Brevet FR2006963A1 — publié le 19700102

La présente invention se rapporte à des vêtements thermiques, et en particulier au type de vêtement dans lequel on peut faire circuler un fluide par l'intermédiaire de conduits appropriés portés par le vêtement pour chauffer ou refroidir le corps 5 de l'utilisateur, ainsi qu'à des étoffes permettant de fabriquer de tels vêtements» Dans de nombreuses régions de travail, à la fois actuelles et envisagées pour le futur, l'homme doit et devra souvent passer et peut être séjourner pendant des périodes de durées im— 10 portantes dans un environnement hostile où il existe des conditions thermiques qui menacent son confort, sinon sa vie. L'exploration sous-marine et 1'exploration spatiale constituent simplement deux de ces domaines. La présente invention est de oe fait d'une application et d'une utilité étendues et générales, 15 mais pour des raisons de simplicité, la description qui va suivre sera donnée d'abord en appliquant ses principes au domaine des activités sous-marines, telles que l'exploration et le relevé cartographique des océans, des rivières et des lacs, l'étude des formes et des habitats de la vie marine, les études de 20 construction et de destruction civile et militaire sous-marins, etc... D'autres applications seront indiquées plus loin. En se basant à la fois sur des expériences pratiques et • sur des recherches de laboratoire, il est maintenant bien connu que le fait de plonger un être humain non protégé dans de 25 l'eau a sa température de congélation ou à une température proche de celle-ci produit invariablement la mort en moins d'une heure environ -et souvent en quelques minutes, et que même des nageurs ou des plongeurs actifs revêtus de costumes de bain ou de plongée isolants (réalisés en général en caoutchouc cellu-30 laire à cellules fermées ou en une matière semblable) mais sans la protection d'un abri ou d'une enceinte extérieure réglant la température ne peuvent travailler que d'une manière très limitée, même après des périodes de.courte durée dans l'eau froide. Pour obtenir la conservation nécessaire de la chaleur du corps, 35 cm a proposé jusqu'à présent, en particulier pour des plongées prolongées dans l'eau froide, d'incorporer aux; costumes de bain ou de plongée des moyens de chauffage supplémentaires x^ro s entant les effets combinés d'isolement du costume, d'un chauffage supplémentaire et de la conservation de la propre production de 69 08185 2 2006963 chaleur du corps (métabolisme), afin d'équilibrer les pertes de chaleur qui autrement se produisent normalement» L'incorporation directe d'un moyen de chauffage à un cos--tame de plongée en caoutchouc cellulaire présente des problèmes 5 de confection, cependant, et l'utilisation dsune configuration de fils de résistance électrique en particulier a conduit à l'inconvénient consistant à raidir considérablement le costume, ce qui le rend non seulement plus difficile à mettre et à enlever, mais ce qui rend encore les mouvements de l'utilisateur. 10 plus difficiles, c'est-à-dire qu'ils nécessitent une plus grande dépense d'énergie pour un mouvement donné du corps, ce qui conduit à une fatigue excessive pendant des périodes de durée relativement courte. Le chauffage par résistance électrique d'un tel costume de bain, dans la mesure nécessaire pour permettre 15 à un nageur de s'exposer à de l'eau à des températures inférieures à la température de_ congélation pendant une période de plusieurs heures s'est avéré désavantageux par le fait que les batteries portatives capables d'atteindre ce but sont beaucoup plus lourdes et beaucoup plus encombrantes que cela ne peut être to~ 20 léré dans l'environnement qui doit être rencontré, et pour les actions que doit y exécuter le nageur,, Au lieu d'un chauffage par résistance électrique, on a également proposé d'utiliser un chauffage par eau chaude en liaison avec de tels costumes de bain, l'éau étant chauffée éleo-25 triquement ou chimiquement et étant mise en circulation sur la surface du corps du nageur avec l'aide d'un agencement de tubulure et de pompe approprié. La présente invention se rapporte à la mise en oeuvre de cette proposition. En conséquence, la présente invention a pour but de four— 30 nir 1 - une nouvelle étoffe et une nouve!3.e construction de vêtement thermique destiné à être utilisé comme vêtement de dessous en liaison avec un costume de bain isolant en permettant d'utiliser un chauffage par eau chaude afin de réduire les per- 35 "bes- de chaleur du corps d'un nageur lorsqu'il est plongé dans, de l'eau froide pendant des périodes de langue- durée. - une telle étoffe et un tel vêtement thermique qui, lors-qtt'il est porté par un nageur sous un costume de bain en caoutchouc cellulaire, ne fait pas obstacle ni à la souplesse du 69 08185 3 2006963 vêtement ni à la liberté de mouvements du