevées en raison de l’effet d’îlot de chaleur urbain (ICU). Les solutions devront être à la fois créatives et respectueuses de l'environnement si les experts espèrent atténuer ces situations souvent dangereuses.
De nombreuses idées reposent sur la conception de climatiseurs et de projets architecturaux plus écologiques. Cependant, une équipe internationale d'ingénieurs s'est attachée à développer un produit applicable aux bâtiments neufs et existants : une peinture innovante qui améliore considérablement la résistance des structures aux températures élevées.
Des peintures similaires existent déjà, mais elles exploitent généralement le processus de refroidissement passif, qui consiste à évacuer la chaleur d'un objet par l'émission de rayonnement infrarouge. Ces peintures sont souvent réservées aux climats principalement secs et ensoleillés. Elles ne sont pas efficaces en cas d'humidité ambiante excessive ou de couverture nuageuse. De plus, le refroidissement passif est généralement directionnel, ce qui signifie qu'il est moins efficace sur les surfaces verticales et celles qui ne sont pas directement orientées vers le ciel.
Pour relever ces défis, une équipe dirigée par des chercheurs de l'Université technologique de Nanyang, en Chine, s'est inspirée de deux sources principales : le ciment et la transpiration. Ce matériau de construction peut absorber une quantité considérable de liquide, tandis que la transpiration est le principal moyen utilisé par le corps pour exploiter les effets rafraîchissants passifs de l'évaporation.
Les ingénieurs ont commencé avec un gel blanc principalement composé d'hydrate de silicate de calcium, qu'ils ont ensuite modifié à l'échelle nanoscopique pour le rendre plus poreux. Ils ont ensuite enduit une petite maison modèle de leur peinture et comparé sa capacité de refroidissement à celle de deux autres maisons : l'une recouverte d'une peinture extérieure standard, l'autre d'une peinture commerciale utilisant le refroidissement radiatif. Une fois installés, les bâtiments ont été exposés aux éléments de Singapour pendant deux ans.
Les capacités combinées de réflexion, de rayonnement et d'évaporation du CCP-30 étaient évidentes : au fil des mois, la nouvelle peinture a réfléchi jusqu'à 92 % de la lumière solaire et dispersé 95 % de la chaleur sous forme de rayonnement infrarouge. Sa porosité a également permis au CCP-30 de conserver environ 30 % de son poids en eau de pluie, ce qui a progressivement assuré un refroidissement passif supplémentaire à mesure que le liquide se transformait en vapeur. Il est important de noter que les interactions de la peinture avec la lumière n'ont pas diminué non plus lorsqu'elle était remplie d'eau.
Les tests à l'échelle pilote ont montré une économie d'électricité de 30 à 40 %, ce qui, selon les chercheurs, pourrait réduire l'impact carbone de 28 % sur l'ensemble de son cycle de vie par rapport à une peinture standard. Bien que potentiellement utile dans différentes régions, cette invention pourrait s'avérer particulièrement utile dans les zones denses et humides.