Partager les meilleures pratiques en matière de refroidissement radiatif

Université des sciences et technologies du roi Abdallah (KAUST)

image : Les dispositifs de refroidissement radiatif offrent un refroidissement sans électricité en rayonnant de la chaleur qui n'est pas absorbée par l'atmosphère, mais s'échappe de l'atmosphère terrestre vers l'espace.Voir plus

Dans un monde confronté à un stress thermique accru, une technologie de refroidissement sans émissions de carbone qui ne consomme pas d’électricité, fonctionnant plutôt en rejetant la chaleur directement dans l’espace, constituerait une avancée révolutionnaire. Cependant, une mauvaise normalisation et un manque de transparence entravent cette technologie prometteuse, connue sous le nom de refroidissement radiatif. Les lignes directrices sur les meilleures pratiques[1], décrites par Qiaoqiang Gan, chercheur principal en refroidissement radiatif à la KAUST, pourraient aider à remettre le domaine de la recherche sur les rails.

Les dispositifs de refroidissement radiatif offrent un refroidissement sans électricité en rayonnant de la chaleur dans une plage de longueurs d'onde étroite appelée fenêtre transparente atmosphérique. À l’intérieur de cette fenêtre, la chaleur n’est pas réabsorbée par l’atmosphère mais s’échappe dans l’espace qui, à trois degrés au-dessus du zéro absolu, agit comme un vaste puits de chaleur et absorbe facilement la chaleur émise. « La technologie est particulièrement intéressante pour répondre aux besoins locaux de refroidissement en Arabie Saoudite », explique Gan.

De nombreux matériaux présentent un refroidissement radiatif la nuit. «Le principal défi consiste à parvenir à un refroidissement inférieur à la température ambiante tout en étant exposé à la lumière directe du soleil», explique Gan. "Il faut simultanément minimiser l'effet chauffant de l'absorption solaire tout en maximisant l'émission thermique dans la fenêtre atmosphérique." Malgré le défi, cette technologie de refroidissement durable suscite un intérêt rapidement croissant en raison de son potentiel à contrer l’impact du réchauffement climatique.

Cependant, il existe de nombreux pièges potentiels lors des tests et des rapports sur de nouveaux matériaux de refroidissement radiatif, note Gan. Le refroidissement radiatif utilisant le ciel comme source de chaleur, la plupart des expériences sont menées dans l’environnement extérieur local. "En raison des conditions météorologiques incontrôlables et des variations des paramètres de mesure, il devient difficile de comparer et de comprendre les performances réelles de refroidissement de différentes technologies, et donc d'identifier les meilleures stratégies parmi les différentes conceptions de refroidissement radiatif étudiées", explique Gan.

"Après avoir discuté de ces questions avec un rédacteur en chef de Nature Sustainability, nous avons été invités à rédiger un article proposant des critères standardisés et des procédures de caractérisation pour évaluer les performances de refroidissement radiatif", ajoute Gan. Son équipe a élaboré des recommandations claires pour la caractérisation des matériaux de refroidissement radiatif – et des procédures de calcul du refroidissement – afin d’améliorer la fiabilité et la comparabilité des recherches sur le refroidissement radiatif.

« Nous espérons que ce cadre contribuera à l'avancement de solutions de refroidissement durables et efficaces », déclare Gan. Compte tenu de la canicule extrême qu’a connue 2022 et des températures record observées dans de nombreuses grandes villes au cours du premier semestre 2023, le besoin de solutions de refroidissement sans électricité est devenu plus critique que jamais, ajoute-t-il. « En tirant parti du refroidissement radiatif, qui a le potentiel de produire des émissions de carbone nulles, voire négatives, nous pouvons relever efficacement ce défi mondial et soutenir le plan stratégique national saoudien Vision 2030. »

Durabilité de la nature

10.1038/s41893-023-01170-0

Meilleures pratiques pour le refroidissement radiatif

3 juillet 2023

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