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Une toiture caméléon pour climatiser la maison

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Une équipe de scientifiques américains vient de présenter un revêtement pour toiture capable d'adapter sa couleur à la température ambiante. Ce matériau intelligent à base... d'huile de friture peut ainsi emmagasiner la chaleur du soleil l'hiver et s'éclaircir l'été pour rafraîchir les maisons. Un débouché inattendu pour les huiles usagées des fast-foods...

La couleur de la toiture détermine la quantité d’énergie thermique solaire absorbée au niveau du toit. Ces shingles de couleur sombre absorbent une chaleur utile en hiver mais malvenue l’été. L’idéal serait que la couleur s’adapte aux températures extérieures, et c’est possible avec des shingles intelligents. © Chefranden CC by

En plein été, suivant que l'on porte des vêtements noirs ou blancs, on se rend compte que le sombre absorbe l'énergie thermique solaire tandis que le clair la rejette. Il en est de même à l'échelle des bâtiments, à ceci près qu'il est plus difficile de changer leur revêtement...

C'est ainsi que secrétaire d'Etat à l'Energie américain a émis l'idée de peindre les toits des villes en blanc pour lutter contre l'îlot thermique urbain, rafraîchir les habitations et réduire l'usage de la climatisationA contrario, des toitures sombres absorberaient un surplus de chaleur qui viendrait alléger la facture énergétique l'hiver, mais alourdirait celle de la climatisation l'été.

A moins d'avoir des appartements d'été et des appartements d'hiver, difficile de profiter de ces deux effets. Sauf avec un matériau intelligent, capable d'adapter sa couleur à la température extérieure. Un matériau comme le nouveau revêtement pour shingle (feuille de feutre recouverte de bitume) élaboré par l'United Environment & Energy (UEE) et présenté lors du meeting de mars 2010 de l'American Chemical Society. Sombre l'hiver, la toiture transmet l'énergie solaire au bâtiment ; claire l'été, elle la réfléchit.

Selon Ben Wen, directeur du projet, ce shingle intelligent peut réduire, d'après les tests, la température de surface d'une toiture de 50 à 80% par temps chaud en réfléchissant les rayonnements solaires. A l'inverse, par temps frais elle peut augmenter cette température jusqu'à 80% en absorbant les rayons du soleil.

De la friture sur les toits

« Ce revêtement permettra d'économiser le fioul et l'électricité et de réduire les émissions de composés organiques volatiles issus des matériaux de couverture à base de pétrole, souligne Ben Wen. En outre, cela constituera un nouveau débouché aux millions de litres d'huiles de fritures usagées utilisées pour la cuisson des frites et des beignets de poulet. »

Un shingle recouvert du nouveau revêtement intelligent élaboré par l’UEE. La texture huileuse du polymère est perceptible (reflet blanc au premier plan). © Ben Wen

En effet, ce nouveau matériau tient cette capacité de changement de couleur au polymère à base d'huile organique qui remplace le bitume utilisé habituellement dans les shingles. Sans odeur et ininflammable, ce polymère de revêtement peut s'adapter aux conditions climatiques locales. Les ingénieurs de l'UEE peuvent ainsi ajuster la température à laquelle le changement de couleur s'effectue en modifiant, d'une manière tenue secrète, la composition du polymère.

De différentes teintes possibles et adaptables à n'importe quel type de couverture, le revêtement devrait pouvoir se maintenir de nombreuses années (contre 25 ans pour le bitume des shingles conventionnels) et être renouvelé.

Pour l'instant, ce nouveau matériau intelligent est encore au stade de l'étude en laboratoire. Si les tests se déroulent bien, Ben Wen espère le voir le commercialisé d'ici trois ans à un prix inférieur à ceux des autres matériaux de couverture intelligents actuellement sur le marché. On peut toutefois s'interroger sur l'évolution dans le temps d'un matériau à base d'huile organique et exposé aux intempéries et à la pollution urbaine...