Les tempêtes de neige laissent souvent derrière elles des rappels de leur présence pendant des jours - parfois des semaines - après le retour d'un temps plus chaud et plus ensoleillé. Bancs de neige, souvent créés par les chasse-neige lorsqu'ils dégagent les routes principales, peut s'attarder dans les parkings, sur les trottoirs, et dans les allées, même lorsque les températures dépassent largement le point de congélation.

La surface hautement réfléchissante de la neige fraîche est à l'origine de ce phénomène, minimisant considérablement les effets de fonte potentiels de la chaleur du soleil. Les villes des régions froides ont généralement recours à des méthodes actives pour éliminer les bancs de neige, comme transporter la neige vers des sites d'élimination ou utiliser des appareils de chauffage au gaz. Ces efforts peuvent générer une facture annuelle de l'ordre de 25 à 125 millions de dollars par ville, faisant du déneigement un problème permanent.

Une équipe de recherche d'étudiants de Virginia Tech a découvert la solution, à la fois pour les municipalités qui cherchent à économiser des millions et aussi pour le propriétaire qui espère éviter le devoir de pelle à neige :le Melt Mat.

Le produit d'une équipe de conception senior du département de génie biomédical et de mécanique du Collège d'ingénierie, le Melt Mat est une couverture thermiquement absorbante faite d'une fine feuille d'aluminium qui a été enduite par pulvérisation d'une peinture noire ultra-mate. Lorsqu'il est drapé sur la neige, le Melt Mat multiplie par trois le temps de fusion, le tout sans effort ni apport d'énergie.

Les résultats de la conception du Melt Mat des étudiants, fabrication, et des essais de recherche ont été récemment publiés dans la revue Langmuir . Les étudiants ont également obtenu un brevet provisoire pour le Melt Mat par l'intermédiaire de Virginia Tech Intellectual Properties.

"L'idée d'une couverture thermique absorbante est nouvelle, mais aussi très pratique, " a déclaré Jonathan Boreyko, professeur adjoint de génie biomédical et de mécanique et conseiller pédagogique de l'équipe. "Par souci de nouveauté, l'équipe avait vraiment besoin d'aller chercher une publication dans un journal. Par souci de praticité, nous avons demandé un brevet."

"Ils ont fini par avoir les deux, " a déclaré Boreyko. "J'étais très fier d'eux."

Une caractéristique du programme de premier cycle en sciences de l'ingénieur et en mécanique, les équipes de conception senior se forment au printemps de l'année junior des étudiants. Pendant ce temps, les membres du corps professoral du programme visitent les classes juniors selon un horaire rotatif pour présenter leurs idées pour des projets seniors. Après avoir sélectionné une idée, les membres de l'équipe s'immergent dans le projet de conception jusqu'à l'obtention du diplôme - parfois plus longtemps - dans le but de mener des recherches et de concevoir des produits aux côtés de leurs conseillers pédagogiques.

"Généralement, la neige renvoie environ les trois quarts du rayonnement solaire dans l'air, il est donc très difficile pour le soleil de faire fondre un banc de neige, " a déclaré Boreyko. " Même si les températures sont au-dessus de zéro et le soleil est de sortie, la surface de la neige fait rebondir la majeure partie de la chaleur tout de suite. C'est le problème fondamental que nous essayons de résoudre ici."

Au printemps 2016, Boreyko a lancé l'idée d'une couverture thermique absorbante, quelque chose qui n'absorberait pas seulement la chaleur du soleil, mais pourrait également conduire cette chaleur à travers la surface de la couverture pour accélérer les temps de fonte de la neige. Après avoir choisi l'idée de Boreyko comme centre d'intérêt de leur projet, l'équipe a alors commencé le processus de conception, construire, et expérimenter plusieurs modèles réduits, dont l'un deviendra le Melt Mat plus d'un an plus tard.

Le Melt Mat est simple, la conception passive signifie qu'il serait moins coûteux à fabriquer et idéal pour une utilisation répétée. Sa construction durable empêche également le Melt Mat de se dégrader avec le temps, un problème observé avec d'autres méthodes passives de déneigement, comme l'épandage de grandes quantités de particules de suie sur les bancs de neige pour un effet similaire. Parce que le Melt Mat ne dépend pas d'antigel ou d'autres produits chimiques qui pourraient s'écouler dans les eaux souterraines, son utilisation n'a pas d'effets néfastes sur l'environnement.

Avec un large éventail d'applications - y compris les allées résidentielles et les trottoirs, places de parking, et terrains de sport - plusieurs membres de l'équipe de conception ont exploré la possibilité de démarrer une entreprise pour fabriquer, marché, et vendez le Melt Mat. Mais maintenant, avec leur brevet provisoire en main, l'équipe espère trouver une entreprise établie qui pourrait être intéressée à travailler sur un brevet complet, ce qui pourrait permettre des accords de licence pour utiliser la technologie du Melt Mat.

« Quand notre classe de design senior s'est terminée, nous avions l'impression d'être vraiment sur quelque chose, " dit Sarah Wray, un membre senior de l'équipe de conception et l'un des co-auteurs de l'étude. "Nous avons décidé de nous pousser plus loin."

Avec de la chance, le Melt Mat pourrait arriver dans un magasin près de chez vous.