Peinture de façade photocatalytique

Utiliser de la peinture de façade photocatalytique permet d'améliorer la qualité de l'air et d’allonger la durée de vie des bâtiments en réduisant l’encrassement et les dommages à la surface. Cette peinture peut être appliquée sur différents types de bâtiments, tels qu’immeubles de bureaux, hôpitaux, écoles et habitations.

La peinture de façade photocatalytique est une peinture spéciale qui utilise des propriétés photocatalytiques pour favoriser certaines réactions lorsqu’elle est exposée à la lumière (UV). Le terme ‘photocatalytique’ fait référence à la capacité de certains matériaux à accélérer ou initier des réactions chimiques lorsqu'ils sont exposés à une énergie lumineuse. La peinture de façade contient un composant photocatalytique, comme du dioxyde de titane (TiO2), qui est l’un de ses principaux composants. Lorsque cette peinture est appliquée sur une façade de bâtiment et exposée à la lumière du soleil, le composant photocatalytique réagit avec l'humidité atmosphérique et les particules dans l'air, comme les oxydes d'azote et les polluants organiques. La réaction photocatalytique qui se produit entraîne la dégradation des substances nocives et des polluants présents sur la façade. Ce processus est souvent qualifié d’autonettoyant parce que la peinture de façade photocatalytique aide à éliminer les polluants et les accumulations de saletés sur la surface du bâtiment.

Outre purifier l'air et réduire la pollution, la peinture de façade photocatalytique peut également aider à réduire la prolifération de micro-organismes comme les algues et moisissures. La réaction photocatalytique peut effectivement aussi avoir des propriétés bactéricides.

De plus, lorsqu'il est appliqué à du mortier et du béton, le TiO2 peut contribuer efficacement à purifier l'air à proximité des revêtements du bâtiment en convertissant les gaz dangereux comme le NOx et le toluène en composants inoffensifs. Les applications courantes concernent principalement les revêtements blancs. On peut ainsi citer comme exemple l'utilisation de TiO2 comme additif dans le béton blanc de l'église du Jubilé à Rome.

Outre la dégradation des composants causant des dommages aux bâtiments et polluant l'air, les traitements photocatalytiques offrent d'autres avantages pour l’environnement. Par exemple, une façade en béton autonettoyante ne nécessitera pas l'utilisation de solvants – une pratique courante pour nettoyer les bâtiments –, éliminant ainsi une autre source de polluants. De plus, un revêtement plus clair (normalement blanc, par pigmentation au TiO2) réfléchira davantage la lumière, d’où une baisse des températures intérieures et extérieures durant les saisons chaudes. 

Revêtements thermochromiques

Afin de lutter contre l’utilisation de climatiseurs énergivores en cas de températures élevées, des revêtements superhydrophobes réfléchissants ont été développés pour répondre au besoin de réfléchir le soleil. Cependant, durant les périodes plus froides, ces matériaux ne sont pas en mesure de maintenir la température normale dans les bâtiments. Parce que la réflexion solaire est trop élevée, de telle sorte qu’un système de chauffage sera nécessaire.

Pour répondre à ces problématiques en matière de consommation d'énergie, des microcapsules thermochromiques ont été étudiées dans des applications sur des matériaux liés au ciment pour murs extérieurs, car elles peuvent changer de couleur. Le mécanisme est très simple: lorsque la température extérieure est élevée, les microcapsules thermochromiques changent de couleur et prennent une teinte plus claire ou incolore. Lorsqu'il fait froid dehors, la couleur induite par ces microcapsules est plus foncée, réduisant ainsi la réflexion solaire. Et ce grâce à des propriétés thermochromiques basées sur des pigments organiques sous forme de poudres, qui sont encapsulés dans des microcapsules organiques et possèdent une température de transition déterminant leur changement de couleur.

Les principaux colorants thermochromiques sont un mélange de leuco-colorants (comme les fluoranes, les spirolactones et les fulgides) avec des composés chimiques responsables du don d'électrons, comme l'ester cyclique, et d’un solvant (par exemple un acide ou un ester). Une large palette de couleurs a été testée pour les applications de construction.

Les demandes pour l'enveloppe du bâtiment sont encore en cours de développement, mais un brevet a été déposé pour des mortiers contenant des microcapsules thermochromiques, et une étude en Chine a montré par simulation que l'utilisation d'un revêtement thermochromique superhydrophobe pour les bâtiments réduisait la consommation d’énergie annuelle totale dans le nord de la Chine de 13,74% par rapport au ‘revêtement refroidissant’ blanc traditionnel.

Mortiers thermo-isolants légers

Une autre alternative pour réduire la consommation d'énergie dans les bâtiments et leur empreinte carbone consiste à ajouter des matériaux légers dotés de propriétés thermiques, en remplacement des adjuvants fins dans le mortier. Ces matériaux alternatifs améliorent les performances thermiques des bâtiments en réduisant les échanges thermiques, tout en réduisant le poids des matériaux et en améliorant leurs propriétés d'isolation acoustique.

Parmi les matériaux légers ayant été testés comme additifs au mortier, on peut citer l'aérogel de silice, les déchets plastiques, le caoutchouc et, plus récemment, la vermiculite (= un silicate hydraté de magnésium-aluminium-fer) et le polystyrène expansé (PSE). Plusieurs entreprises ont déjà développé un mortier prémélangé commercial agrémenté de PSE ultraléger et thermo-isolant, et un brevet a été déposé pour un type de mortier inorganique pour l'isolation thermique avec des agrégats légers. Le mécanisme repose sur l'action isolante qui réduit considérablement la conductivité thermique des mortiers et allonge également la durée de vie.

Revêtements basés sur les nanotechnologies

Enfin, les nanotechnologies connaissent différentes applications dans l'industrie des revêtements, comme:

• Les revêtements nano-céramiques: ces revêtements utilisent des nanoparticules de matériaux céramiques, comme le dioxyde de silicium, pour appliquer une couche durable et protectrice sur la surface. Ils peuvent protéger la façade contre les intempéries, les rayons UV, les agressions chimiques et l'accumulation de saletés.
• Les nano-revêtements autonettoyants: ces revêtements contiennent des nanoparticules ayant une propriété hydrophobe (hydrofuge). Par conséquent, l'eau forme des gouttelettes à la surface et emporte avec elle les saletés et souillures en s’écoulant de la surface. Cela permet de garder la façade propre et réduit la nécessité de la nettoyer à la main.
• Les nano-revêtements antibactériens: ces revêtements contiennent des nanoparticules aux propriétés antibactériennes, comme des nanoparticules d'argent. Ils peuvent aider à freiner la prolifération des bactéries, moisissures et algues sur la façade, permettant ainsi de conserver une façade hygiénique.
• Les nano-revêtements pare-soleil: ces revêtements utilisent des nanoparticules qui réfléchissent ou absorbent le rayonnement solaire, réduisant ainsi la transmission de chaleur à travers la façade. Cela aide à réguler la température intérieure et peut contribuer à réaliser des économies d'énergie.
• Les revêtements anti-condensation: ces revêtements contiennent des nanoparticules qui repoussent l'humidité et aident à prévenir la formation de condensation à la surface. Cela s’avère surtout utile sur les surfaces froides où la condensation peut entraîner des problèmes de moisissure et d'humidité.