La fenêtre intelligente à trois modes réduit la température intérieure de 27 °C et élimine l'éblouissement urbain
infohightech ·
Mécanisme de fonctionnement de la fenêtre intelligente RECM. Le système RECM peut basculer entre trois états : transparent, coloré et coloré avec dépôt, par stimulation électrique. À -1,6 V, du DHV•+ et du bleu de Prusse (PB) se forment, bloquant la lumière visible pour protéger l'intimité et bloquer la chaleur. À -2,0 V, de l'argent (Ag) se dépose à la surface de l'électrode, réfléchissant la lumière et la chaleur, tandis que le DHV•+ et le bleu de Prusse absorbent la lumière réfléchie, supprimant ainsi efficacement l'éblouissement extérieur. Grâce à ce mécanisme, le système fonctionne comme une fenêtre intelligente active qui contrôle simultanément la lumière, la chaleur et l'éblouissement. Crédit : ACS Energy Letters (2025). DOI : 10.1021/acsenergylett.5c00637
Dans le secteur du bâtiment, qui représente environ 40 % de la consommation énergétique mondiale, la pénétration de chaleur par les fenêtres a été identifiée comme l’une des principales causes de gaspillage d’énergie de chauffage et de refroidissement.
Une équipe de recherche du KAIST a développé avec succès une technologie de « fenêtre intelligente adaptée aux piétons » capable non seulement de réduire la consommation d'énergie de chauffage et de refroidissement dans les bâtiments urbains, mais également de résoudre le problème persistant de la « pollution lumineuse » dans la vie urbaine.
L'équipe de recherche du professeur Hong Chul Moon au département de génie chimique et biomoléculaire du KAIST a développé une « technologie de fenêtre intelligente » qui permet aux utilisateurs de contrôler la lumière et la chaleur entrant par les fenêtres en fonction de leurs intentions et de neutraliser efficacement l'éblouissement provenant de sources externes.
Les résultats de cette recherche sont publiés dans ACS Energy Letters .
Récemment, la technologie des fenêtres intelligentes actives, permettant un réglage libre de la lumière et du chauffage en fonction des actions de l'utilisateur, a suscité un vif intérêt. Contrairement aux fenêtres classiques qui réagissent passivement aux variations de température ou de luminosité, il s'agit d'un système de fenêtres nouvelle génération contrôlable en temps réel par signaux électriques .
La technologie de fenêtre intelligente de nouvelle génération développée par l'équipe de recherche RECM (Electrodéposition réversible et miroir électrochrome) est un système de fenêtre intelligente basé sur un dispositif électrochrome à structure unique qui peut contrôler activement la transmission de la lumière visible et du proche infrarouge (chaleur).
En particulier, en supprimant efficacement le phénomène d'éblouissement causé par la lumière réfléchie externe — un problème précédemment identifié dans les fenêtres intelligentes à dépôt métallique traditionnelles — grâce à l'application combinée de matériaux électrochromes, une « fenêtre intelligente adaptée aux piétons » adaptée aux façades des bâtiments a été réalisée.
Analyse de l'effet anti-éblouissement des fenêtres intelligentes réfléchissantes conventionnelles et du RECM. Cette figure présente les résultats comparant le phénomène d'éblouissement survenant lors du dépôt d'argent (Ag) entre les fenêtres intelligentes réfléchissantes conventionnelles et le RECM Mode III. Les dispositifs réfléchissants conventionnels provoquaient une forte réflexion de la lumière sur la surface du bureau en raison de leur forte réflectivité. En revanche, le RECM Mode III, où le matériau coloré absorbait la lumière réfléchie, a montré une réduction de 33 % de l'intensité lumineuse réfléchie, et aucune lumière réfléchie n'a été observée depuis l'extérieur. Crédit : ACS Energy Letters (2025). DOI : 10.1021/acsenergylett.5c00637
Le système RECM développé dans cette étude fonctionne selon trois modes en fonction du contrôle de la tension.
Le mode I (mode transparent) est avantageux pour permettre à la lumière du soleil de pénétrer dans l'espace intérieur pendant l'hiver, car il transmet à la fois la lumière et la chaleur comme du verre ordinaire.
En mode II (mode coloré), le bleu de Prusse (PB) et les composés chimiques DHV+• se forment par une réaction d'oxydoréduction (oxydoréduction), donnant à la fenêtre une couleur bleu foncé. Dans cet état, la lumière est absorbée et seule une partie de la chaleur est transmise, préservant ainsi l'intimité tout en permettant un contrôle optimal de la température intérieure.
Le mode III (mode coloré et dépôt) implique la réduction et le dépôt d'ions argent (Ag + ) à la surface de l'électrode, réfléchissant la lumière et la chaleur. Parallèlement, le matériau coloré absorbe la lumière réfléchie, bloquant ainsi efficacement l'éblouissement des piétons extérieurs.
L'équipe de recherche a validé l'effet pratique de réduction de la température intérieure de la technologie RECM grâce à des expériences utilisant une maison modèle miniature.
Lors de l'installation d'une fenêtre en verre classique, la température intérieure a atteint 58,7 °C en 45 minutes. À l'inverse, lorsque le RECM fonctionnait en mode III, la température a atteint 31,5 °C, démontrant une réduction de température d'environ 27,2 °C.
De plus, étant donné que chaque transition d’état est réalisable uniquement par des signaux électriques, elle est considérée comme une technologie intelligente active capable de répondre instantanément en fonction de la saison, de l’heure et de l’utilisation prévue.
Le professeur Hong Chul Moon du KAIST, auteur correspondant de cette étude, a déclaré : « Cette recherche va au-delà des technologies de fenêtres intelligentes existantes, limitées au contrôle de la lumière visible, et présente une plateforme de fenêtres véritablement intelligentes qui prend en compte de manière exhaustive non seulement le contrôle thermique intérieur actif, mais aussi la sécurité visuelle des piétons. Diverses applications sont prévues, des bâtiments urbains aux véhicules et aux trains. »