L’Indium : plus qu’une belle façade

28. octobre 2021 | Technologies

Du monstre énergétique à la cellule solaire, la façade en verre a une histoire mouvementée derrière elle.

La Grande Exposition de Londres en 1851 n’a pas seulement été un événement majeur pour la capitale de l’Empire britannique. C’est avec le Crystal Palace, qui abritait l’exposition, qu’est née, selon l’architecte britannique Norman Foster dans une interview sur dezeen.com, « l’architecture moderne, […] les grandes portées de la transparence. » Le bâtiment d’exposition révolutionnaire mesurait 564 mètres de long et 39 mètres de large. Les montants en acier et les plaques de verre conçus par Joseph Paxton reflétaient, à travers le matériau, les réalisations de l’ère industrielle, et dégageaient une impression de modernité et d’aspiration au progrès.

Depuis l’architecture en verre coloré de Scheerbart et Taut et les façades réfléchissantes des gratte-ciels des grandes métropoles du XXe siècle jusqu’aux centres culturels du XXIe siècle, tels que l’Elbphilharmonie de Hambourg de Herzog & de Meuron et la passerelle « Your Rainbow Panorama » d’Olafur Eliasson sur le toit du musée d’art d’Aarhus, le verre reste un influenceur pour l’architecture moderne. Plusieurs faits fondamentaux rendent ce matériau populaire : le verre résiste à la compression, à la corrosion et constitue un matériau de construction recyclable, donc respectueux de l’environnement. Ainsi, dans l’approche actuelle des façades en verre, nous pouvons non seulement observer une réflexion continue et créatives en ce qui concerne les surfaces extérieures lisses et polies, souvent perçues comme monotones en architecture, comme le souligne Thomas Schielke sur archdaily.com . Le verre a également évolué avec son temps de manière remarquable.

Manhattan sans verre

Les façades en verre captent la lumière du soleil. Cela fait partie de leur magie métropolitaine, ce qui en fait des sujets populaires pour la photographie et les prises de vue en accéléré dans les documentaires et les films. Cependant, cela signifie également que les façades en verre jouent un rôle clé dans la consommation d’énergie du bâtiment. Le verre isole très mal, laissant la chaleur s’échapper en hiver et chargeant les intérieurs en été. Les gratte-ciel sont des crimes énergétiques, a donc déclaré The Guardian en 2019. La même année, le maire de New York Bill de Blasio a annoncé : « Nous introduirons une législation visant à interdire les gratte-ciels de verre et d’acier qui ont tant contribué au réchauffement de la planète. Ils n’ont pas leur place dans notre ville et sur notre planète. » Une menace qui, selon The New York Times, a terrifié la scène architecturale et devrait finalement déboucher non pas tant sur une interdiction du verre que sur l’introduction de réglementations plus strictes.

Efficacité énergétique et esthétique

Pour un avenir de la façade en verre respectueux du climat, il faut non seulement innover en matière de design, mais surtout progresser en matière d’isolation thermique. L’indium devient ainsi un élément central de la façade classique des tours. Le métal argenté est utilisé pour absorber le rayonnement infrarouge et empêcher ainsi le bâtiment de se réchauffer. Le résultat est l’aspect extérieur familier, semblable à un miroir, de nombreuses tours.

Cependant, les performances des différents revêtements de verre ont augmenté ces dernières années. Le Smart Glas (verre intelligent) électrochrome, qui est généralement recouvert d’oxyde d’indium et d’étain, s’adapte de manière flexible aux conditions d’éclairage. Lorsque le soleil est fort, la façade peut être assombrie et le chauffage évité ; en fin d’après-midi, la lumière du jour déclinante peut être utilisée efficacement à travers la façade transparente.

Elbphilharmonie (iStock/CAHKT)

L’Elbphilharmonie de Hambourg représente une fusion idéale entre l’art et la responsabilité environnementale. De nombreux investissements ont été réalisés pour l’isolation thermique de la façade en verre de 21 800 mètres carrés. « Le vitrage », rapporte glassonline.com « se compose d’une couche à faible émissivité, d’un film antisolaire, des effets miroir chromé et d’une couche sérigraphiée en céramique ». Selon Baunetzwissen, environ 25 % de la chaleur qui frappe le bâtiment est réfléchie par les seuls effets miroir chromé. La particularité de l’Elbphilharmonie réside dans le fait que toutes les couches ont été partiellement chauffées avec le verre à 600 degrés afin de créer l’illusion de la surface de l’eau typique de l’Elbphilharmonie par le biais d’éléments en verre courbés.

L’indium et l’avenir de la façade en verre

Cependant, avec les processus basés sur l’absorption et la réflexion, toute l’énergie est à nouveau perdue. Les chercheurs travaillent donc d’arrache-pied pour que l’architecture moderne en verre et la neutralité énergétique puissent aller de pair. Pour y parvenir, il est nécessaire de convertir l’énergie solaire de la surface du bâtiment en électricité utilisable. Une solution consiste à utiliser des cellules solaires invisibles dans les systèmes photovoltaïques intégrés aux bâtiments. Selon des recherches menées à l’université du Michigan en 2020, la dernière génération de cellules solaires organiques à l’oxyde d’indium et d’étain a un rendement lumineux supérieur de 3,5 % à celui des cellules solaires invisibles classiques, qui n’atteignent que 2 à 3 %.

Photo de l’article: iStock/bluejayphoto

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