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Jul 30, 2023

brillera

Les substances qui luminescentes de manière persistante pourraient être utilisées dans les rues, les trottoirs et les bâtiments Kurt Kleiner, Connaissable Vers 1603, le cordonnier italien et alchimiste amateur Vincenzo Casciarolo essaya

Les substances qui luminescentes de manière persistante pourraient être utilisées dans les rues, les trottoirs et les bâtiments

Kurt Kleiner, connaissable

Vers 1603, le cordonnier italien et alchimiste amateur Vincenzo Casciarolo essaya de fondre une pierre particulièrement dense qu'il avait trouvée sur les pentes du mont Paderno, près de Bologne. Aucun or, argent ou autre métal précieux n’a été obtenu comme il l’avait espéré. Mais une fois la pierre refroidie, Casciarolo a découvert quelque chose d'intéressant : s'il exposait le matériau au soleil puis l'emportait dans une pièce sombre, la pierre brillerait.

Cette « pierre de Bologne » a été la première substance artificiellement luminescente et persistante. Bien d’autres suivront – et aujourd’hui, les matériaux luminescents persistants sont utilisés pour les décorations, l’éclairage de secours, le marquage des trottoirs et l’imagerie médicale.

Un jour, ils pourraient nous donner des villes lumineuses qui resteront plus fraîches et consommeront moins d’électricité.

Une nouvelle génération de matériaux luminescents a le potentiel de rafraîchir les villes en réémettant de la lumière qui autrement serait convertie en chaleur. Ils pourraient également réduire la consommation d’énergie, puisque des trottoirs luminescents, des balises routières lumineuses ou même des bâtiments lumineux pourraient remplacer une partie de l’éclairage public. Certaines villes européennes ont déjà installé des pistes cyclables lumineuses et certains chercheurs ont étudié l'utilisation de peinture lumineuse pour le marquage routier.

«C'est meilleur pour l'environnement», déclare Paul Berdahl, physicien de l'environnement aujourd'hui retraité du Lawrence Berkeley National Laboratory à Berkeley, en Californie. « Si la technologie peut être améliorée, nous pourrons consommer moins d’énergie… Cela en vaut la peine. »

La pierre de Bologne, une forme de baryte minérale, fascinait les philosophes naturels à l’époque, mais n’a jamais été particulièrement utile. Mais dans les années 1990, les chimistes ont développé de nouveaux types de matériaux photoluminescents persistants, tels que l'aluminate de strontium, qui conservent une forte lueur pendant des heures après exposition à la lumière. La plupart de ces nouveaux matériaux dégagent une lueur bleue ou verte, bien que quelques-uns brillent en jaune, rouge ou orange.

De tels matériaux photoluminescents fonctionnent en « piégeant » l’énergie d’un photon, puis en réémettant cette énergie sous forme de lumière de longueur d’onde inférieure. Parfois, la lumière est émise immédiatement, comme dans le cas d’une ampoule fluorescente. D'autres matériaux, dits luminescents persistants, stockent l'énergie plus longtemps et l'émettent plus lentement.

Ces matériaux qui brillent fortement pendant des heures ouvrent des possibilités, telles que des villes « qui brillent dans le noir » éclairées par des trottoirs et des bâtiments luminescents. Étant donné que 19 % de la consommation mondiale d’énergie est destinée à l’éclairage, et en Europe environ 1,6 % spécifiquement à l’éclairage public, les économies d’énergie potentielles sont importantes, écrivent l’ingénieur en bâtiment Anna Laura Pisello et ses collègues dans la Revue annuelle 2021 de la recherche sur les matériaux.

Un problème avec cette approche est que la plupart des matériaux luminescents ne brilleront pas toute la nuit. De meilleurs matériaux pourraient aider à résoudre ce problème, estime Pisello, de l'Université de Pérouse, qui étudie les matériaux de construction économes en énergie. En attendant, les matériaux existants pourraient être combinés avec un éclairage électrique qui s'allumerait le temps de recharger le marquage routier avant de s'éteindre à nouveau.

La peinture luminescente pourrait également fournir un éclairage extérieur. Le laboratoire de Pisello a développé une telle peinture qui brille dans le noir et, dans un rapport de 2019, a simulé ce qui se passerait s'ils peignaient avec cette peinture une voie publique près d'une gare. En brillant toute la nuit, la peinture réduirait d'environ 27 % l'énergie nécessaire à l'éclairage dans la zone immédiate, ont découvert les scientifiques.

Si cela évoque la crainte de villes entières éblouissantes toute la nuit et aggravant la pollution lumineuse nocive, Pisello estime que cela est peu probable. Les matériaux luminescents ne feraient probablement que remplacer l’éclairage existant, sans y ajouter quelque chose. La couleur des matériaux lumineux pourrait être choisie pour éviter les fréquences bleues qui se sont révélées particulièrement nocives pour la faune.

Les matériaux luminescents pourraient également contribuer à lutter contre ce que l’on appelle l’effet d’îlot de chaleur urbain. Les toits et les trottoirs absorbent l'énergie du soleil et l'émettent sous forme de chaleur, ce qui entraîne des températures estivales en ville de 7,7 degrés Celsius plus élevées que dans la campagne environnante. Les températures élevées constituent un risque potentiel pour la santé et entraînent également une consommation accrue d'énergie pour refroidir les bâtiments.