Une clim sans dépense d'énergie, c'est possible ?

#matériau #conduction #convection #rayonnement

Un nouveau matériau prototype exploitant le refroidissement radiatif et destiné a équiper les toits permet d'abaisser la température ambiante à l'intérieur d'une maison de cinq degrés.

Le matériau utilise le refroidissement radiatif pour abaisser la température d'une pièce. Fan Lab, Stanford Engineering

Par Joël Ignasse Publié le 30-11-2014
http://www.sciencesetavenir.fr/high-tech/20141128.OBS6481/une-clim-sans-depense-d-energie-c-est-possible.html
La part de la climatisation dans la dépense énergétique est croissante depuis de nombreuses années en Europe et en France où elle devrait atteindre 1 TWh en 2020, selon un rapport du ministère de l'Environnement datant de 2009. Aussi des alternatives à la climatisation électrique sont explorées et l'une des pistes est l'emploi d'une technique appelée refroidissement radiatif, dont l'efficacité n'est pas encore optimale.Le refroidissement radiatif exploite la capacité d'un matériau à émettre de la chaleur qui s'évacue dans l'espace à travers l'atmosphère terrestre. C'est un processus naturel connu depuis longtemps mais qui n'est pas exploité de façon industrielle car les méthodes testées sont efficaces la nuit mais beaucoup moins la journée quand les rayons du soleil dardent.

Sous la lumière directe du Soleil

Dans la revue Nature, des scientifiques de l'université de Stanford présente un nouveau matériau multi-couches ultramince, plus fin qu'une feuille d'aluminium, qui a une double fonction. D'une part, il permet d'évacuer sous forme de rayonnement infrarouge la chaleur des bâtiments qui en sont revêtus (c'est l'un des trois modes de propagation de la chaleur, cf. encadré). Le rayonnement émis a une fréquence précise appelée "fenêtre de transparence" qui lui permet de traverser l'atmosphère sans réchauffer l'air ambiant. De sorte que si un jour le toit de votre salon est équipé de ce matériau, la chaleur de la pièce se dissipera… dans l'univers.
D'autre part, le matériau, renvoie la quasi-totalité du rayonnement solaire (97%) comme un véritable miroir. Il garde donc son efficacité même en pleine journée. "Chaque objet qui produit de la chaleur doit l'évacuer dans un dissipateur de chaleur. Ce que nous avons fait, c'est de créer une manière d'utiliser l'univers comme un dissipateur de chaleur" explique Shanhui Fan, principal auteur de l'étude.
Le matériau mis au point à Stanford est réfléchissant comme un miroir (©Norbert von der Groeben, Stanford Engineering). DEPLOIEMENT. Un test effectué sur une petite surface de matériau, de la taille d'une pizza, a montré qu'il conservait une température inférieure à l'air ambiant même en pleine journée après une exposition prolongée à la lumière du Soleil. Selon les chercheurs, il a été conçu pour pouvoir être fabriqué à grande échelle et équiper la surface des toits. Son usage pourrait faire diminuer la température d'une pièce de cinq degrés en moyenne et donc réduire la dépense énergétique liée à la climatisation.
Les trois modes de propagation de la chaleur. La chaleur peut se propager par conduction, c'est pour cela que les plats sortent chauds du four, y compris d'un micro-onde qui n'est censé réchauffer que le contenant. Par convection, elle se manifeste par le flux d'air chaud qu'on reçoit quand ouvre la porte d'un four thermique, et par rayonnement ; c'est la chaleur que l'on perçoit à côté d'un objet chaud.
Le matériau utilise le refroidissement radiatif pour abaisser la température d'une pièce. Fan Lab, Stanford Engineering