Le dioxyde de vanadium se trouve au coeur du vitrage intelligent chinois. (©photo)
Une équipe de chercheurs chinois de l’université de Shanghai a mis au moins une fenêtre dite « intelligente ». Celle-ci présente le double avantage de réguler la chaleur et de produire de l’électricité, et donc in fine d’économiser de l’énergie. Précisions.
A l’origine de l'innovation ? Un métal utilisé dans les alliages
Les recherches sur le vitrage intelligent sont souvent déconnectées de celles sur les cellules solaires : les premières visent à optimiser les matériaux tandis que les secondes sont souvent axées sur des rendements de production électrique. La revue scientifique Nature a publié fin octobre les résultats de chercheurs chinois menés par le professeur Gao Yanfeng, qui intègrent ces deux axes de recherche en un matériau. La formule secrète de la fenêtre mise au point par cette équipe réside dans un film de dioxyde de vanadium (VO2).
Le vanadium est un métal rare que l’on utilise traditionnellement dans la composition de nombreux alliages, notamment ferreux. Ce sont des particules de l’un de ses oxydes, le VO2, qui sont insérées en poudre entre deux plaques de polycarbonate. Le dioxyde de vanadium présente l’intérêt d’être un matériau semi-conducteur. Il est soit isolant, soit conducteur selon les plages de température. En dessous de 68°C, le VO2 est isolant et transparent à la lumière infrarouge, laissant ainsi rentrer la chaleur en limitant les pertes thermiques. Au-dessus de 68°C (dans le matériau), il devient conducteur et réfléchit cette lumière infrarouge, limitant les afflux de chaleur.
A la fois gestionnaire de chaleur et producteur d’électricité
L’autre grande spécificité du vitrage chinois est l’intégration de cellules photovoltaïques tout autour des plaques de polycarbonate/VO2. Le matériau diffuse une lumière partielle à ces cellules afin qu’elles produisent de l’électricité. Le vitrage mis au point par l’équipe de chercheurs chinois est ainsi susceptible de réduire les apports externes d’énergie en chauffage, en éclairage ou en climatisation.
La technologie de ce vitrage est jugée mûre en vue d’une industrialisation selon Gao Yanfeng. Ce dernier met en avant l’intérêt en matière de maîtrise de l’énergie et de confort. Ce matériau préserve l’habitat de fortes pertes de chaleur l’hiver (matériau en mode isolant) et de surchauffe l’été (matériau en mode réfléchissant). Le coût de ce vitrage n’a pas encore été dévoilé mais il est jugé faible par les chercheurs au regard des dispositifs existants.
