Basé sur des principes architecturaux traditionnels (angles des avant-toits en fonction de la latitude). Utilise un alliage à mémoire de forme (SMA) qui réagit à la température.
Chauffage et refroidissement sans électricité : développement d’un dispositif intelligent 3D fonctionnant sans énergie
Une équipe internationale de chercheurs a présenté un dispositif tridimensionnel capable de se chauffer et de se refroidir sans électricité, sans capteurs et sans moteurs. Une pièce qui fonctionne toute seule, comme si elle « lisait » la lumière et la température extérieure. Cette avancée, publiée dans Advanced Materials en 2025, constitue un pas de plus vers des bâtiments qui consomment beaucoup moins d’énergie dès le départ.
Comment fonctionne ce dispositif 3D intelligent
L’idée est née d’une simple observation : pendant des siècles, l’architecture traditionnelle a contrôlé le climat de manière naturelle. Les maisons hanok en Corée ou les maisons de thé en Chine étaient conçues avec des avant-toits adaptés à l’angle du soleil, tirant parti de chaque saison. Les chercheurs ont repris cette logique ancestrale et l’ont appliquée au domaine des matériaux intelligents.
Le cœur du système est une structure formée d’un alliage à mémoire de forme (SMA), un matériau qui réagit spontanément aux changements thermiques. Lorsque la température augmente, le matériau se contracte ou se dilate selon sa configuration, ouvrant ou fermant le dispositif sans avoir besoin de câbles, de batteries ou d’électronique.
Le mécanisme est simple vu de l’extérieur, mais sophistiqué dans son fonctionnement :
- Lorsque la structure est fermée, la surface extérieure réfléchit le rayonnement solaire et émet une lumière infrarouge à ondes moyennes, favorisant le refroidissement passif.
- Lorsque la température baisse et que la structure s’ouvre, une surface noire apparaît qui absorbe la chaleur solaire, agissant comme un capteur thermique.
Le résultat est un système bimodal qui passe du mode chauffage au mode refroidissement sans intervention extérieure. Pas de boutons. Pas d’applications. Pas d’énergie supplémentaire.
Essais en extérieur et utilisations possibles
L’équipe dirigée par le professeur Kim Bong-hoon, du DGIST, a testé le dispositif dans des conditions réelles, en le soumettant à différents angles solaires et à des températures comprises entre 8 et 32 °C. Les essais ont montré un comportement stable tant en mode chauffage qu’en mode refroidissement, indépendamment de la géométrie du bâtiment où il a été installé.
Ce détail est crucial : il n’est pas nécessaire de repenser la conception des bâtiments pour que cela fonctionne. Il peut être intégré sous forme de module, de surface ou même dans le cadre de futures façades dynamiques.
Bien qu’il soit encore en phase expérimentale, ce dispositif s’inscrit dans une tendance mondiale : de plus en plus de villes cherchent à réduire la consommation énergétique liée à la climatisation, qui représente près de 70 % des dépenses énergétiques des bâtiments. Des technologies telles que celle-ci peuvent fonctionner comme des couches passives qui réduisent la demande sans remplacer les systèmes existants.
Parallèlement, plusieurs pays mettent en place des réglementations qui favorisent les solutions d’efficacité passive, en particulier dans la rénovation des bâtiments anciens. Ce type de dispositif pourrait très bien s’inscrire dans ce cadre, en apportant des avantages sans nécessiter d’installations complexes.
Potentiel
Elle pourrait être intégrée dans les toits, les façades modulaires ou même le mobilier urbain exposé au soleil. Elle pourrait également être combinée avec des revêtements photovoltaïques ou des matériaux à changement de phase pour élargir sa plage thermique.
Son principal atout est son indépendance énergétique : elle fonctionne aussi bien dans les zones rurales, dans les bâtiments anciens ou dans les villes denses aux réseaux électriques saturés. Elle fonctionne uniquement à l’aide de la physique de base et de la lumière du soleil.
Si elle évolue vers des applications commerciales, elle pourrait devenir un élément clé de la climatisation passive du futur. Un outil supplémentaire pour réduire l’impact environnemental des bâtiments sans renoncer au confort. Une de ces innovations simples qui, si elles sont déployées à grande échelle, peuvent faire une réelle différence.