nageur dans l'eau. - une telle étoffe et un tel vêtement thermique qui peuvent être utilisés soit pour cliauffer soit pour refroidir le corps de l'utilisateur dans des types divers d'environnement 5 thermique contraire, y compris des environnements autres que de l'eau froide» - un nouveau type de structure d'étoffe thermique qui comprend des sections d'étoffe tissée séparées les unes des autres par un grand nombre de tronçons espacés et parallèles de tubulu- 10 res souples servant à faire passer un fluide qui ne s'étendent que dans la direction de la chaîne de l'étoffe, les fils ne pouvant pas être étirés dans la direction de la chaîne et pouvant de préférence être étirés dans la direction de la trame. D'une manière générale, l'étoffe selon la présente inven— 15 tion peut être une étoffe tissée à armare carrée ou une étoffe tissée du type toile ,à patrons, dans laquelle les divers tubes faisant passer un fluide, par exemple des tronçons de tubulures en matière plastique d'un diamètre extérieur de l'ordre de 3s2mm et d'une épaisseur de paroi de l'ordre de 0,8 mm, s'étendent 20 dans la direction de la chaîne et sont espacés les uns des autres par des sections d'étoffe tissées, les fils de trame passant par dessus et par dessous chaque tronçon de tube suivant une séquence alternée, les fils de chaîne non étirables peuvent être constitués par des fibres de matières textiles telles que le poly-25 acrylonitrile, le "Eylon", la rayonne, le polyester, le coton, etc..., le terme "non étirable" étant utilisé ici pour caractériser l'absence ou au mieux la présence d'une possibilité d'étirage relativement faible. Au contraire, les fils de trame étirables peuvent être constitués par des matières naturellement ou 30 d'une manière inhérente élastiques telles que du fil de polyuréthanne spandex, du fil de caoutchouc, etc... ou bien des fils de fibres textiles naturelles ou synthétiques traitées mécaniquement (par exemple ctêpées, à fausse torsion, etc..). Les tubes peuvent être réalisés avec n'importe quelle matière imperméable 35 appropriée conductrice de la chaleur, de préférence une matière plastique telle que du polyéthylène, du chlorure de polyvinyle, du chlorure de polyvinylidène, etc... Dans la construction du vêtement, les tubes et les fils de chaîne de l'étoffe sont, o-rientés longitudinalement par rapport à la partie ou au membre 69 08185 4 2006963 du corps qui est recouvert, tandis que les fils de trame étira-"bles s'étendent circonférentiellement ' autour de cette partie du corps de façon à permettre au vêtement de s'ajuster sur le corp3 de l'utilisateur d'une.manière étroite et de-manière à'pouvoir 5 être adapté pour êbre utilisé par des personnes dé tailles de ceintures différentes, "bien que le vêtement soit Ti-mité d'une manière intrinsèque à être utilisé par des personnes ayant à peu près la même taille0 D'autres avantages et caractéristiques de la présente in-10 vention ressortiront àu cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation conformes à 1 'invention Sur ces dessins, 15 La fig. 1 est une vue de face schématique d'un vêtement de dessous thermique construit suivant les principes de la présente invention, l'utilisateur n'étant pas représenté pour simplifier la figure ; La fig» 2 est une vue en plan schématique d'une section 20 de l'étoff.e thermique construite suivant la présente invention ; La figo 3 est une vue en plan partiel à grande échelle d^>-ne telle étoffe avec une armure du type toile à patron ; La figo 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig.3; La figo 5 est une vue en plan partiel à grande échelle -25 d'une telle étoffe mais avec une arriiufce de type carré ; et La figo 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la fig,5» En se reportant d'abord aux fig. 2 et. 6, suivant les as-. pects de base de la présente invention, l'étoffe 10 présente uxe structure tissée comprenant des sections 11 formées de fils sé-30 parées les unes des autres par une série de tubes en matière plastique souple 12, ces derniers ne s'étendant que dans la direction de la chaîne de l'étoffe et étant tissés d'une manière solidaire dans celle-ci, les fils de trame qu les groupes de fils de trame voisins passant par dessus et par dessous les tu-35 "bes individuels suivant une séquence alternée„ L'espacement entre les tubes est en règle générale déterminé par les exigences thermiques à_satisfaire par le vêtement à réaliser à l'aidé de l'étoffe,, ' - * ••• - • •' • Dans le mode de réalisation des' fig. '3 et 4, l'étoffe qui * copy] 69 00185 5 2006963 est indiquée ici par la référence 10a est du type à armure de toile à patron, les sections d'étoffe 11a formées par les fils étant composées de fils de trame 13 "bloqués rigidement en place par le croisement de paires de fils de chaîne 140 En varian-5 te, dans le mode de réalisation