L'été. Ciel bleu. Ensoleillement. Mais vous ne le remarquez pas beaucoup au bureau ou dans votre maison, car les stores bloquent la vue pour que la chaleur reste à l'extérieur. Ce scénario pourrait bientôt appartenir au passé :des chercheurs de l'EPFL travaillent avec l'Empa sur une vitre qui protège de la chaleur en été et permet en même temps une vue dégagée sur le monde extérieur.

Selon la saison, les fenêtres doivent avoir une fonction différente afin d'offrir un confort suffisant dans les bureaux et les appartements. En été, ils doivent éloigner la chaleur et empêcher l'éblouissement du soleil. En hiver, ils doivent répartir le peu de lumière de manière optimale dans la pièce. Une équipe dirigée par Andreas Schüler du Laboratoire d'énergie solaire et de physique du bâtiment de l'EPFL a récemment développé une fenêtre qui répond à tous ces critères. En coopération avec les chercheurs de l'Empa dirigés par Patrik Hoffmann du Laboratoire de traitement avancé des matériaux à Thoune, des travaux sont actuellement en cours sur leur fabrication, ce qui pourrait bientôt rendre superflus les stores pare-soleil. Le verre à vitre saisonnier réduit la surchauffe et l'éblouissement en été dans les bâtiments et assure un apport élevé d'énergie solaire et de lumière du jour en hiver. Tout cela sans altérer la vue vers l'extérieur par des gradateurs ou des stores.

Jing Gong, un doctorat étudiant à l'EPFL, a utilisé le système laser très complexe de l'Empa à Thoune pour produire une forme dite maître avec une surface microstructurée avec le laser de précision. Les micro-miroirs sont ensuite évaporés dans ces micro-rainures et encapsulés dans un film polymère. Ce film peut ensuite être facilement inséré dans une fenêtre à double vitrage classique. L'agencement des lentilles dites "Compound Parabolic Concentrator" (CPC) est utilisé pour refléter de manière optimale la lumière du soleil avec de faibles restrictions de visibilité. Alors que les premiers prototypes ont été développés en laboratoire, les chercheurs travaillent déjà sur la mise à l'échelle. Dans un projet pilote en coopération avec BASF Suisse, l'équipe travaille sur un procédé de fabrication qui devrait permettre de produire le revêtement des vitres constitué de millions de micro miroirs avec une grande précision, rapidement et à moindre coût. Cela pose un défi majeur en raison des exigences de qualité optique très élevées. L'étape suivante consiste à montrer si le verre passe le test quotidien. Les fenêtres seront installées dans le bâtiment NEST sur le campus de l'Empa à Dübendorf dans l'unité Solace de l'EPFL.

Le verre à vitre innovant offre de nombreux avantages, comme le confirment les chercheurs dans une première estimation. « Le verre permet de réduire de 10 à 20 % la consommation d'énergie thermique issue du chauffage ou de la climatisation, " dit Hoffmann. Dans de nombreux cas, les stores pourraient être supprimés à l'avenir. La lumière doit également être répartie plus uniformément dans toute la pièce. Dans leurs travaux de recherche, les chercheurs ont pu démontrer que l'idée fonctionne. L'autonomie à la lumière du jour est considérablement augmentée. Avec une incidence lumineuse de 60 degrés, les prototypes détournent déjà 80% de la lumière, dans une direction presque horizontale. Cela signifie que même les coins les plus éloignés d'un bureau ou d'un appartement sont mieux éclairés, qui peut avoir une influence positive sur le climat de vie, surtout en hiver, dans des conditions d'éclairage plus sombres. La fenêtre reste également transparente, la vue n'est pas modifiée.