Les doubles vitrages des fenêtres apportant une isolation thermique et phonique, les stores intérieurs, extérieurs et même ceux situés à l’intérieur d’un double vitrage deviennent presque banals, si ce n’est que des améliorations importantes leur sont apportées continuellement. Mais que dire de doubles vitrages qui feraient office à la fois de stores et de climatiseurs ? Une hélice qui régule la lumière C’est pourtant le défi lancé par le programme du contrat européen Smart Win, abréviation de «smart window » ou «fenêtre intelligente », qui regroupe plusieurs organisations européennes. (voir encadré). « Cette collaboration dans le cadre d’un programme européen s’avère nécessaire, explique Michel Mitov, chercheur au Cemes, pour pouvoir développer un produit destiné à des applications concrètes. Le CNRS apporte le nouveau matériau sur lequel est fondée cette recherche. ». De quel matériau s’agit-il ? Il appartient à une famille particulière de cristaux liquides, appelés cholestériques. Ils ont été découverts au cours du 19ème siècle dans les dérivés du cholestérol, et leur caractéristique est de réfléchir de façon sélective les rayons qui composent la lumière. Par quel processus ? à partir de l’organisation particulière de leurs molécules constituées de bâtonnets parallèles les uns aux autres et disposés en hélice. C’est la torsion (ou «pas») plus ou moins importante de cette hélice qui détermine la partie de la lumière qui est réfléchie. Et selon la torsion (ou « pas ») de l’hélice, la lumière passe plus ou moins. Réfléchir les rayons les plus énergétiques Donnons un exemple. Ce sont ces cristaux liquides cholestériques qui donnent à la carapace du scarabée cétoine doré cette couleur verte irisée que l’on retrouve dans les thermomètres frontaux : la torsion de l’hélice des cristaux liquides de la carapace de ce scarabée est telle que cette dernière ne renvoie que la lumière verte. Michel Mitov, passionné depuis une quinzaine d’années par ces cristaux liquides, vient avec son équipe de chercheurs de faire un pas en avant très important. « En effet, explique-t-il, il a fallu pousser les recherches plus loin car les cristaux cholestériques ne réfléchissent qu’une fraction limitée des rayons. Nous devions donc trouver un moyen pour réfléchir plus de rayons, afin de moduler la lumière et la chaleur. La solution a été trouvée avec un film mince constitué d’une succession d’hélices à torsion de plus en plus importante. Si bien que les rayons les plus énergétiques, certains rayons visibles et les infrarouges, seront les premiers visés. Empêcher la chaleur d’entrer En appliquant une tension électrique, les molécules s’alignent et la vitre est transparente. Dès que la tension est coupée, les hélices se reforment et arrêtent à la fois les rayons du soleil les plus énergétiques, les rayons infrarouges et certains rayons visibles, qui sont renvoyés énergiquement vers l’extérieur. La vitre sert alors de barrière aussi bien pour la lumière que pour la chaleur du soleil. » Ce sont donc ces cristaux cholestériques que les chercheurs toulousains sont allés chercher pour réaliser des vitrages futuristes « intelligents ». Il existe déjà des vitrages à opacité variable mais ces vitrages diffusent la lumière et ne procèdent pas à un tri des rayons lumineux qui entrent vers l’intérieur d’une pièce : ils n’empêchent pas la chaleur d’entrer. Ce que font au contraire les cholestériques. ”. Des débouchés potentiellement importants Et l’on se prend à rêver… En cas de canicule, les pièces exposées au soleil pourraient ne pas être réchauffées pour autant, en actionnant seulement un bouton électrique… Rêve qui pourrait être réalisé si l’on considère que, déjà, le fabricant GVC a testé positivement le procédé sur des grandes surfaces. « Mais, indique Michel Mitov, restons prudents. Si les débouchés sont potentiellement immenses, ces vitrages ne seront pas à la disposition du public avant plusieurs années. Ils vont devoir subir toute une série de tests, voir comment ils vont vieillir, savoir s’ils ne vont pas changer d’aspect sous diverses influences, en particulier celle des contraintes thermiques… » Le programme « Smart Win » regroupe deux laboratoires du CNRS dont le Cemes ou Centre d’Elaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales de Toulouse où travaille l’équipe de chercheurs de Michel Mitov, mais aussi le CSTB ou Centre Scientifique et Technique du Bâtiment de Grenoble, un cabinet d’architecte autrichien, une université danoise, et deux entreprises : le fabricant de verre espagnol Duna et la société française Glaces et Verres Catalans (GVC) dirigée par Jacques Portes.