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Utiliser la chimie pour réduire la consommation d'énergie

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Utiliser la chimie pour réduire la consommation d'énergie

Le Neopor de BASF est utilisé sous forme de panneaux pour l'isolation thermique.

© BASF

Afin de répondre à des besoins de plus en plus nombreux, les scientifiques de la chimie multiplient les innovations autour de l'habitat, qu'il soit neuf ou ancien. Elles permettent notamment de disposer de logements toujours plus performants énergétiquement en contribuant à une meilleure isolation ou à une production locale d'énergie.

Des matériaux plus isolants, des vitrages filtrant le rayonnement infrarouge, des panneaux photovoltaïques aux rendements de plus en plus élevés, etc. La chimie intervient à de nombreux niveaux dans l'habitat neuf ou ancien. C'est pour informer et débattre des liens existant entre ces deux domaines que la Fondation de la Maison de la chimie a organisé en janvier dernier son colloque "Chimie et habitat". 

« Pour construire un logement, on fait appel à un certain nombre de corps de métiers, mais pas au chimiste. Enfin seulement indirectement, par l'intermédiaire des matériaux de structure, des procédés d'apport énergétique ou des produits d'entretien », indique Alain Fuchs, président du Centre national de recherche scientifique (CNRS). Avant de continuer : « Même si le chimiste travaille au niveau atomique ou microscopique, il peut parvenir à obtenir des résultats macroscopiques grâce à ses innovations ». Le domaine de l'énergie constitue un bon exemple de ce que peuvent apporter les travaux d'un chimiste de manière visible, tant au niveau de la maîtrise des dépenses que pour la production énergétique.

« La chimie peut contribuer à ne pas gaspiller d'énergie », comme l'indique Jean-Claude Bernier, professeur émérite de l'université de Strasbourg. En effet, l'emploi de matériaux isolants synthétiques tels que du polystyrène expansé ou extrudé, du polyuréthane ou encore des mousses phénoliques permet d'augmenter l'isolation thermique d'une habitation. Les structures de bois peuvent être renforcées par une couche de structures composites afin de les rendre plus isolantes. Du côté de la société BASF, l'accent est actuellement mis sur l'isolation thermique par l'extérieur avec leur technologie Neopor, comme en témoigne la récente inauguration de l'immeuble de la Clairière à Bétheny (Info Chimie n°500). Cette technologie s'appuie sur des panneaux à base de perles de polystyrène expansible graphitées, qui réfléchissent une partie du rayonnement thermique. Un autre moyen aidant à augmenter l'isolation thermique d'un habitat : les vitrages. La présence d'une lame de gaz d'argon dans un double vitrage permet ainsi de tripler l'isolation thermique par rapport à un double vitrage classique. Les vitrages à isolation renforcée possèdent, quant à eux, une couche d'argent ou d'oxydes métalliques sur l'une des faces intérieures du double vitrage, permettant de former une barrière thermique.

Mais l'isolation thermique n'est pas le seul domaine où la chimie permet de rendre les logements plus performants. « Pour rendre les bâtiments plus économes, il faut effectuer un travail sur l'isolation et le vitrage, mais aussi sur la production locale d'énergie et d'eau chaude », souligne Daniel Quénard, chef de la division Caractérisation de la physique des matériaux du Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB). En ce qui concerne la production d'énergie, la chimie intervient notamment pour améliorer les technologies photovoltaïques. En effet, la découverte de nouveaux encapsulants ou de polymères de protection va aider à allonger de plus en plus la durée de vie des panneaux solaires. Les filières dites couches minces ont été et vont être le lieu d'importants progrès apportés par la chimie. Elles ont vu le silicium amorphe disparaître progressivement des cellules photovoltaïques au profit du tellurure de cadmium ou du diséléniure de cuivre et d'indium (CIS), permettant un débit de production et un rendement plus élevés. Dans cette branche du photovoltaïque en couches minces, d'autres perspectives sont encore à venir grâce à la chimie, comme l'indique Daniel Lincot, directeur de l'Institut de recherche et de développement sur l'énergie photovoltaïque (Irdep) : « Les scientifiques cherchent à développer des matériaux sans élément rare pour élaborer de nouvelles cellules photovoltaïques. Par exemple, des travaux sont en cours pour substituer l'indium par un complexe de zinc et d'étain ou encore développer des cellules constituées de polymères ». Des recherches sont également à mener pour améliorer les procédés de recyclage ou de valorisation des dispositifs photovoltaïques en fin de vie. « A ce jour, nous récupérons seulement le métal de ces panneaux, en laissant les autres composants comme le verre et les polymères », précise Dominique Plée, directeur scientifique pour l'énergie de la société Arkema.

L'ensemble des innovations de la chimie devrait donc permettre de disposer à l'avenir d'un habitat de plus en plus performant énergétiquement, que ce soit pour les constructions nouvelles ou les bâtiments existants. Mais cette maîtrise de l'énergie dans l'habitat ne peut être durable si elle n'est pas intégrée à une approche globale incluant d'autres problématiques environnementales (transports, gestion de l'eau et des déchets, etc.) et mobilisant de nouveaux comportements.

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