Les fenêtres intelligentes, développées par des ingénieurs de l'Université de Stanford et décrites dans une étude publiée en ligne le 9 août dans la revue Joule, reposent sur un principe complètement différent des alternatives existantes appelées fenêtres dynamiques. La nouvelle approche utilise un gel polymère contenant des ions métalliques appliqué sur une électrode transparente. Lorsqu'une tension est appliquée, les ions métalliques plaquent les électrodes, bloquant toutes les longueurs d'onde de la lumière. Une fois la tension opposée appliquée, les fenêtres redeviennent transparentes.
La nouvelle approche offre plusieurs avantages par rapport aux technologies de fenêtres électrochromes existantes, a déclaré Michael McGehee, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'Université de Stanford, qui a dirigé la recherche.
"Beaucoup de gens aimeraient avoir des vitres teintées dynamiquement, et je ne pense pas qu'ils se précipitent pour acheter les produits disponibles, en partie parce que c'est trop cher", a déclaré McGehee à Live Science. "Les fenêtres électrochromes disponibles contiennent quelques microns de matériau électrochromique relativement cher. Le processus de dépôt de ce matériau est assez coûteux."
McGehee a ajouté que le processus développé par son équipe, qui consiste à injecter la solution de polymère dans le verre, est intrinsèquement moins cher et pourrait ouvrir la voie à une utilisation plus répandue des fenêtres teintées, en particulier dans la construction.
Selon McGehee, la technologie est jusqu'à présent principalement utilisée dans les avions et les voitures. Boeing, par exemple, a installé des vitres teintées dans son avion de ligne phare 787 Dreamliner. Certains constructeurs automobiles de luxe utilisent également des matériaux électrochromes pour fabriquer des rétroviseurs. Mais avec des coûts inférieurs, l'utilisation de ce type de technologie pourrait se développer davantage, ont déclaré les chercheurs.
"Ils peuvent être utilisés dans les fenêtres de toutes sortes de bâtiments, de maisons, de grands bâtiments commerciaux", a ajouté McGehee. "Nous avons discuté avec des constructeurs automobiles, et ils sont très intéressés à l'avoir sur le toit ouvrant ou dans les vitres arrière. Les lunettes sont une application passionnante, en particulier pour les personnes qui portent des lunettes tout le temps et qui ont besoin de verres correcteurs."
Dans les bâtiments, les fenêtres teintées pourraient aider à réduire le coût du chauffage et de la climatisation jusqu'à 20%, en permettant aux gens d'ajuster la quantité de lumière qui pénètre dans une pièce, a déclaré McGehee.
En plus des modes complètement transparents ou complètement sombres, les fenêtres peuvent être partiellement teintées, filtrant uniquement la lumière, a déclaré McGehee. Les personnes à l'intérieur de la pièce pourraient toujours voir clairement l'extérieur, comme si elles portaient des lunettes de soleil.
"Vous pouvez bloquer 90% de la lumière pour réduire l'éblouissement, mais vous pouvez voir ce qui existe", a déclaré McGehee. "Ce n'est pas comme si vous aviez des stores ou dans un avion - lorsque vous tirez le plastique vers le bas, votre vue est complètement disparue."
McGehee a déclaré que par rapport aux technologies antérieures, les nouvelles fenêtres dynamiques sont plus durables, grâce à l'utilisation de métal, qui ne se dégrade pas en raison de l'exposition au soleil. Pendant l'expérience, les chercheurs ont allumé et éteint les fenêtres au moins 5 500 fois et n'ont vu aucun changement dans la transmission de la lumière.
Les fenêtres filtrent également toutes les longueurs d'onde de manière égale, y compris le bleu, que les technologies antérieures laissaient entrer plus abondamment, selon les chercheurs.
"Certaines des autres fenêtres sont bleues, et les personnes à l'intérieur sont bleues car elles laissent passer plus de lumière bleue que les autres longueurs d'onde", a déclaré McGehee.
Jusqu'à présent, les chercheurs ont construit des prototypes à petite échelle qui mesurent 10 pouces carrés (25 centimètres carrés), mais a déclaré qu'ils étaient déjà en pourparlers avec des fabricants qui pourraient les aider à développer la technologie.
