Brevet FR2273678A1 — publié le 19760102

D E S C R I P T I O N I - INTRODUCTION L'environnement dans lequel s'inscrit notre habitat présente certains caracté- ristiques qui varient suivant un cycle plus ou moins long et plus ou moins régulier: luminosité, ensoleillement, température, etc... Ainsi pour maintenir la température d'une pièce ou d'une salle à une valeur sensiblement constante il est nécessaire d'avoir un taux de chauffage ou de réfrigération qui est fonction des conditions climatiques extérieures. Les différents panneaux ou matériaux utilisés dans les constructions à usage domestique, industriel ou commercial ont un comportement passif et des caractéris tiques physiques et techniques figées, ils ne peuvent donc, de toute évidence, avoir une telle action climatisatrice. Au point de vue esthétique, la très grande inertie que présentent ces panneaux ou matériaux à tout changement d'aspect ou simplement de couleur ne permet ni de répondre aux caprices de notre gobt en ce domaine, ni d'harmoniser l'édifice ou le complexe édifié avec un environnement dont la couleur varie au rythme des heures et des saisons. Les panneaux qui vont être ici présentés, outre des caractéristiques mécaniques et techniques : inaltérabilité, isolation acoustique et phonique, incombustibilité, imperméabilité, etc.04, qui en font, déjà, des éléments de construction très pertinents, ont la propriété s a - de pouvoir, sur comande, changer de couleur et cela sur la gamme complète des couleurs b - de transformer l'énergie solaire (rayonnement lumineux en chaleur destinée au chauffage des intérieurs et ou d'eau à usage domestique c - de réfrigérer par 11 intermédiaire d'une source froide naturelle (eau froide domestique) et ou d'une source froide artificielle, ces mêmes intérieurs d - de présenter, lorsque cela est désiré, deux couleurs différentes sous deux incidences différentes e - de pouvoir, si on le désire, passer à la vitesse voulue et d'une manière continue, c'est-à-dire en passant par toutes les couleurs intermédiaires, d'une couleur A à une couleur B puis à une couleur C et suivre ce cycle aussi longtemps que voulu. II - VUE d'ENSEMBLE - voir figure 1 Les panneaux dont il est question, sont obtenus par la juxtaposition de dif férents éléments. Dans cette juxtaposition, selon la destination du panneau, un des éléments peut en englober un ou plusieurs autres ; ainsi le réflecteur peut être noyé dans le radiateur (voir figure 4) et parfois mime le filtre peut englober le radiateur et le réflecteur. Selon les types de panneau, encore, certains de ces éléments peuvent avoir été supprimés. Enfin,dans la plupart des cas,ces différents éléments auront des parties communes qui sont avant tout les plaques qui délimitent ces éléments. - a - Bouclier 1. C'est une vitre ou une plaque transparente ou translucide qui a essentiellement pour but de protéger les éléments internes du panneau contre les chocs et les heurts qui pourraient les endommager. - b - Filtre 2. C'est un récipient parallélépipèdique plat dont la plaque avant 7, au moins, est transparente ou translucide. La plaque arrière 9 du filtre est nécessairement transparente lorsqu'il est suivi par un écran 5 ou un réflecteur 4 ; elle peut être opaque dans les autres cas. Le fluide coloré 8 qu'il contient peut, a priori, être un gaz ou un liquide. Lorsqu'il s'agit d'un liquide la coloration de celui-ci pourra être naturelle ou obtenue par divers colorants ou pigments. La fonction de ce filtre est de donner la couleur ou l'une des composantes de la couleur du panneau. Le fluide coloré contenu dans le filtre peut être enlevé et remplacé par un fluide de couleur différente ou un même fluide différemment coloré. - c - Radiateur 30 C'est un récipient parallélépipèdique plat qui est traversé par un gaz ou un liquide calo-porteur. Le fluide 1 j, selon les cas, transporte de la chaleur de l'intérieur vers l'extérieur (réfrigération) ou de l'extérieur vers l'intérieur (chauffage) Le fluide emprunte un circuit fermé qui peut comporter un réfrigérant ou une chaudière. Les plaques avant 10 et arrière 12 sont transparentes ou translucides, elles peuvent être opaques dans les cas où le radiateur ne précède ni