Un nouveau type révolutionnaire de fenêtre intelligente pourrait réduire les coûts de nettoyage des fenêtres dans les immeubles de grande hauteur tout en réduisant les factures de chauffage et en augmentant la productivité des travailleurs.

Développé par l'UCL (University College London) avec le soutien du Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), des échantillons prototypes confirment que le verre peut offrir trois avantages clés :

• Autonettoyant :La vitre est ultra résistante à l'eau, ainsi la pluie frappant l'extérieur forme des gouttelettes sphériques qui roulent facilement sur la surface - ramassant la saleté, poussières et autres contaminants et les emporter. Cela est dû au crayon, conception conique de nanostructures gravées sur le verre, emprisonnant l'air et s'assurant que seule une infime quantité d'eau entre en contact avec la surface. Ceci est différent du verre normal, où les gouttes de pluie s'accrochent à la surface, glisser plus lentement et laisser des traces.
• Économie d'énergie :le verre est recouvert d'un film très fin (5 à 10 nanomètres) de dioxyde de vanadium qui, pendant les périodes froides, empêche le rayonnement thermique de s'échapper et empêche ainsi les pertes de chaleur; pendant les périodes chaudes, il empêche le rayonnement infrarouge du soleil de pénétrer dans le bâtiment. Le dioxyde de vanadium est un matériau bon marché et abondant, se combinant avec la minceur du revêtement pour offrir de réels avantages en termes de coût et de durabilité par rapport aux revêtements à base d'argent/d'or et autres utilisés par les fenêtres à économie d'énergie actuelles.
• Anti-éblouissant :La conception des nanostructures confère également aux fenêtres les mêmes propriétés antireflet que celles que l'on trouve dans les yeux des papillons de nuit et d'autres créatures qui ont évolué pour se cacher des prédateurs. Il réduit la quantité de lumière réfléchie à l'intérieur d'une pièce à moins de 5 %, par rapport aux 20 à 30 % obtenus par d'autres prototypes revêtus de dioxyde de vanadium, fenêtres à économie d'énergie – avec cette réduction de « l'éblouissement » fournissant un grand coup de pouce au confort des occupants.

« C'est la première fois qu'une nanostructure est associée à un revêtement thermochromique. La nanostructure bio-inspirée amplifie les propriétés thermochromiques du revêtement et le résultat net est un autonettoyant, fenêtre intelligente très performante, " a déclaré le Dr Ioannis Papakonstantinou de l'UCL.

L'équipe de l'UCL calcule que les fenêtres pourraient entraîner une réduction des factures de chauffage jusqu'à 40 pour cent, avec le montant précis dans chaque cas particulier en fonction de la latitude exacte du bâtiment où ils sont incorporés. Les fenêtres en verre révolutionnaire pourraient être particulièrement bien adaptées à une utilisation dans des immeubles de bureaux de grande hauteur.

Dr Ioannis Papakonstantinou de l'UCL, chef de projet, explique : « On estime actuellement que, en raison des difficultés évidentes rencontrées, le coût de nettoyage des fenêtres d'un gratte-ciel au cours de ses 5 premières années est le même que le coût initial de leur installation. Notre verre pourrait réduire drastiquement cette dépense, au-delà de l'attrait d'une facture énergétique réduite et d'une productivité accrue des occupants grâce à la réduction de l'éblouissement. Alors que la tendance de l'architecture se poursuit vers l'inclusion de plus de verre, il est essentiel que les fenêtres nécessitent le moins d'entretien possible."

Des discussions sont actuellement en cours avec les verriers britanniques en vue de conduire ce nouveau concept de fenêtre vers la commercialisation. La clé est de développer des moyens d'étendre les méthodes de nano-fabrication que l'équipe de l'UCL a spécialement développées pour produire le verre, ainsi que l'intensification du processus de revêtement au dioxyde de vanadium.

Les fenêtres intelligentes pourraient commencer à arriver sur le marché d'ici 3 à 5 ans environ, en fonction du succès de l'équipe à obtenir un intérêt industriel.

Le Dr Papakonstantinou déclare :« Nous espérons également développer un film « intelligent » qui incorpore nos nanostructures et peut facilement être ajouté aux films domestiques conventionnels, Bureau, usine et autres fenêtres sur une base de bricolage pour offrir le triple avantage d'une consommation d'énergie réduite, moins de réflexion de la lumière et autonettoyant, sans affecter significativement l'esthétique."

Professeur Philippe Nelson, Le directeur général d'EPSRC a déclaré :« Ce projet est un exemple de la façon dont l'investissement dans une recherche d'excellence stimule l'innovation pour produire des avantages tangibles. Dans ce cas, la nouvelle technique pourrait permettre à la fois des économies d'énergie et des réductions de coûts.