La technologie novatrice de nano-revêtement promet d’améliorer l’efficacité énergétique de l’éclairage public LED
Des scientifiques de l’Université des Sciences et Technologies King Abdullah (KAUST) et de la Ville King Abdulaziz pour la Science et la Technologie (KACST) en Arabie Saoudite ont développé conjointement une technologie innovante de nano-revêtement, qui devrait considérablement améliorer l’efficacité énergétique des lampadaires à diodes électrolumineuses (LED) et réduire les émissions de carbone.
Publié dans la revueLumière : Science et applications, l’étude note qu’une adoption généralisée de cette technologie rien qu’aux États-Unis pourrait réduire les émissions de dioxyde de carbone de plus de 1,3 million de tonnes par an.
L’éclairage est un consommateur majeur d’énergie, représentant environ 20 % de la consommation mondiale d’électricité et près de 6 % des émissions de gaz à effet de serre. L’éclairage public représente à lui seul 1 à 3 % de la demande mondiale d’électricité, ce qui pèse sur les autorités municipales. Bien que les LED soient des sources lumineuses à haute efficacité, environ 75 % de leur énergie se convertit en chaleur et se dissipe pendant le fonctionnement. Les hautes températures réduisent non seulement l’efficacité lumineuse, mais raccourcissent aussi la durée de vie des lampes, rendant une gestion thermique efficace essentielle pour améliorer les performances des LED.
L’innovation principale de l’équipe de recherche est un nanomatériau appelé nanoPE (polyéthylène nanoporeux). Fabriqué à partir de polyéthylène commun, ce matériau présente des pores de 30 nanomètres (environ un millième du diamètre d’un cheveu humain) grâce à un procédé de fabrication spécial. Sa propriété unique est la transmission à haute efficacité de la lumière infrarouge (la principale source de rayonnement thermique) – plus de 80 % – tout en réfléchissant plus de 95 % de la lumière visible.
Pour maximiser les bénéfices du nanoPE, les chercheurs proposent d’installer des lampadaires LED recouverts de ce matériau « à l’envers ». Dans cette configuration, l’énergie thermique (lumière infrarouge) des lampes passe en douceur à travers le nanoPE, rayonnant vers le ciel pour la dissipation, tandis que la lumière visible nécessaire à l’éclairage descendant est effectivement réfléchie au sol. Cela diffère nettement des conceptions LED traditionnelles, où la chaleur est piégée à l’intérieur et les têtes de lampe sont orientées vers le bas.
Les résultats expérimentaux confirment que le revêtement nanoPE abaisse la température des LED de 7,8°C en laboratoire (augmentant l’efficacité de ~5 %) et de 4,4 °C lors des essais extérieurs (un gain d’efficacité de ~4 %). Le chercheur principal, le professeur Qiaoqiang Gan, a souligné que même de petites améliorations d’efficacité peuvent avoir un impact significatif sur le développement durable lorsqu’elles sont déployées à grande échelle. Le co-auteur, le Dr Hussam Qasem, a ajouté que la conception améliore la dissipation de la chaleur tout en maintenant une grande efficacité éclairante, ce qui en fait une solution prometteuse pour un éclairage durable.
