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Des vitres solaires qui chauffent ou rafraîchissent les bâtiments


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Des vitres solaires qui chauffent ou rafraîchissent les bâtiments

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Alors que dans la construction, on recherche de plus en plus des solutions économes en énergie, un projet de recherche européen appelé FLUIDGLASS mené notamment en Suisse et au Liechtenstein entend apporter sa pierre à l‘édifice en proposant des fenêtres multifonctions. Equipées d’un vitrage rempli d’un fluide spécifique, elles peuvent servir de panneaux solaires, devenir plus ou moins opaques en fonction de l’ensoleillement et produire de l‘énergie pour chauffer ou rafraîchir les bâtiments.

A Vaduz, la capitale du Liechtenstein, nous découvrons en pleine rue, un container qui n’a rien d’ordinaire, et ce à cause de ses fenêtres : des fluides spéciaux ont été injectés dans les vitres. Leur surface extérieure est capable de collecter les rayons du soleil pour produire de l‘énergie et leur surface intérieure permet elle de rafraîchir ou chauffer l’intérieur du container.

Dans ce vitrage élaboré dans le cadre d’un projet de recherche européen baptisé FLUIDGLASS, on a placé un fluide en circulation qui se teinte en fonction de l’ensoleillement. Grâce à ces fenêtres d’un nouveau type, on peut économiser de l‘énergie, mais ce n’est pas leur seule utilité.

“Ces vitres sont plus ou moins opaques, donc elles protègent des rayons du soleil, explique Anne-Sophie Zapf, architecte de l’Université du Liechtenstein et coordinatrice de ce projet. Elles rafraîchissent ou chauffent le bâtiment et elles peuvent servir de panneaux solaires, elles absorbent les rayons du soleil et les transforment pour alimenter l’intérieur en énergie,” énumère-t-elle. Les jours de grand soleil, chaque fenêtre peut produire jusqu‘à 1 kilowatt / heure.

Fluide très spécifique

Dans un laboratoire d’un institut technique de Buchs (NTB), une autre équipe travaille sur la composition de ce fluide qui se trouve dans le vitrage, c’est un mélange d’eau, d’antigel et de particules magnétiques. Principal défi pour les scientifiques : le rendre stable sur le long terme.
Ils y sont parvenus grâce à des particules aux caractéristiques très précises. “Ces particules ne doivent pas s’agglutiner : autrement dit, elles ne doivent pas se regrouper, précise Daniel Gstöhl, ingénieur mécanique au NTB. Elles ne doivent pas se déposer sur la vitre avec le temps, mais rester sous forme d’une solution et si besoin, elles doivent être faciles à filtrer,” indique-t-il.

L‘équipe a dû aussi inventer une méthode fiable, homogène et efficace pour remplir le vitrage avec le fluide. “La principale difficulté, souligne Stefan Frei, ingénieur mécanique de l’Institut, c‘était de trouver le bon mode opératoire. La vitre ne doit pas être confrontée à une surpression : sinon, elle se déformerait avec le temps et on n’aurait plus une répartition régulière des particules dans la vitre ; donc, on a dû procéder avec une pression négative, indique-t-il. Toute la circulation à l’intérieur est alors modifiée et apparaissent des problèmes différents de ceux qu’on aurait eu avec une surpression,” renchérit-il.

Système intelligent

Le système est piloté par un algorythme qui tient compte de différents facteurs comme le degré d’ensoleillement, la fonction de la pièce où les fenêtres sont installées, l’heure et les prévisions météo.

“On n’a effectivement pas besoin d’appareil additionnel pour chauffer ou rafraîchir comme une climatisation ou des radiateurs : c‘était l’un des aspects importants qu’on voulait déterminer sur ordinateur, dit Laura Baumgärtner, ingénieur civil à l’Université du Liechtenstein. Maintenant, on doit valider la procédure par des tests en conditions réelles dans le container,” ajoute-t-il.

Ces tests réalisés à Vaduz en hiver et à Chypre en été permettront de dire si ces fenêtres sont effectivement capables de chauffer et rafraîchir l’intérieur du container. En attendant, les chercheurs voient déjà plus loin.

Immeubles de bureaux

La coordinatrice du projet Anne-Sophie Zapf précise : “Le principal secteur d’application de nos recherches pourrait être les immeubles de bureaux qui ont une grande proportion de surfaces vitrées sur leurs façades. Mais on a besoin de trouver des solutions car avec le vent, c’est difficile d’y installer de grandes surfaces vitrées, concède-t-elle. Les grands immeubles de bureaux restent malgré tout, notre cible privilégiée parce que les maisons individuelles présentent moins de surfaces vitrées et pour être performant, notre système nécessite le plus de vitrage possible,” fait-elle remarquer.

Les scientifiques estiment que leurs fenêtres dotées de nouvelles performances énergétiques pourraient être commercialisées d’ici quatre ans.

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