Zurich: de l’or pour éviter la buée sur les lunettes

Des chercheurs de l’EPFZ ont mis au point une fine couche d’or transparente capable de transformer la lumière du soleil en chaleur. Elle peut par exemple être appliquée sur du verre ou d’autres surfaces pour les empêcher de s’embuer. Le revêtement pourrait être utilisé, entre autres, sur les verres de lunettes et les vitres des voitures.

Les professeurs Dimos Poulikakos et Thomas Schutzius ont utilisé une méthode de revêtement techniquement simple qui est largement utilisée dans l’industrie. Les plus petites quantités d’or sont déposées par vaporisation sous vide sur la surface dans une salle blanche. L’EPFZ a déposé un brevet pour ce revêtement. Sa particularité est qu’il absorbe sélectivement le rayonnement solaire.

La moitié de l’énergie de la lumière solaire provient du rayonnement infrarouge et l’autre moitié de la lumière visible ou du rayonnement UV. «Notre revêtement absorbe une grande partie de l’infrarouge et s’échauffe en conséquence, jusqu’à 8 °C», explique Iwan Hächler, doctorant à l’EPFZ, qui a joué un rôle clé dans la poursuite du développement. Le rayonnement dans le domaine visible, en revanche, passe à travers. C’est la raison pour laquelle ce revêtement est transparent.

Ce nouveau revêtement utilise une approche différente des méthodes antibuée conventionnelles: habituellement, les surfaces sont souvent recouvertes de molécules hydrophiles. En conséquence, l’eau condensée est répartie uniformément sur la surface. C’est ainsi que fonctionnent les sprays antibuée. La nouvelle méthode chauffe la surface et empêche ainsi l’humidité atmosphérique de s’y condenser. Les vitres arrière chauffantes des voitures fonctionnent de cette manière. Cependant, le chauffage à l’électricité est inefficace, comme le souligne Hächler. En revanche, le nouveau revêtement chauffe passivement et ne nécessite aucune énergie supplémentaire lorsque le soleil brille.

Les scientifiques ont publié leurs premiers travaux de recherche sur un revêtement d’or antibuée il y a trois ans. Le nouveau revêtement présente plusieurs avantages par rapport au premier: il est composé de moins de couches et est nettement plus fin. Cela le rend plus transparent et flexible. Il est également plus efficace et transparent car il absorbe sélectivement les infrarouges.

L’or est cher cependant. Mais il en faut si peu que les coûts restent faibles. Le revêtement est basé sur le principe du sandwich. De minuscules et extrêmement fines grappes d’or sont prises en sandwich entre deux couches de dioxyde de titane, un matériau électriquement isolant. Ces deux couches augmentent l’efficacité de l’extraction de la chaleur grâce à leurs propriétés de réfraction de la lumière. De plus, la couche supérieure de dioxyde de titane sert de vernis pour protéger la couche d’or de l’abrasion. L’ensemble du revêtement sandwich n’a qu’une épaisseur de dix nanomètres. À titre de comparaison: la feuille d’or est environ douze fois plus épaisse.

Les chercheurs vont maintenant examiner d’autres métaux pour voir s’ils conviennent tout aussi bien que l’or. En plus des verres et des vitres de voiture, ce principe antibuée pourrait être utilisé partout où quelque chose doit être chauffé et en même temps doit être transparent, comme les fenêtres de bâtiment, les miroirs ou les capteurs optiques. Il n’y a toutefois pas lieu de craindre qu’une voiture ou un bâtiment chauffe davantage en été. Iwan Hächler explique: «Le revêtement de la fenêtre absorbe les rayons infrarouges du soleil, qui chauffent spécifiquement la fenêtre, le rayonnement n’atteint ainsi plus l’intérieur de la voiture ou du bâtiment. En conséquence, l’intérieur chauffe encore moins qu’il ne le ferait sans le revêtement».