n'englobe un réflecteur ou un écran. - d - L'écran 5. C'est encore un récipient parallélépipèdique plat qui contient des particules colorées 15 indépendantes les unes des autres. Ces particules peuvent avoir ou non la même couleur. Cet écran peut se situer juste derrière le bou- clier et il se substitue alors au filtre ou encore juste derriere le filtre et il se substitue alors au réflecteur0 La plaque avant 14 de cet écran est nécessairement transparente ou translucide, la plaque arrière 16 pourrait être éventuellement opaque.Les particules colorées de cet écran peuvent autre remplacéss par des particules colorées différtentes ou des particules différemment colorées La fonction de cet écran est, outre l'isolation thermique et phonique qu'il assure, de donner la couleur ou l'une des composantes de la couleur du panneau. - e - Le réflecteur 40 Il est constitué d'une nappe de segments tricolores 13 qui peuvent tourner simultanément et en phase autour de leur axe longitudinal et se fixer sur une position déterminée. Ces segments sont des pièces prissatiques ou cylindriques ayant respectivement pour section un triangle équilatéral (fig. 2, II) ou un triangle curviligne dont les côtés sont des arcs de cercle de un tiers du@radisans (fig. 2, I). Chacune des faces latérales du prisme ou chacune des "faces latérales" du cylindre a une couleur distincte de celle des deux autres. Les segments de la nappe sont tous identiques, les couleurs de ces segments se suivent dans le même ordre et sont en phase. La distance entre les axes de deux segments adjacents est égale à D : fig. 2 (I et II) augmenté du jeu fonctionnel i nécessaire à la libre rotation de ces segments autour de leur axe. Pour certaines positions précises des segments du réflecteur comme c'est le cas de de la position de la figure 3, I (réflecteur vu de la droite), une seule des trois couleur, ici A, est visible et cela quel que soit l'angle sous lequel est observé j le réflecteur. Pour d'autres positions, deux des trois couleurs sont visibles : cas des ccu leurs B et C dans la figure 3, I (réflecteur vu de la gauche), des couleurs A et B dans la figure 3, II (réflecteur vu de la gauche) et des couleurs C et B dans la figure 3, II (réflecteur vu de la droite). Loraque deux des trois couleurs sont ainsi visibles, la largeur respective des bandes colorées (LB et LC : figure 3. I et LA et LB : figure 3, II) que présente le panneau, varie avec l'incidence, mesurée dans le plan perpendiculaire à l'axe des segments, sous laquelle on observe le panneau0 A partir d'une certaine inci dence, meme, une de ces deux couleurs peut ne pas être visible comme c'est le cas de la couleur B sous l'incidence &alpha;3 dans la figure 3, 11. Ce réflecteur a pour but de donner la couleur ou l'une des composates de la couleur du panneau avec toutes les possibilités de variation qui permettent les changements de présen tation des segments. Le fait de présenter, comme il a été expliqué, des colora tions différentes sous des incidences différentes présente un intérêt particulier lorsqu'il est utile d'exposer au soleil une couleur sombre (très absorbante) ou très claire (peu absorbante) 5 couleurs que l'on peut trouver peu esthétiques et que l'on peut ainsi ne pas faire apparattre sous l'incidence sous laquelle ces panneaux sont normalement vus du public. - f - Matelas isolant 6. Cet élément est destiné à parfaire l'isolation il peut peut outre constitué d'une couche de laine de verre de polystyrène expansé ou de tout autre matériau isolant. III - DIFFERENTS TYPES DE PANNEAUX A partir des éléments qui viennent d'être décrits, plusieurs types de panneaux peuvent être construits utilisant un, deux, trois, quatre ou cinq de ces éléments. Pour certaines applications : plafonds, toitures, cloisons, par exemple toutes les propriétés que confèrent ces différents éléments ne sont pas nécessaires, on ne retiendra alors que les éléments jugés utiles. On peut ainsi, a priori, concevoir des panneaux ne comprenant qu'un seul des éléments décrits, bouclier et matelas, isolant exceptés. Le nombre de combinaisons de deux, trois, quatre ou cinq des six éléments (réflecteur et écran ne pouvant être logiquement retenus