D’ARCHITECTURES le samedi 26 mai 2012

Un matériau intelligent au service du contrôle solaire!

Rédigé par Olivier NAMIAS
Publié le 30/05/2011

Un système actuellement étudié par l'agence d'architecture new-yorkaise Decker Yeadon propose d'utiliser un élastomère diélectrique pour réguler les apports solaires. Une version bionique du pare-soleil, à intégrer dans une double peau version 3.0.

Parce qu'elle est la plus sujette aux gains et aux pertes d'énergie, la façade fait l'objet de nombreuses recherches et expérimentations. On ne compte plus les systèmes visant soit à capter l'énergie qu'elle reçoit, soit à la dissiper, ou encore à bloquer les calories qu'elle laisserait échapper. Dans ce vaste panorama où défilent stores, capteurs solaires thermiques et photovoltaïques, murs-trombes, le procédé de façade homéostatique (HFS* en anglais) développé par l'agence d'architecture new-yorkaise Decker Yeadon recourt à des technologies inédites dans le BTP, celles des actionneurs élastomères diélectriques (DE). Ces matériaux dits « intelligents » mettent à profit la capacité de certains polymères – capables de s'étirer à plus de 1 000 % de leurs dimensions d'origine – de changer de forme lorsqu'ils sont traversés par un courant électrique. Autre avantage de ces matériaux, leur élasticité au sens physique du terme, c'est-à-dire qu'ils reviennent à leur état initial sans déformations. Des universités suisses travaillent à la fabrication d'actionneurs élastomères diélectriques sous forme de films multicouches fins qui pourraient être utilisés comme muscles artificiels. La recherche spatiale et robotique s'intéresseégalement à cette famille de matériaux.
> FLEXION, EXTENSION
Le système mis au point par l'agence Decker Yeadon consiste
en une feuille d'élastomère diélectrique (un élastomère silicone
de 80 μm d'épaisseur recouvert d'un dépôt d'argent de
200 nm) prenant en sandwich une feuille de plastique de
1,5 mm d'épaisseur. Ce complexe se place perpendiculairement
au vitrage intérieur d'une façade à double peau. Il est relié à un
système de capteurs qui mesurent différents paramètres dans
les espaces intérieurs, comme la température et l'ensoleillement.
En cas d'échauffement trop important, ces capteurs coupent
le courant électrique d'une tension de 2 500 V circulant
dans les élastomères diélectriques, dont les faces sont chargées
positivement et négativement. L'élastomère se contracte,
entraînant une compression de la feuille plastique et le changement
de forme du système. La variation volumétrique peut aller
jusqu'à l'obturation totale de la façade.
L'avantage du système est qu'il fonctionne sans pièce mécanique,
ce qui règle en partie les questions d'entretien. Sa
consommation électrique reste faible, car si la tension est
forte, l'ampérage reste peu important.
> UN PROCÉDÉ EN PHASE D'ÉTUDE
Le procédé est encore en phase de développement : aucun prototype
n'a été réalisé pour l'instant, et les études ne permettent
pas de quantifier précisément son impact sur la réduction des
consommations énergétiques. Les premiers tests ont mis au
jour des phénomènes d'oxydation des électrodes conduisant le
courant, un problème qui sera réglé par l'application d'un vernis
de protection adéquat. Les architectes cherchent à augmenter
l'étirement du matériau. En attendant de voir des systèmes
de façade homéostatique sur les parois vitrées de nos immeubles
de bureaux, une vidéo présentée sur le site de l'agence
offre une simulation du procédé en fonctionnement. n
> www.deckeryeadon.com