Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
Posté par Redbran le Mercredi 06/01/2016 à 12:00
Un liquide caloporteur pour les bâtiments

Illustration: projet LAWIN
Les fenêtres fluidiques à grande surface utilisent un fluide contenu dans les microcanaux pour exploiter l'énergie de la chaleur et du soleil ambiante et pour gérer l'échange de la chaleur, tout en stimulant (Un stimulant est une substance qui augmente l'activité du système nerveux sympathique facilitant ou améliorant certaines fonctions de l'organisme. Parmi les stimulants...) l'efficacité énergétique (En physique et ingénierie mécanique, l'efficacité énergétique (ou efficacité thermodynamique) est un nombre sans dimension, qui est le rapport entre ce qui peut être récupéré...).

En comparaison aux précédentes technologies, les fenêtres à triple-vitrage ont considérablement amélioré leur efficacité énergétique. Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...) LAWIN (Large-Area Fluidic Windows) vise à améliorer cette performance tout en adoptant, néanmoins, une nouvelle approche. Les chercheurs de LAWIN développent des fenêtres qui fournissent un échange de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) et de collecte d'énergie solaire (L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère. Sur Terre, l'énergie solaire est à l'origine du cycle de l'eau et du vent. Le règne végétal, dont...) très efficace à travers une enveloppe du bâtiment active.

"Nous souhaitons notamment englober le bâtiment d'une couche de liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) et de contrôler la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du...)", affirme le professeur Lothar Wondraczek de l'institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le...) Otto Schott (OSIM) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...) sur les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) de Iéna et coordinateur du projet.

L'essence de la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) est un verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus...) structuré embossé de canaux microfluidiques à travers lesquels circule un fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui...) fonctionnel. Ce fluide permet d'ajuster automatiquement l'impact de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est...) ou de collecter la chaleur externe qui est ensuite transportée à une pompe à chaleur (Une pompe à chaleur est un dispositif thermodynamique permettant de transférer la chaleur du milieu le plus froid (et donc le refroidir encore) vers le milieu le plus chaud (et donc de...). Le prototype actuel utilise des solutions aqueuses, mais tout fluide comprenant des propriétés élevées d'échange de chaleur et, à terme, ajoute davantage de fonctionnalité comme le polychromatisme (où les propriétés d'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) du fluide dépendent de la magnitude de l'irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou accidentellement) un organisme, une substance, d'un corps à un flux de rayonnements ionisants : rayons...), ou peuvent être réglés électriquement) pourrait être utilisé.

Des fenêtres à perte d'énergie nulle

Les fenêtres microfluidiques de grande surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) de LAWIN et les éléments de façade se basent sur quatre types de nouveaux matériaux: les verres fins à faible coût et de protection robustes; les verres microstructurés laminés de qualité architecturale; un composant verre-verre contenant des canaux microfluidiques; et un liquide de stockage de chaleur conçu pour une fonctionnalité transparente et/ou active dans la mise en place de façades et de fenêtres. Le consortium du projet vise à réduire l'énergie grise (L’énergie grise est la quantité d’énergie nécessaire à la production et à la fabrication des matériaux ou des produits industriels. En théorie, un bilan d'énergie grise additionne l'énergie dépensée lors :) et les émissions de CO2 à zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole marquant une...) pour les surfaces de fenêtres après quatre mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) d'utilisation. LAWIN vise également à améliorer les taux d'isolation thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents phénomènes...) pour les surfaces de fenêtre (En architecture et construction, une fenêtre est une baie, une ouverture dans un mur ou un pan incliné de toiture, avec ou sans vitres.) d'au moins 20 % et de réduire l'énergie dépensée lors du cycle de vie (La vie est le nom donné :) complet d'un bâtiment de 10 %.

La commercialisation

LAWIN espère parvenir à une commercialisation et acceptation rapides grâce à ses nouvelles fenêtres et éléments de façade.

"La chose la plus importante est le processus de production grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle escamotable de grande hauteur....)", affirme le professeur Wondraczek. "Intégrer la technologie en un processus conventionnel utilisé pour la fabrication de fenêtre à triple-vitrage représente un objectif clé."

Pour vraiment tester la technologie, LAWIN prévoit de produire le prototype final sur une échelle semi-industrielle d'ici 2017. Mais les chercheurs de LAWIN doivent d'abord surmonter un obstacle.

Pour embosser des microcanaux d'un millimètre de large et, par la suite, laminer un verre sur un autre, une feuille (La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les végétaux supérieurs. Elle est insérée sur les tiges des plantes au...) fine de verre d'environ 1 mm a besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les besoins secondaires et...) d'une couche de verre qui extrêmement plat. Néanmoins à l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en...) actuelle, les feuilles de verre produites par un processus de laminage sont intrinsèquement ondulées. Les membres du consortium relèvent ce défi en développant un nouvel équipement de traitement et en adaptant le processus de production. Le résultat sera une pièce de verre très plate de qualité supérieure qui pourrait également servir à des fenêtres de sécurité ou à d'autres applications haut de gamme.

L'importance de la taille

"Un défi important est de fournir des fenêtres à très faible coût de grande taille", affirme le professeur Wondraczek. Le prototype de démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou précédemment démontrées à partir de propositions initiales, en s'appuyant sur un...) actuel est de 0,25-0,5 m2 mais le projet vise une version finale de 2 m2. Le prototype actuel sera installé dans des bâtiments modèles en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme...) du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) et du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) en 2017 pour tenir compte des différentes conditions climatiques et des résultats actuels seront testés par rapport aux modèles de simulation. Les résultats provenant des tests et des simulations serviront ensuite à valider et à optimiser les paramètres tels que le taux de flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans les...) du fluide, la taille des canaux et la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) du fluide à l'intérieur des canaux. Ces derniers seront incorporés en la version finale de 2 m2. Par ailleurs, les résultats seront intégrés en des modèles utilisés pour la conception de bâtiments.

Le consortium estime que les fenêtres haut de gamme coûteront 2,5 fois plus que les fenêtres à triple-vitrage de pointe mais que le prix le plus élevé sera partiellement compensé par les économies d'énergie ainsi que par les caractéristiques fonctionnelles et esthétiques avancées.

Les membres du consortium LAWIN pensent que les fenêtres permettraient de réduire d'au moins 123 000 tonnes de CO2 par an généré par le chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.), et de remplacer au moins 2 % des fenêtres-fours (window furnaces) en Europe.

"Les fenêtres fluidiques de grande surface s'adapteront à pratiquement tout type de bâtiment, et les constructeurs pourront remplacer d'autres fenêtre rien qu'en les échangeant", affirme le professeur Wondraczek.

Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS
Source: CORDIS