Des chercheurs de l’Université Stanford ont conçu un nouveau matériau qui exposé au soleil et à l’air garde naturellement une température de 5 degrés inférieure à la température ambiante, soit un système de refroidissement « gratuit » (hors coût de sa fabrication). Ce matériau est d’autant plus étrange qu’il se débarrasse de sa chaleur dans l’espace et non pas dans l’atmosphère.
Selon leur article publié dans la revue Nature, le matériau mis au point par le professeur Shanhui Fan et son collègue Aaswath Raman du Département de génie électrique de Stanford, se présente sous la forme d’une fine « crêpe » de 20 cm de diamètre et 1,8 micromètre d’épaisseur où alternent des couches de verre (dioxyde de silicium) et d’oxyde d’hafnium (HfO2) déposées sur un support de silicium par des techniques issues des nanotechnologies.
UN MATÉRIAU QUI SERVIRA DE CLIMATISEUR POUR LES IMMEUBLES VOIRE POUR LA PLANÈTE
Ce millefeuilles possède deux propriétés remarquables : d’une part, il reflète 97 % de la lumière visible – c’est un miroir très réflexif -, d’autre part il irradie une partie de la chaleur qu’il reçoit (lumière infrarouge) sous forme de radiation d’une longueur d’onde comprise entre 8 et 13 micromètres, ce jusqu’à se trouver à 5 degrés au-dessous de la température de l’air ou de la matière en contact avec lui. Mais cette chaleur ne se diffuse pas dans l’atmosphère : elle part directement dans l’espace sans jamais être absorbée ou renvoyée sur Terre par les molécules d’air de l’atmosphère. De fait, le matériau exploite ce que les scientifiques nomment la « fenêtre thermique » de notre planète, due aux caractéristiques d’absorption de ces molécules.
Ainsi, dans ces temps de réchauffement planétaire global, l’équation nous est favorable car non seulement le matériau refroidit ce qui l’entoure mais cette chaleur éjectée (le froid n’est pas une substance mais l’absence relative de chaleur) s’échappe de la Terre pour réchauffer l’Univers : le bilan énergétique terrestre final est une perte nette de chaleur. Et cela sans consommer de l’énergie puisque le matériau effectue cette transformation de manière naturelle de par sa structure et composition – contrairement aux pompes à chaleur classiques, comme un frigo, qui consomment de l’énergie électrique et irradient le surplus de chaleur dans l’air ambiant.
LE MATÉRIAU DOIT ENCORE PASSER L’OBSTACLE D’UNE FABRICATION À GRANDE ÉCHELLE
Les chercheurs songent déjà à une application écologiquement « durable » : installer des panneaux recouverts de leur matériau sur le toit des immeubles afin de les climatiser gratuitement, à condition que le matériau surpasse l’obstacle du passage à l’échelle, en termes de dimension et de processindustriel. Car finalement si l’énergie dépensée et la chaleur générée durant le processus de fabrication dépasse ce que le matériau permet d’économiser et d’éjecter dans l’espace durant sa vie utile (sans parler de son empreinte en CO2), cela n’aura pas autant d’intérêt. Dans le cas contraire, en dépassant le cadre du refroidissement des immeubles, ce type de nanotechnologie pourrait ouvrir la voie à une ingénierie visant à refroidir notre planète bien échaudée.
Science & Vie – Román Ikonicoff