des figo 5 et 6, l'étoffe qui est indiquée par la référence 10b est d'un type à armure carrée, les sections d'étoffe 11b formées par les fils étant composées de fils de trame 15 et de fils de chaîne 16e Dans l'un et l'autre cas, on voit que les fils de trame (seuls ou à volonté en 10 groupe) passent au dessus et au dessous de chacun des tubes 12 suivant une séquence alternée, c'est-à-dire suivant un agencement qu'on peut obtenir facilement avec un équipement de tissage classique. Comme mentionné précédemment, pour être utilisés dans un vêtement, les fils de trame doivent d'une manière géné-15 raie pouvoir être étirés et les fils de chaîne doivent être non étirables. En se reportant maintenant" à la fig. 1, le vêtement' ther— inique 17 qui y est représenté est un vêtement de dessous'réali-" sé à l'aide de sections de formes appropriées d'étoffe '10 qui 20 peuvent être soit du type tissage de toile à patron 10a des fig„ 3 et 4, soit du type de tissage carré 10b des figo 5 et 6, combiné d'une manière appropriée pour permettre à un être humain de porter le vêtement» C'est ainsi que le vêtement comporte un élément de tête 17a ouvert à l'avant, une section d'épaule et de 25 cou 10b, des manches pour les bras 17ç, un corps ou section de tronc 17d, des sections de jambes 17£ se terminant par des sections de pieds 17fo II convient de noter que bien qu'on ait représenté un vêtement d'un certain contour sur la fig. 1, des considérations de- production, des exigences d'équipements uni— 30 versels et d*autres facteurs peuvent entrer en ligne de compte pour réaliser le vêtement suivant une construction du type caisse droite» Le vêtement présente également d'habitude une ouverture d'accès (non représentée) formée dans le dos de la section du corps 17b équipée d'une fermeture classique (non représentée) 35 telle qu'une fermeture à curseur, des boutons ou des boutons-pressions, etc... L'agencement des tubes 12 dans les diverses parties du vêtement, et qu'on va décrire plus complètement plus loin, est indiqué de 12a à 12f0 Comme on le comprendra facilement, pour que le vêtement 69 00185 2006963 s'ajuste étroitement sur des corps de corpulences différentes, l'orientation des fils de trame étirables de l'étoffe de chaque élément du vêtement doit s'étendre d'une manière générale circonférentielloment ou autour de la partie respective du corps 5 ou du torse de l'utilisateur qui doit en être recouvert, les fils de chaîne non étirables et les tubes s'étendant d'une manière générale dans le sens de la longueur ou le long de ces parties du corps» Le vêtement, en ce qui concerne sa largeur, est par suite réalisé de manière à être un peu sous-dimensioimé 10 par rapport au corps le plus petit, c'est-à-dire le moins épais sur lequel il sera porté, "bien que, comme indiqué 'précédemment, en ce qui concerne sa longueur il doit être limité à être utilisé par des personnes rentrant dans une gamme relativement peu étendue de différences de tailles» 15 Le système de manipulation du fluide du vêtement doit comporter bien entendu un moyen faisant circuler le fluide à travers les tubes 12» Bans ce but, le vêtement est pourvu d'un collecteur d'entrée 18 destiné à recevoir le fluide d'un dispositif de chauffage équipé d'une pompe (non représentée) portée 20 par l'utilisateur et servant à répartir le fluide dans les divers tubes qui en partent (indiqués par les flèches qui sont dirigées à l'écart du collecteur 18), avec un collecteur de retour 19 destiné à recevoir le fluide usé provenant des tubes de retour (indiqué par des flèches dirigées par le collecteur 19) 25 pour le remettre en circulation à travers le dispositif de chauffage, des collecteurs de transmission appropriés 20 et 21 étant disposés aux extrémités poignets des manches 17ç et aux extrémités semelles des sections 17f des pieds, respectivement, afin de transmettre le fluide des tubes de départ vers les tubes de 30 retour» Gomme on le comprendra, du fait que la réalisation de l'étoffe suivant la présente invention est telle qu'elle maintient les tubes étroitement contre le corps de l'utilisateur, une transmission directe de la chaleur du fluide en circulation au corps est assurée par conduction. Il est envisagé que les 35 gants que le nageur doit porter soient poreux, ce qui permet de faire passer un petit pourcentage du fluide de chauffage sur les mains et de le dissiper dans la masse d'eau environnante, et dans ce but les collecteurs 20 sont pourvus de raccords 22 de noyage des gants disposés aux extrémités poignets, des manches» JjgOFV 69 08185 7 2006963 Ni la construction particulière des collecteurs, ni le système de chauffage et de pompage particulier servant à faire circuler le fluide ne constituent, il convient de le noter, des éléments de la présente invention^ et de ce fait ils ne seront 5 pas décrits plus complètement