Le toit en béton qui absorbe l'énergie solaire et la transforme en électricité

Un prototype de maison intelligente et durable est en cours de développement à l'École polytechnique fédérale de Zurich, qui aura un toit en béton qui absorbe l'énergie solaire et la transforme en électricité.

Flexible, léger et éco-durable. C'est ainsi que seront les maisons du futur, ou du moins cela devrait être la direction à prendre. C'est la raison pour laquelle la recherche est menée à l'ETH Zurich, l'institut universitaire de technologie le plus prestigieux de Suisse et l'un des centres de recherche les plus importants au monde. C'est ici qu'ils étudient depuis plusieurs années les matériaux et les systèmes de construction pour aménager des bâtiments dans une perspective de moindre impact environnemental et d'une plus grande efficacité énergétique. La maison du futur, développée par l'Institut fédéral suisse de technologie, s'appelle HiLo et sera testée l'année prochaine dans les laboratoires NEST de Dübendorf. La dernière pièce du prototype est un toit en béton qui absorbe l'énergie solaire et la transforme en électricité.

Toit en béton multicouche qui absorbe l'énergie solaire.

Le prototype de toit en béton est une structure ultra-mince, autoportante et incurvée. Comment un toit en béton peut-il générer de l'énergie? Grâce à une double couche: la première abrite un système d'isolation et des unités de chauffage et de refroidissement, tandis que la seconde, externe, a été installée avec des cellules photovoltaïques à couches minces.

Le résultat devrait être une maison qui produit beaucoup plus d'énergie qu'elle n'en consomme. Cependant, parler de durabilité dans les bâtiments ne consiste pas seulement à développer des solutions utilisant des énergies renouvelables pour la production d'énergie, mais aussi à des systèmes flexibles et légers, afin que nous puissions réduire tous les coûts, y compris les coûts de transport, liés à l'oeuvre.

Le prototype de toit en béton absorbant le soleil, construit en six mois dans le laboratoire robotique de l'ETH et déjà démonté pour accueillir de futures expériences, mesurait 7,5 m de haut et avait une superficie totale de 160 m². Le béton a une épaisseur moyenne de 5 cm, qui est réduite à 3 cm aux bords du plafond, tandis que sur les surfaces d'appui, il atteint 12 cm.

Ciment qui absorbe l'énergie solaire.

Pour obtenir cette forme particulière, il aurait fallu, selon la pratique habituelle, utiliser une structure en bois ou un bois frais et moussé non réutilisable, alors que les chercheurs ont choisi d'installer un réseau de câbles en acier qui s'étendait sur une structure de étagère réutilisable. Ce réseau de câbles est utilisé pour supporter un tissu polymère qui sert également de fixation pour le béton.

Réduction de la quantité de matériaux de construction.

Cette nouvelle méthode a permis d'économiser beaucoup d'argent en matériaux de construction et d'obtenir une solution beaucoup plus flexible et adaptable à différents types de conception. Et pas seulement: en laissant la zone sous le toit totalement libre, vous avez également la possibilité d'effectuer des travaux à l'intérieur des pièces.

Le réseau a été conçu pour prendre la forme souhaitée sous le poids du béton, grâce à une méthode de calcul développée par l'équipe du Professeur de Recherche Blocks en collaboration avec des experts en Fabrication Numérique du Centre National de Compétence Suisse (NCCR). Les algorithmes garantissent que les forces sont correctement réparties entre les différents câbles en acier et que le couvercle peut être de la conception souhaitée. Le réseau électrique ne pèse que 500 kg et le tissu 300 kg, pour un total de seulement 800 kg de matériel.

Pas seulement la théorie ...

Il a été démontré qu'il est possible de construire une structure en béton mince et complexe avec un coffrage léger et flexible - expliqué Block - qui évite le gaspillage inutile de matière. Ayant travaillé avec des partenaires de l'industrie, nous sommes convaincus que notre méthode fonctionnera pour réaliser ce qui sera notre prototype de logement durable.

Voici la présentation vidéo du prototype de toit en béton ultraléger qui absorbe l'énergie solaire:

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