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Posté par Isabelle le Mercredi 24/06/2015 à 12:00
De nouveaux matériaux pour les fenêtres de prochaine génération

Nouveaux matériaux pour fenêtre
Seulement 15 % des fenêtres d'Europe contiennent du verre à économie d'énergie. Des scientifiques financés par l'UE améliorent l'efficacité énergétique des bâtiments et élargissent leur fonctionnalité par la promotion de solutions de vitrage de pointe.

Près de 40% de la consommation d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) en UE sert au chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.), au refroidissement et à l'éclairage des bâtiments. Leurs besoins énergétiques représentent de grandes quantités d'émission d'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde désigne également...) de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.). Dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) financé par l'UE intitulé HARWIN ("Harvesting solar energy with multifunctional glass-polymer windows (Windows est une gamme de systèmes d'exploitation produite par Microsoft, principalement destinées aux machines compatibles PC. C'est le remplaçant de MS-DOS....)"), les scientifiques développent de nouveaux matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) pour des fenêtres pour tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.). Les solutions améliorées réduiront le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est...) du vitrage, la conductivité thermique (La conductivité thermique est une grandeur physique caractérisant le comportement des matériaux lors du transfert de chaleur par conduction. Cette constante apparaît par...) et la consommation énergétique.

En utilisant des matériaux composites en verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est...) à polymère, les scientifiques développent des structures légères pour le vitrage et les cadres 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.) avec des propriétés adaptées. Les composants des matériaux composites en verre à polymère permettront une meilleure luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.). Les matériaux à changement de phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) intelligents seront en mesure de stocker de grandes quantités d'énergie. Les nouveaux matériaux permettront de réguler l'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance (linge, pain, produit chimique, etc.).), de réduire la conduction thermique (La conduction thermique est le mode de transfert de chaleur provoqué par une différence de température entre deux régions d'un même milieu ou entre deux...) et d'assurer une bonne 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...). Le défi est d'associer ces caractéristiques fonctionnelles dans la nouvelle vitre avec une transparence (Un matériau ou un objet est qualifié de transparent lorsqu'il se laisse traverser par la lumière. Cette notion dépend de la longueur d'onde de la...) suffisante.

Jusqu'à présent, des scientifiques ont développé une structure de vitrage légère à base de panneaux de verre de 2 mm laminé avec des polymères renforcés de verre en paillettes. Un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base...) d'encadrement léger a également été développé à base de polypropylène. Les autres réalisations ont été le développement de films composites avec une de transmission lumineuse de près de 95 % et une meilleure rigidité, et de verre luminescent pour un changement de fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence sans...). Grâce à ces matériaux de changement de fréquence, 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...) UV est transformée en lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre électromagnétique qui est visible pour l'œil humain.). L'amélioration du verre laminé en polybutyral de vinyle (Le vinyle est, selon l’IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), l’autre nom qui est donné à l’éthényle de formule développée...) améliorera le degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) accompli de conductivité thermique des vitres.

Les scientifiques ont démontré une fonctionnalité améliorée de vitrage laminé à l'aide de revêtements, pour une réduction de poids de 25 %. De plus, ils ont montré le potentiel de réduction de la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la...) de verre nécessaire pour le vitrage laminé sans compromettre sa performance mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission,...).

Plusieurs éléments de vitrage laminé de 0,5x0,5 mètre carré (Le mètre carré (symbole m²) est l'unité d'aire du système international.) ont été produits. Malgré les propriétés optiques prometteuses, les propriétés d'isolation thermique et le poids du vitrage doivent encore être améliorés.

Les activités du projet devraient contribuer à réduire le potentiel de réchauffement de l'effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou d'autres étoiles...) grâce aux matériaux de vitrage et d'encadrement des fenêtres et une construction légère de bâtiments grâce à des matériaux légers.

Pour plus d'information voir: projet HARWIN

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Source et illustration: Europa