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Peindre les bâtiments en blanc est une méthode séculaire pour éloigner la chaleur dans des pays comme la Grèce SophiaPapageorge/Pixabay, CC BY

Des toundras glacées aux nuages ​​gonflés, la couleur blanche revient à plusieurs reprises dans la palette de notre planète. Cette couleur permet à la lumière du soleil de se refléter naturellement depuis la surface de la Terre et dans l'espace. Cet effet, connu sous le nom de celui de la planète albedo – a un impact énorme sur la température moyenne mondiale.

Imaginez un monde entièrement recouvert d'océans. Bien que l'idée puisse évoquer une sensation de fraîcheur rafraîchissante, l'absence de zones blanches réfléchissantes verrait en fait la température moyenne de la surface de la Terre augmenter à près de 30 ° C: double sa température moyenne actuelle de 15 ° C.

Le déclin continu de notre planète glace et neige coverage, as well as being a consequence of human-driven climate change, is also driving further increases in surface temperature. Worst-case scenario models predict that – if CO? emissions are not dramatically reduced by 2050 – average temperatures in the year 2100 may be 1.5 ° C plus chaudes que celles d'aujourd'hui, en partie grâce à la réflectivité réduite de la Terre. La couleur de notre monde joue un rôle clé dans la détermination de son avenir.

Les célèbres bâtiments blancs d'îles comme Santorin, en Grèce, ne sont pas seulement pour le spectacle : les humains ont utilisé la connaissance que les couleurs blanches reflètent le mieux la chaleur pendant des centaines d'années. Traditionnellement, un type de peinture blanche appelée gypse, containing calcium sulphate (CaSO?), is used to cover such buildings. A new étude suggests that an alternative paint containing barium sulphate (BaSO?) could be even more effective at reflecting the solar radiation hitting buildings back into space.

Un bâtiment d'église peint en blanc Les murs et les toits sont souvent peints avec du gypse en Grèce. Judithscharnowski/Pixabay, CC BY

La clé de l'efficacité de cette nouvelle peinture à base de sulfate de baryum réside dans les nanoparticules qu'elle contient qui reflètent l'énergie du soleil avec une efficacité relativement élevée et à des longueurs d'onde infrarouges spécifiques de 0.008 mm à 0.013 mm. Ces longueurs d'onde correspondent à une partie de l'atmosphère qui est hautement transparente, connue sous le nom de "fenêtre du ciel ».


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Cela signifie qu'une plus grande partie de l'énergie solaire réfléchie peut rebondir à travers cette "fenêtre" dans l'espace au lieu de rester piégée dans l'atmosphère terrestre et de contribuer au réchauffement climatique. Selon le auteurs de l'étude, lorsque le rayonnement solaire est projeté sur une peinture au sulfate de baryum, près de 10 % du rayonnement est réfléchi à ces longueurs d'onde.

L'application de ce type de peinture sur les bâtiments dans les régions à climat chaud aidera à garder les bâtiments plus frais - un énorme défi en particulier dans régions urbaines, où la densité de personnes et de bâtiments peut pousser les températures à des hauteurs insupportables pendant les mois d'été.

L'étude démontre comment peindre des bâtiments avec de la peinture au sulfate de baryum peut réduire les températures à l'intérieur des bâtiments de 4.5 °C par rapport à la température de l'air extérieur. Cette technologie a le potentiel de réduire considérablement le coût de bâtiments de refroidissement en réduisant le recours à la climatisation.

Un toit blanc avec des lucarnes sous le ciel Aux États-Unis, les toits blancs de Walmart contribuent à réduire la consommation d'énergie dans les grandes surfaces. Walmart / Flickr, CC BY-SA

Cependant, cette peinture plus blanche que blanche a un côté plus sombre. L'énergie nécessaire pour extraire le minerai de barytine brut pour produire et traiter le sulfite de baryum qui constitue près de 60 % de la peinture signifie qu'il a un énorme empreinte carbone. Et utiliser la peinture à grande échelle signifierait une augmentation spectaculaire dans la mine de baryum.

Les astuces rafraîchissantes de la nature

La peinture à base de sulfite de baryum n'est qu'un moyen d'améliorer la réflectivité des bâtiments. J'ai passé ces dernières années à rechercher la couleur blanche dans le monde naturel, des surfaces blanches aux animaux blancs. Les poils d'animaux, les plumes et les ailes de papillon fournissent différents exemples de la façon dont la nature régule la température au sein d'une structure. Imiter ces techniques naturelles pourrait aider à garder nos villes plus fraîches avec moins de coûts pour l'environnement.

Les ailes d'un intensément coléoptère blanc espèce appelée Stigmatisation des lépidiotes apparaissent d'un blanc éclatant grâce à nanostructures dans leurs écailles, qui sont très efficaces pour diffuser la lumière entrante. Cette propriété de diffusion naturelle de la lumière peut être utilisée pour concevoir des peintures encore meilleures : par exemple, en utilisant plastique recyclé pour créer une peinture blanche contenant des nanostructures similaires avec une empreinte carbone beaucoup plus faible. Quand il s'agit de s'inspirer de la nature, le ciel est la limite.

A propos de l'auteur

Andrew Parnell, chercheur en physique et astronomie, Université de Sheffield
 

Cet article a paru sur The Conversation