Les températures dans les villes ne cessent d’augmenter à cause du dérèglement climatique. Des scientifiques de l’école polytechnique fédérale de Zurich ont simulé dans une étude publiée en 2019 l’évolution des températures d’ici 2050 dans 520 villes à travers le monde. Ils ont constaté que même une hausse modérée des températures mondiales conduira à de telles chaleurs que 77 pour cent des villes changeront de zone climatique. On peut ainsi imaginer que des vignes pousseront à Copenhague, tandis que Rome souffrira d’un climat désertique. Dans la capitale allemande de Berlin, les étés pourraient devenir aussi chauds qu’aujourd’hui à Canberra en Australie. Cela correspondrait à une hausse de plus de six degrés. Dans des métropoles densément urbanisées telles que Paris, les habitants devront bientôt s’attendre à des températures extérieures susceptibles de monter jusqu’à 50 degrés.

L’utilisation de climatiseurs pour rafraîchir l’air n’est pas la solution ici. Au contraire, comme le montrent des pays tels que les États-Unis et la Chine où il est fait un usage intensif des climatiseurs dans les villes, ils ne font que renforcer le problème : ils sont extrêmement énergivores et déversent encore plus de chaleur dans les rues. Les températures dans les canyons urbains augmentent donc encore davantage. « Dans les régions très chaudes et humides, le soleil réchauffe en outre les produits réfrigérants au cours de la journée », explique le professeur Fu Yu de l’Université de la sylviculture de Nankin, à 300 kilomètres à l’ouest de Shanghai. « Il serait bien plus efficace de concevoir les façades des bâtiments de sorte qu’elles réfléchissent la lumière du soleil. »

Le professeur Fu Yu a développé avec le professeur Kai Zhang de la faculté de sylviculture et d’écologie forestière de l’université Georg-August de Göttingen une matière mousseuse à base de nanocristaux de cellulose qui peut être appliquée en fine couche sur des bâtiments afin d’y préserver la fraîcheur malgré un fort ensoleillement. Le professeur Zhang explique que « c’est un étudiant de thèse chinois qui a ramené en 2021 dans mon unité de recherche à l’université de Göttingen l’idée de développer une matière réfrigérante à base de biomasse. Ce fut le début du projet. »

Une coopération étroite existe déjà depuis plusieurs années entre les deux universités. « Nous travaillons parfois sur des projets très similaires ou dans les mêmes domaines de recherche et nous échangeons beaucoup au sujet des derniers résultats de recherches », ajoute M. Zhang. Il n’est pas étonné que l’idée de développer une nouvelle matière réfrigérante soit justement née en Chine. « Nous y voyons aujourd’hui déjà des mégalopoles telles que Chongqing, avec plus de 20 millions d’habitants, qui doivent supporter des températures dépassant les 40 degrés en été. Actuellement, les climatiseurs sont le seul outil auquel la population a recours pour avoir ne serait-ce que la possibilité de vivre et de travailler malgré une telle chaleur. »

Abaisser les températures avec des murs blancs

L’aérogel à base de NCC (nanocristaux de cellulose réticulés) se compose de nanocristaux de cellulose et présente une structure extrêmement blanche qui réfléchit 96 pour cent de la lumière du soleil. Le rayonnement infrarouge de 92 pour cent est également très favorable à un véritable effet réfrigérant. Cette valeur indique le taux d’émission de chaleur d’un matériau. La conductivité thermique de la matière est quant à elle extrêmement faible, ce qui signifie qu’elle ne chauffe elle-même quasiment pas. Les scientifiques indiquent que des baisses de températures de 9,2 degrés sont possibles avec un plein ensoleillement et jusqu’à 7,4 degrés dans un environnement chaud et humide.

Abaisser les températures avec des murs blancs, il s’agit là d’une stratégie à présent utilisée par de nombreuses villes afin de se protéger de la chaleur au cours de l’été. À Karlsruhe par exemple, l’une des villes les plus chaudes d’Allemagne, les places et bâtiments publics ne doivent plus être conçus qu’avec des couleurs claires et, dans la mesure du possible, les maisons ou les immeubles doivent être recouverts de crépi blanc. La NASA a conclu dans un rapport que les différences de températures entre un toit blanc et un toit noir pouvaient aller jusqu’à 23 °C. À New York, l’initiative «  Cool Roofs  » a d’ores et déjà repeint 500 000 kilomètres carrés de surface de toiture en blanc. Dix à trente pour cent maximum des coûts énergétiques imputables à la climatisation pourraient ainsi être économisés.

Le nouvel aérogel obtient des résultats encore meilleurs. D’après les calculs des scientifiques, la puissance de refroidissement avec un toit et des façades extérieures entièrement recouverts pourrait dépasser les 35 pour cent. « Ce qui est encore plus important, c’est que l’aérogel à base de NCC offre une capacité de refroidissement dynamique grâce à son élasticité », explique Kai Zhang. Le degré de compression permettrait de la moduler. « Plus les aérogels à base de nanocristaux sont compressés, moins leur capacité de refroidissement est grande et inversement. » La mousse qui est appliquée sur environ un centimètre d’épaisseur pourrait ainsi non seulement recouvrir des bâtiments entiers mais également servir de couche réfrigérante pour de plus petits appareils utilisés à l’extérieur et directement exposés au soleil. L’aérogel pourrait en outre être utilisé lors du transport de produits frais.

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