La modulation de la lumière via un micro-obturateur MEMS optique et des matrices de micromiroirs pourrait permettre d’énormes économies d’énergie – Science

Les bâtiments sont responsables de 40% de la consommation d’énergie primaire et de 36% des émissions totales de CO2. Et, comme nous le savons, les émissions de CO2 déclenchent le réchauffement climatique, l’élévation du niveau de la mer et de profonds changements dans les écosystèmes océaniques. Le remplacement des zones de vitrage inefficaces des bâtiments par des fenêtres à vitrage intelligent écoénergétiques a un grand potentiel pour réduire la consommation d’énergie pour l’éclairage et le contrôle de la température.

Harmut Hillmer et coll. de l’Université de Kassel en Allemagne démontrent le potentiel des «matrices de micromiroirs MOEMS dans les fenêtres intelligentes pour la direction de la lumière du jour», un article publié récemment dans le numéro inaugural du Journal of Optical Microsystems.

«Notre vitrage intelligent est basé sur des millions de micromiroirs, invisibles à l’œil nu, et réfléchit la lumière du soleil entrante en fonction des actions de l’utilisateur, des positions du soleil, de la journée et des saisons, offrant une direction lumineuse personnalisée à l’intérieur du bâtiment», a déclaré Hillmer.

Le réseau de micromiroirs est invulnérable au vent, au nettoyage des vitres ou à toutes les conditions météorologiques car il est situé dans l’espace entre les vitres remplies de gaz rare tel que l’argon ou le krypton. Le vitrage fournit de la chaleur solaire gratuite en hiver et de la prévention de la surchauffe en été, et il permet une lumière naturelle saine, d’énormes économies d’énergie (jusqu’à 35 pour cent), une réduction massive de CO2 (jusqu’à 30 pour cent) et une réduction de 10 pour cent d’acier et de béton. dans des immeubles de grande hauteur.

Outre le problème énergétique, l’éclairage artificiel a également des conséquences sur la santé et le bien-être. Diverses études ont lié l’éclairage artificiel au manque de concentration, à une forte susceptibilité aux maladies, à des biorythmes perturbés et à l’insomnie. Le verre intelligent peut réduire la dépendance à l’éclairage artificiel en optimisant la lumière du jour naturelle dans une pièce.

Les vitrages intelligents à la pointe de la technologie sont actuellement optimisés pour l’hiver ou pour l’été – et ne sont pas en mesure d’assurer des performances d’économie d’énergie tout au long de l’année. Il existe un besoin pour une technologie intelligente et automatique capable de réagir au climat local (jour, saison), d’utiliser la lumière du soleil disponible, de réguler la lumière et la température et d’économiser une énergie substantielle.

Les réseaux de micromiroirs MEMS des chercheurs sont intégrés à l’intérieur du vitrage isolant et sont actionnés par un système de contrôle électronique. L’orientation des miroirs est contrôlée par la tension entre les électrodes respectives. Les détecteurs de mouvement dans la pièce détectent le nombre, la position et le mouvement des utilisateurs dans la pièce.

Les résultats comprennent une vitesse d’actionnement beaucoup plus élevée dans la plage inférieure à la ms, une consommation d’énergie 40 fois inférieure à celle des concepts électrochromiques ou à cristaux liquides, une réflexion au lieu de l’absorption et une neutralité des couleurs. Des tests de vieillissement rapide de la structure de micromiroirs ont été effectués pour étudier la fiabilité et ont révélé la durabilité, la robustesse et la longue durée de vie des réseaux de micromiroirs.

Et avec des résultats positifs comme celui-là, les avantages de ce verre intelligent sont clairs comme du cristal.

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