Fenêtres ultra-isolantes : une innovation pour réduire la consommation énergétique des bâtiments

Lors d’un événement marquant l’ouverture de la nouvelle usine pilote d’AeroShield à Waltham, dans le Massachusetts, Aaron Baskerville-Bridges, cofondateur et vice-président des opérations, montre un prototype de fenêtre d’AeroShield capable de réduire de moitié les pertes d’énergie. Crédit AeroShield

Une startup issue du MIT développe une technologie de fenêtres capable de réduire les pertes de chaleur jusqu’à 65%. L’innovation pourrait considérablement diminuer la consommation d’énergie et les émissions de carbone dans le secteur du bâtiment. L’entreprise AeroShield vient d’annoncer l’ouverture d’une nouvelle usine pour fabriquer ses fenêtres écoénergétiques. La technologie pourrait grande optimiser l’efficacité énergétique des bâtiments tout en offrant un confort accru à ses occupants.

La recherche sur la technologie d’AeroShield a débuté il y a dix ans dans le laboratoire du MIT dirigé par Evelyn Wang. L’équipe s’est concentrée sur les aérogels, des matériaux ultraporeux et légers offrant une isolation thermique exceptionnelle.

Le défi consistait à rendre les aérogels transparents pour les intégrer dans des fenêtres. Après cinq ans de travaux, l’équipe a découvert que la clé résidait dans l’utilisation de particules de silice nanométriques de taille uniforme. Elise Strobach, co-fondatrice et PDG d’AeroShield, explique l’objectif de l’entreprise : «Notre mission est de décarboner l’environnement bâti. La disponibilité de fenêtres thermiquement isolantes et abordables nous aidera à atteindre cet objectif tout en réduisant les factures de chauffage et de climatisation des propriétaires.»

Les aérogels développés par AeroShield sont composés de particules de silice transparentes et faiblement connectées, contenant 95% d’air. La taille uniforme et réduite des particules permet à la lumière de traverser directement le matériau, le rendant transparent. L’intégration de feuilles d’aérogel dans des fenêtres à double vitrage pourrait doubler leur pouvoir isolant.

Un impact potentiel considérable sur la consommation énergétique

L’utilisation de fenêtres ultra-isolantes pourrait avoir un impact significatif sur la consommation énergétique des bâtiments. Selon le Département américain de l’Énergie, pour la plupart des propriétaires, 30% de leur facture énergétique résulte des inefficacités des fenêtres.

Strobach souligne l’ampleur du problème : «Si nous considérons uniquement l’hiver, les fenêtres aux États-Unis perdent suffisamment d’énergie pour alimenter plus de 50 millions de foyers. Cette énergie gaspillée génère environ 350 millions de tonnes de dioxyde de carbone – plus que les émissions de 76 millions de voitures.»

Un prototype de fenêtre isolée à l’aérogel – qui est plus de 60 % plus efficace que les fenêtres à double vitrage comparables utilisées dans les maisons aujourd’hui.

Les fenêtres AeroShield offrent plusieurs avantages aux propriétaires :

– Réduction significative des factures de chauffage et de climatisation

– Amélioration du confort thermique intérieur

– Diminution de l’empreinte carbone du logement

– Compatibilité avec les styles de fenêtres existants

AeroShield : de la recherche à l’industrialisation

En 2019, Strobach et ses collègues du MIT ont fondé AeroShield pour développer et commercialiser leur technologie. Leurs efforts ont récemment abouti à deux réalisations majeures :

1. L’ouverture d’une usine pilote à Waltham, Massachusetts, pour produire et tester leurs premières fenêtres et portes-fenêtres grandeur nature.

2. L’obtention d’une subvention de 14,5 millions de dollars de l’ARPA-E, une agence gouvernementale américaine, pour accélérer le développement et la production à grande échelle.

Les chercheurs ont déterminé que la production de fenêtres intégrant des aérogels nécessiterait seulement des modifications mineures des lignes de fabrication existantes. Strobach précise : «Notre installation pilote fournira des fenêtres et des portes aux fabricants lors du lancement de nos premiers produits et servira également de siège pour la R&D alors que nous développons la prochaine génération de produits écoénergétiques utilisant des aérogels transparents.»

Employé d’AeroShield menant des activités de R&D sur leur nouveau site de Waltham

Vers une production accélérée de fenêtres à double vitrage

Le financement obtenu permet à AeroShield d’accélérer sa phase de développement technologique. L’entreprise vise à augmenter sa capacité de production à des dizaines, voire des centaines de milliers d’unités par an.

La startup a ainsi annoncé fin juillet l’ouverture de sa nouvelle usine de fabrication à Waltham (Massachusetts) ainsi que la clôture d’un financement supplémentaire de 5 millions de dollars. Ce financement doit aider l’entreprise à développer ses activités en lui permettant d’élargir son équipe à plus de 30 employés dans l’installation de plus de 1.000 mètres carrés où elle prévoit de fabriquer des produits de taille normale, y compris des fenêtres à double vitrage.

Le prix ARPA-E soutiendra la fabrication à grande échelle des aérogels brevetés d’AeroShield.

La PDG d’AeroShield souligne l’importance des partenariats pour atteindre ses objectifs : «Nous savons que notre approche fondamentale peut changer l’industrie. Avec les bons partenaires et au bon rythme, nous pourrions réellement contribuer à augmenter l’efficacité énergétique de nos bâtiments suffisamment tôt pour avoir un impact significatif sur le changement climatique.»

En améliorant l’efficacité énergétique des bâtiments, technologie pourrait contribuer à réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre tout en offrant des avantages économiques aux consommateurs.

enerzine