La peinture noire la plus noire a absorbé 99,9% de l’attention du public pendant bien trop longtemps. Le moment est maintenant venu de faire la lumière sur l’autre extrémité du spectre pratique de la peinture: un nouveau colorant décrit comme le blanc le plus blanc. Comme son homologue sombre, célèbre pour des choses telles que le camouflage thermique, la nouvelle peinture a des applications potentielles importantes. Les surfaces recouvertes réfléchissent 98,1% de la lumière du soleil, créant un puissant effet de refroidissement, sans aucune de l’électricité requise par les climatiseurs commerciaux.
«Les 98,1 pour cent signifient que maintenant nous n’absorbons que 1,9 pour cent de la lumière du soleil, contre 10 à 20 pour cent d’absorption de [white or ‘heat reflective’] peintures commerciales. C’est une réduction significative », déclare Xiulin Ruan, ingénieur en mécanique à l’Université Purdue et co-auteur d’une nouvelle étude décrivant la peinture publiée dans Matériaux appliqués et interfaces ACS. En réfléchissant autant de lumière du soleil, le nouveau mélange peut en fait libérer de la chaleur d’un bâtiment revêtu. Ruan et ses collègues de Purdue calculent que couvrir un toit de 1000 pieds carrés (plus de 90 mètres carrés) avec leur peinture pourrait refroidir un bâtiment d’environ 10 kilowatts. Cet effet pourrait ne pas éliminer le besoin de climatiseurs énergivores, mais il pourrait réduire leur utilisation. «Notre modèle montre que si vous êtes, par exemple, à Reno, dans le Nevada, ou à Phoenix, en Arizona, vous pouvez économiser jusqu’à 70 à 80 pour cent sur la climatisation en été», dit Ruan.
Les scientifiques développent des peintures réfléchissantes depuis des décennies, mais les produits commerciaux d’aujourd’hui restent à ou au-dessus de la température ambiante. Au cours des 10 dernières années, cependant, les chercheurs ont trouvé un plus grand succès avec des revêtements multicouches qui incorporent de minuscules particules – certaines à l’échelle nanométrique – qui réfléchissent de nombreuses longueurs d’onde de la lumière. Des équipes de l’Université de Stanford et de l’Université du Colorado à Boulder ont montré que de tels matériaux peuvent refroidir une surface en dessous de la température ambiante. Malheureusement, la fabrication de tels revêtements et leur application sur une surface peuvent coûter plus cher – et nécessitent un processus plus intensif – que de simplement gifler de la peinture.
En 2014, Ruan a décidé d’adopter une approche hybride et de créer une peinture qui pourrait facilement être brossée ou pulvérisée sur une surface, mais qui incorporerait toujours un nanomatériau réfléchissant. Son équipe a testé des substances telles que le dioxyde de titane et le carbonate de calcium et en a fabriqué une peinture rafraîchissante mais moins réfléchissante l’année dernière. Les chercheurs ont finalement sélectionné un composé relativement peu coûteux appelé sulfate de baryum. Ensuite, ils ont calibré la concentration nécessaire de ce matériau blanc pour rendre la peinture aussi réfléchissante que possible sans dégrader sa capacité à coller ensemble. Enfin, l’équipe s’est assurée que les particules de sulfate de baryum étaient de différentes tailles, car chaque taille diffuse une longueur d’onde de lumière différente.
«J’aime cette étude. Je pense que c’est prometteur », déclare Yuan Yang, un scientifique des matériaux à l’Université de Columbia, qui n’a pas participé à la recherche. «Et je pense qu’il y a un potentiel à commercialiser.» Ruan dit qu’il espère commercialiser une version de sa peinture dans un an ou deux. «Le prix est comparable, voire légèrement inférieur à celui du dioxyde de titane utilisé dans les peintures commerciales», note-t-il. «La fabrication n’implique aucune nanotechnologie coûteuse. Même s’il s’agit toujours d’une nanotechnologie, c’est une nanotechnologie très abordable. »
Mais il y a beaucoup de concurrence de la part d’autres chercheurs. Et Yang souligne que tout produit réfléchissant devra résister au monde réel, où la saleté recouvre les surfaces au fil du temps. Un fabricant devra se demander «comment s’assurer que la peinture reste blanche après 30 ans d’utilisation», dit-il.
Ruan voit son travail comme un outil pour lutter contre l’urgence climatique. “Président [Joe] Biden a parlé de réduire de moitié les émissions de carbone d’ici la fin de 2030 », dit-il. «Notre peinture peut contribuer à cet objectif car elle nous permet de nous refroidir sans utiliser d’énergie.»
