Séminaire CETHIL (visioconférence) - Le refroidissement radiatif diurne : une alternative à la climatisation électrique ?

Jérémie Drévillon, Maître de Conférences à l'Université de Poitiers, Équipe TNR (Thermique aux Nanoéchelles et Rayonnement) de l'Institut PPrime

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Le contrôle de la température est depuis toujours un enjeu important que cela soit pour des raisons de confort thermique, de conservation des denrées périssables ou de fonctionnalité de certains produits manufacturés. Si les procédés de chauffage sont nombreux et très faciles à mettre en oeuvre, le refroidissement est en général plus ardu avec moins de méthodes à disposition.

Certaines d’entre elles sont cependant très simples. On sait depuis très longtemps que le refroidissement peut être important la nuit notamment dans les situations de grandes étendues plates comme des hauts plateaux et en l’absence de couverture nuageuse et d’humidité. Ce refroidissement, d’origine radiative, est dû à la transparence de l’atmosphère dans la partie infrarouge du spectre pour des longueurs d’onde comprises entre 8 et 13 microns. Dans cette plage de longueur d’onde, le sol échange directement avec le vide spatial c’est-à-dire avec le rayonnement cosmologique à 3 K. L’efficacité de ce rayonnement dépend essentiellement des conditions locales comme la température ambiante, le relief et surtout l’humidité de l’air.

Moins connue est la possibilité d’obtenir un refroidissement radiatif de jour. Si ce refroidissement est tout comme en conditions nocturnes, très favorisé en l’absence de couverture nuageuse et d’humidité en raison d’une meilleure transparence de l’atmosphère dans l’infrarouge, celui-ci est cependant diminué par l’absorption du rayonnement solaire. Cette absorption ne dépend pas des conditions locales mais essentiellement des propriétés radiatives du corps que l’on veut refroidir. D’un point de vue théorique, un refroidissement radiatif diurne sera fortement favorisé si l’objet visé
par cette application est fortement réfléchissant et le moins absorbant dans le spectre d’émission du soleil (lumière visible et proche infrarouge) et fortement émettant dans la bande de transparence de l’atmosphère située dans l’infrarouge moyen.