Présentation des briques translucides

20 avril 2023

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par Empa, Laboratoire fédéral suisse pour la science et la technologie des matériaux

Les éléments de construction vitrés sont une méthode populaire en architecture pour laisser entrer la lumière dans un bâtiment. Cela permet une meilleure utilisation de la lumière du jour respectueuse de l'environnement, et moins d'éclairage artificiel est nécessaire.

Pour maximiser cet avantage, cependant, les éléments en verre doivent de préférence être utilisés pour construire des murs entiers pour l'enveloppe du bâtiment, ce qui nécessite que les éléments aient une isolation thermique efficace et puissent supporter une certaine charge - une combinaison qui n'était pas disponible sur le marché en ainsi jusqu'à présent.

Les aérogels de silice sont des matériaux d'isolation thermique performants de plus en plus populaires dans le secteur de la construction. Les plus courants sont les nattes isolantes opaques et les enduits. En 2017, le chercheur de l'Empa Jannis Wernery et ses collègues du département Building Energy Materials and Components ont eu l'idée d'intégrer le matériau isolant directement dans une brique de construction et ont présenté un nouveau type de brique remplie d'aérogel, le soi-disant "Aerobrick". . Grâce à son excellente isolation thermique, cette brique permet d'économiser sur les coûts de chauffage, sans qu'il soit nécessaire d'appliquer une couche isolante supplémentaire sur la maçonnerie.

Cependant, l'aérogel peut également être pratiquement transparent, ce qui en fait un système de construction translucide et isolant. Pour en tirer parti et améliorer encore les performances isolantes de l'"Aerobrick", Wernery, Michal Ganobjak and Co. ont développé un nouveau composant modulaire à base de verre flotté et de granulés d'aérogel de silice qui combine les deux propriétés - il est translucide et isolant : l'aérogel brique de verre.

Les briques de verre remplies de granules d'aérogel translucides permettent la construction d'éléments de façade esthétiques et même porteurs qui laissent pénétrer une quantité importante de lumière du jour. Les chercheurs de l'Empa ont obtenu cette combinaison de résistance, d'isolation et de transmission de la lumière en utilisant des entretoises décalées entre les vitres à l'intérieur de la brique de verre, qui assurent une stabilité statique avec une transmission de chaleur minimale.

La brique de verre a une conductivité thermique mesurée de 53 mW/(m∙K) et une résistance à la compression de près de 45 MPa. Il s'agit de la plus haute performance isolante de toutes les briques trouvées dans la littérature technique, et encore moins sur le marché. De plus, il possède la propriété de transmission de la lumière.

La brique de verre en aérogel convient aux applications dans lesquelles il existe des exigences simultanées de forte pénétration de la lumière du jour, de protection contre l'éblouissement et de protection de la vie privée, comme dans les bureaux, les bibliothèques et les musées. Un aspect important est qu'une enveloppe de bâtiment constituée de telles briques de verre couple l'intérieur du bâtiment avec l'extérieur en termes de lumière du jour. Cela peut avoir un effet positif sur le rythme circadien des utilisateurs du bâtiment. Les applications possibles incluent :

Une analyse des coûts des matériaux montre que la brique de verre isolante peut être tout à fait compétitive dans de telles applications. La brique de verre offre ainsi à l'architecture de nouvelles possibilités de conception pour plus de lumière du jour dans les bâtiments, tant pour les constructions neuves que pour les rénovations. Les chercheurs ont déposé une demande de brevet pour la brique de verre aérogel et recherchent des partenaires industriels potentiels.

L'article est publié dans le Journal of Building Engineering.

Plus d'information: Michal Ganobjak et al, Obtenez la lumière et gardez la chaleur - Une brique de verre aérogel translucide hautement isolante pour les enveloppes de bâtiments, Journal of Building Engineering (2022). DOI : 10.1016/j.jobe.2022.105600