Ce « manteau thermique » empêche les espaces de devenir soit trop chauds soit trop froids.

Si vous vous êtes déjà brûlé les mains sur un volant de voiture, vous savez à quel point l'intérieur d'une voiture peut devenir chaud en été. Mais un nouveau tissu pourrait un jour aider les voitures et autres objets à rester frais en été et chauds en hiver.

Les chercheurs ont créé un prototype du tissu, qui agit comme un "paravent thermique" qui empêche l'espace en dessous de devenir trop chaud ou trop froid. Le paravent, décrit dans le numéro du 11 juillet, ne nécessite pas de source d'alimentation externe, ce qui pourrait réduire la consommation d'énergie associée au chauffage et à la climatisation.

Au niveau mondial, le chauffage et la climatisation représentent 38% de la consommation d'énergie dans les bâtiments et 12% de la consommation totale d'énergie. Des matériaux comme ce paravent thermique pourraient nous aider à rester confortables pendant les vagues de chaleur tout en réduisant les émissions de dioxyde de carbone liées à l'électricité utilisée pour le contrôle de la température, explique Aaswath Raman, physicien appliqué à l'UCLA qui n'a pas participé à l'étude.

Dans la nouvelle étude, Kehang Cui, ingénieur à l'Université Shanghai Jiao Tong, et ses collègues ont construit le paravent en utilisant deux couches. La couche extérieure est composée de fibres de silice blanches qui réfléchissent la lumière visible, revêtues de nitrure de bore hexagonal, un matériau céramique qui réfléchit la lumière ultraviolette et aide à dissiper la chaleur. Ensemble, les fibres de silice et le nitrure de bore réfléchissent 96% de la lumière du soleil qui atteint le tissu. En même temps, la couche extérieure absorbe la chaleur de la zone environnante et émet cette énergie sous forme de lumière infrarouge, ce qui abaisse également la température sous le paravent grâce à un processus appelé refroidissement par rayonnement.

Bien que la couche extérieure maintienne l'espace sous le paravent plus frais pendant plus longtemps qu'une zone non couverte, l'espace recouvert se réchauffe lentement tout au long de la journée. La couche intérieure, composée de papier aluminium, maintient l'espace chaud la nuit en emprisonnant une partie de cette chaleur à l'intérieur, similaire à une couverture de survie isolante.

Les chercheurs ont testé la durabilité du matériau du paravent dans plusieurs conditions extrêmes. Ils ont cuit le tissu à 800° Celsius, juste assez chaud pour faire fondre du sel de table. Ils l'ont également exposé à un froid extrême en le plongeant dans de l'azote liquide, l'ont soumis à la même quantité de vibrations que lors d'un lancement de fusée, l'ont arrosé d'acide et l'ont projeté avec un chalumeau à butane - avec pratiquement aucun changement de structure ou de performance du matériau. Cette durabilité extrême pourrait permettre son utilisation dans des engins spatiaux ou des environnements extraterrestres, selon l'équipe de recherche.

Pour voir le tissu en action, Cui et ses collègues ont construit un paravent prototype grandeur nature et l'ont testé sur une voiture électrique. Pendant une journée d'été à Shanghai, le paravent maintenait la température de la voiture à environ 23°C, jusqu'à 8 degrés Celsius de moins que la température extérieure et 28 degrés Celsius de moins que l'intérieur d'une voiture non recouverte. Le paravent maintenait également la voiture environ 5 degrés Celsius plus chaude que l'air extérieur pendant une nuit d'hiver.

Le paravent "montre clairement la capacité d'économiser de l'énergie, mais la prochaine étape est de le démontrer lors de tests de terrain à plus grande échelle [comme sur des toits] pour voir son impact sur notre vie quotidienne", explique Cui.

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