Vitrage électrochrome pour un avenir meilleur

Selon une chanson populaire du début des années 70, si votre mère vous dit de ne pas regarder le soleil et que vous le faites quand même, vous serez "Blinded by the Light" (spoiler, le "deuce" dans "revved like a deuce" était une Ford Coupe de 1932).

En réalité, les dommages peuvent survenir en quelques secondes seulement lorsque la lumière ultraviolette, focalisée par le cristallin et absorbée par la rétine au fond de l'œil, oxyde et finit par détruire les tissus environnants. Nos précieux photorécepteurs ! Le terme technique est la rétinopathie solaire, et le plus triste est que vous ne vous rendez probablement même pas compte qu'elle se produit, car la douleur oculaire associée peut n'être ressentie que 12 heures plus tard. Comment l'éviter ? Ne regardez pas le soleil, ni aucune autre source lumineuse d'ailleurs. Suivez votre instinct en plissant les yeux ou en détournant le regard lorsque le soleil est en vue directe ou se reflète dans votre ligne de mire, en particulier s'il est suffisamment lumineux pour provoquer une douleur ou une gêne. Cela peut être difficile à faire dans certaines circonstances, en particulier dans les espaces où la lumière naturelle est abondante et où il n'y a que peu ou pas de climatisation pour annuler ses effets potentiellement nocifs. Quelle est donc la solution ?

Aujourd'hui, il existe une gamme impressionnante de produits liés au vitrage qui sont regroupés sous le terme général de "verre intelligent". En termes simples, il s'agit d'un type de vitrage dont la transmission visible, le contenu spectral ou le modèle de distribution de la lumière sont modifiés lorsqu'une tension, de la lumière ou de la chaleur est appliquée. Dans cette famille de technologies du "verre intelligent", on trouve des dispositifs électrochromes, photochromes, thermochromes, à particules en suspension, à micro-aveuglement et à cristaux liquides polymères.

Dans cet article, nous nous concentrerons sur l'utilisation du vitrage électrochrome (EC) dans les applications architecturales - plus précisément, intégré dans l'enveloppe extérieure du bâtiment dans un vitrage isolant (IGU). Le concept est simple : une tension est appliquée au vitrage, ce qui contrôle la quantité de lumière et de chaleur qui passe à travers et permet au vitrage d'agir comme une enveloppe de bâtiment adaptée au climat. Ce produit spécifique existe depuis plusieurs décennies et a fait l'objet de plusieurs générations de développement. La transition ne se fait pas en un clin d'œil et n'est pas non plus totalement invariable. En fonction de la technologie EC utilisée, elle peut prendre de quelques secondes à quelques minutes, l'assombrissement se produisant des bords extérieurs vers l'intérieur ou de manière plus uniforme sur l'ensemble de l'unité. Un fabricant propose même un effet de pixel unique ressemblant à un iris. L'offre typique comprend quatre états distincts : clair, teinte claire, teinte moyenne et teinte foncée. L'objectif est de maintenir un certain degré de visibilité, bien que même dans son état le plus sombre, généralement de 0,5% à 1%, il n'est toujours pas sûr pour l'observation du soleil. Une évolution récente consiste à proposer une teinte dégradée, de claire à foncée, qui peut être orientée en fonction de la répartition de la luminance dans une vue particulière.

Et maintenant, l'éléphant dans la pièce : la couleur ! Les technologies CE de la première génération avaient une teinte jaune miel distinctive lorsqu'elles étaient claires, et une teinte bleue vive lorsqu'elles étaient teintées, ce qui modifiait la vue vers l'extérieur et teintait la lumière du jour qui entrait. D'une manière générale, plus le verre EC est teinté, plus la lumière du jour devient bleue. Ce phénomène est lié à la manière dont le verre EC fonctionne : il modifie les propriétés du verre en lui appliquant une tension qui bloque certaines longueurs d'onde de l'éclairage. Compte tenu de la manière dont bon nombre de ces technologies ont été développées, cela signifie que la majeure partie du blocage de la lumière se fait sous la forme de longueurs d'onde rouges, ne laissant passer que les bleus les plus clairs.

Dans la pratique, cela signifie que la lumière du jour - qui est déjà assez bleue par rapport à la plupart des éclairages électriques intérieurs - devient encore plus bleue, et le blocage de larges sections du spectre visuel signifie que les couleurs sont rendues de manière médiocre avec une sensation de boue. La mauvaise qualité des couleurs de la lumière du jour peut alors être compensée dans un espace soit en utilisant un éclairage électrique pour la compléter, soit en s'assurant que la lumière du jour supplémentaire provient d'une orientation différente où le vitrage de la CE n'est pas teinté aussi sombre.

Au-delà des avantages énergétiques de l'EC, il existe deux avantages potentiels pour la santé associés à son application. Tout d'abord, elle permet à la lumière du jour de pénétrer davantage dans un espace, augmentant ainsi la luminosité générale tout en atténuant les problèmes d'éblouissement et d'apport de chaleur solaire. Les recherches en cours sur l'impact de la lumière sur nos rythmes circadiens aboutissent généralement à la conclusion que la présence de la lumière du jour est importante pendant les heures du matin pour aider à synchroniser nos rythmes quotidiens, et que l'effet est plus fortement lié à l'apport de niveaux de lumière élevés qu'au spectre de la lumière. L'apport de grandes quantités de lumière du jour soigneusement contrôlée est un facteur important pour aider à augmenter les niveaux de lumière à l'intérieur afin de répondre à ce besoin humain fondamental. Le deuxième avantage pour la santé est que, contrairement à de nombreux produits d'ombrage, le verre EC préserve la vue sur l'extérieur. De nombreuses études ont démontré la valeur de la vue, qu'il s'agisse de réduire les niveaux de cortisol liés au stress chez les traders de Wall Street ou de minimiser la quantité de médicaments contre la douleur nécessaires aux patients des hôpitaux.

Une nouvelle génération de vitrages électroniques arrive sur le marché avec des avancées technologiques qui semblent se produire tous les jours. La plupart des défis du passé - teintes extrêmement bleues, zones de contrôle étendues, absorption de chaleur dans l'unité, latence dans le système - ont été surmontés grâce à de nouvelles technologies qui font du vitrage EC une option réalisable pour un plus grand nombre de types de projets. Avec ces nouveaux développements, les opportunités d'intégrer le vitrage EC dans des projets qui pourraient bénéficier de ce que le vitrage EC peut apporter sont plus nombreuses : un moyen d'aider à intégrer la lumière du jour dans un espace pour favoriser la santé des occupants tout en préservant les vues.