Dans de nombreuses régions du monde – en particulier dans les pays en développement, où la climatisation n’est pas pratique ou abordable – les personnes peignent les toits des bâtiments en blanc afin de refléter la lumière du soleil et garder ainsi ces bâtiments plus frais. C’est une approche connue sous le nom de refroidissement radiatif de jour passif, et un nouveau polymère ressemblant à une peinture pourrait le rendre encore plus efficace que jamais.
Le problème avec la peinture blanche conventionnelle est le fait qu’elle contient généralement des pigments qui absorbent la lumière ultraviolette et qui ne reflètent pas très bien les longueurs d’ondes solaires plus longues. Développé par une équipe de l’université de Columbia, le polymère ne contient pas de tels pigments. Au lieu de cela, le matériau poreux utilise de de minuscules poches d’air.
Celles-ci sont créées par un processus qui commence par une solution claire consistant en un polymère, un solvant et de l’eau, qui s’applique sur une surface – cette surface peut être un toit, des murs extérieurs d’un bâtiment, un réservoir d’eau ou tout autre chose qui doit être gardé au frais. Au fur et à mesure que le solvant s’évapore, l’eau forme de minuscules gouttelettes dans le polymère. Une fois que l’eau s’évapore à son tour, ce qui reste est une myriade de vides microscopiques (photo ci-dessous), ce qui fait que le polymère apparaît en blanc brillant.
Image microscopique de la structure en mousse du polymère
Toutes les longueurs d’onde de la lumière solaire sont très efficacement dispersées et réfléchies par ces vides, en raison de la différence d’indice de réfraction entre elles et le polymère environnant. Lors d’essais sur le terrain, il a été démontré que les revêtements du polymère reflètent plus de 96% de la lumière solaire entrante, minimisant ainsi le chauffage solaire. De plus, le matériau présente une émittance thermique (1) élevée, rayonnant/renvoyant environ 97% de la chaleur dans le ciel.
En conséquence, une perte de chaleur nette peut se produire, le revêtement restant en réalité plus frais que la température extérieure ambiante. Il faisait un total de 6 ºC plus froid lorsqu’il a été testé dans le climat désertique de l’Arizona et de 3 ºC plus froid dans le climat tropical du Bangladesh.
Si les utilisateurs ne souhaitent pas « peindre » tout en blanc, des colorants colorés peuvent être ajoutés au polymère, qui conservera encore largement ses qualités réfléchissantes. De plus, bien que les scientifiques aient spécifiquement utilisé un polymère poly (fluorure de vinylidène-co-hexafluoropropylène) (P (VdF-HFP) HP), une grande variété d’autres polymères pourraient être utilisés pour créer un revêtement, permettant aux fabricants de profiter au maximum d’autres facteurs comme le respect de l’environnement et la biocompatibilité.
« Le moment est venu de développer des solutions prometteuses pour une humanité durable », a déclaré le scientifique principal Yuan Yang. « Cette année, nous avons connu des vagues de chaleur et des températures record en Amérique du Nord, en Europe, en Asie et en Australie. Il est essentiel de trouver des solutions à ce problème climatique et nous sommes ravis de travailler sur cette nouvelle technologie-là. »
- L’émittance thermique d’un matériau détermine la quantité de chaleur que celui-ci rayonnera par unité de surface à une température donnée, c’est-à-dire avec quelle facilité une surface répand la chaleur
https://engineering.columbia.edu/press-releases/polymer-coating-buildings
http://science.sciencemag.org/content/early/2018/09/26/science.aat9513