ni représentés ici, la seule exigence devant être observée en ce qui concerne les collecteurs étant le fait que ceux-ci doivent être souples, étirables et de forme pouvant s'adapter, comme toutes les autres sections du vêtement, et le fait qu'ils doivent être capables de coopérer 10 avec les tubes pour assurer un débit de fluide et une répartition de chaleur appropriée vers les diverses parties du corps„ La présente invention présente un autre avantage par le-fait qu'avec l'étoffe utilisée sous la forme d'un vêtement de dessous, le nageur peut le porter comme élément séparé sous un 15 costume de bain isolant en caoutchouc mousse ou en caoutchouc cellulaire, comme décrit précédemment, sans que la souplesse du costume de bain soit diminuée en aucune manière, comme elle le serait si le moyen de chauffage était incorporé directement à sa structure. Cependant, les difficultés de fabrication et les 20 prix élevés qui sont inhérents à 1 incorporation du moyen de chauffage à la structure du costume de bain et à la production d'un costume de bain à partir de sections d'une telle structure composite sont alors complètement évités„ Bien que les principes de la présente invention décrits 25 jusqu'à présent l'aient été comme étant appliqués à la réalisation d'un vêtement de dessous de chauffage•pour des nageurs, de tels vêtements de dessous de chauffage peuvent être utilisés pour d'autres activités à sec, par exemple comme vêtement de combat pour des opérations militaires dans des régions arctiques, 30 des vêtements de survie pour des astronautes et des pilotes d'avion, etc... A ce point de vue, les fils de chaîne, lorsqu' ils sont destinés à des applications de vêtements utilisés à sec, doivent également être caractérisés par des caractéristiques d'absorption élevées de l'humidité, de sorte que pendant 35 qu'ils sont maintenus en contact intime avec la surface du corps sous l'action des fils de trame étirables, les fils de chaîne soient capables d'agir comme agents,d'absorption servant à éliminer la transpiration du corps, afin de réduire toute source possible d'inconfort pour l'utilisateur» Les mêmes principes 69 08185 8 2006963 peuvent "bien entendu être également appliqués à la réalisation de sous-vêtements de réfrigération pour des astronautes, du personnel militaire en opérations sous les tropiques ou dans la jungle, des opérateurs de fours d'acier, et d'installations in-5 dustrielles semblables, etc0.. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes0 C'est ainsi que les fils de chaîne et de trame peuvent être tous les deux *10 non étirables lorsqu'il n'est pas nécessaire qu'ils puissent s'adapter à des tailles différentes, par exemple lorsque l'étoffe doit être utilisée comme couverture de chauffage ou de réfrigération soit pour des êtres humains soit pour des objets inanimés dans des conditions d'environnement contraires. 08185 9 2006963 HE7ESBIC1IIOIS . 1. Etoffe thermique, caractérisée en ce qu'elle comprend des sections d'étoffe tissée séparées les unes des autres par des tronçons souples non tissés de tubulures destinés à trans-5 mettre un fluide thermique, les tubulures s'étendant dans un sens dé l'étoffe seulement, et chaque tronçon de tubulure étant croisé par dessus et par dessous, alternativement, par des fils individuels ou par des groupes de fils qui s'étendent transversalement par rapport aux tubulures„ 10 2. Etoffe thermique suivant la revendication 1, caractéri sée en ce que les tubes s'étendent dans la direction de la chaîne de l'étoffe, les fils de chaîne étant relativement non étirables et les fils de trame étant étirables d8une manière relativement importante « 15 3. Etoffe thermique suivant la revendication 1 ou la re vendication 2j caractérisée en ce que les fils de chaîne présentent de "bonnes caractéristiques d2absorption de lEhumiditéa 4» Etoffe thermique suivant-11 une.. quelconque des revendications précédentes, caractérisée en.-ce-.que-les-,sections çL£étp£-20 fe présentent une structure d'armure de toile à patrons„ 5. Etoffe thermique suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 3j caractérisée en ce que les sections d'étoffe présentent une structure d'armure carrée» 60 Vêtement thermique, caractérisé en ce qu'il comprend 25 un certain nombre de parties recouvrant le corps réalisées avec une étoffe thermique suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 5j de telle sorte que les tronçons de tubes s'étendent d'une manière générale le long de la partie du corps qui est recouverte par une partie individuelle» 30 7. Vêtement thermique suivant la revendication 8, et la revendication 2, caractérisé en ce que des fils de trame pouvant être étirés d'une manière relativement importante s'étendent d'une façon générale circonférentiellement autour de la partie du corps qui est couverte par une partie individuelle»