simultanément) est très grand et il n'est pas d'une très grand intérêt de les énumérer ici. Il est enfin possible d'accoler dos à dos deux des panneaux ainsi obtenus pour construire un panneau double face. Les panneaux double face, somme celui de la figure 4, se substituent intégralement aux murs des habitations et autres constructions et permettent de climatiser leur intérieur par le processus qui sera décrit ultérieurement, et cela en réalisant de très importantes économies d'énergie voire même en en récupérant, en sus, des quantités relativement importantes. IV - FORNCTIONNEMENT A) Changement de couleur du panneau. Un changement de couleur du panneau peut être obtenu soit par changement du fluide coloré du filtre soit par changement des particules colorées de l'écran lorsque cet écran existe, soit enfin par le change- ment de présentation des segments du réflecteur. -a- Remplacement du fluide coloré du filtre : Le fluide coloré contenu dans le filtre est aspiré hors de ce filtre par pompage et remplacé par le même processus par un fluide coloré différent ou un mcA me fluide différemment coloré. -b- Remplacement des particules colorées de l'écran c Les particules colorées sont aspirées pneumatiquement hors de leirr récipient et ram- placées par le même processus par des particules colorées différentes ou des mêmes particules différemment colorées. -c- Changement de présentation des segments du réflecteur figure 3(1,II) Un système mécanique très simple (erémaillère ou vis Sans fin agissant sur une roue dentée solidaire de chaque segment, par exemple) permettant d'entraîner simultanément et dans le même sens chaque segment du reflec- teur, il suffira d'actionner ce système pour changer automatiquement la présentation colorée des segments. Il sera ainsi possible do présenter non seulement l'une des trois couleurs de ces segments mais aussi toute les couleurs intermédiaires entre ces trois couleurs prises deux à deux. Ces cou leurs intermédiaires seront composées par la juxtaposition de bandes colorées alternativement de l'une et de l'autre couleur. La largeur de ces deux catégories de bandes pouvant être proportionnellement fixée entre O et 1. @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ -a- Réfrigération des intérieurs. Cette réfrigération est assurée par un circulation appropriée du fluide contenu dans les radiateurs exter@es et internes du panneau. Le fluide calo-porteur 12, préalablement réfrigérés arrive par la con- duite 21 à la base 23 du radiateur intérieur 5. Le fluide après avoir traversé ce radiateur, est récupéré à une température plus élévée à la partie supérieure de ce radiateur, il en sort par 24 et arrive par la conduite 25 à la conduite 26 traverse la vanne 27 et arrive à la base du radiateur extérieur par 29. Après avoir traversé @ ce dernier il en sort par 30 passe dans la conduite @ qui le mène à la conduite @ par laquelle il arrive au réfrigérant 35. Après avoir traversé cet appareil il reprend le cycle qui vient d'être décrit. Dans cette opération, les vannes 33, 36, 38 sont fermées, les vannes 27, 34, 37 ouvertes.La réfrigération du fluide calo- t porteur peut s'effectuer soit par l'eau froide domestique que l'on récupère ainsi à à une température plus élevée, soit par l'intermédiaire d'un eppareil approprié, soit si nécessaire par les deux procédés simultanément. @ @ Il est possible en agissant sur les différentes vannes du circuit de ne réfrigérer que le radiateur intérieur ou que le radiateur extérieur. Le Le panneau extérieur de ce panneau double face est exposé au rayonnement solaire solaire et absorbe ainsi une partie de ce rayonnement qui se trouve convertie en chaleur. La quantité de chaleur ainsi dégagée est fonction du coefficient d'absorb- tion des plaques transparentes 1, 8 et 10, du coefficient d'absorbtion du fluide coloré 9 du filtre 2, de celui du fluide du radiateur 3 et de celui ou ceux de la ou des couleurs des segments 11 exposée(s) à ce rayonnement. En modifiant la prd @@sentation de ces segments par rotation autour de leur axe, on modifie automati quement le coefficient global du panneau et donc la quantité de chaleur dégagée. Cette quantité de chaleur qui ne doit pas pénétrer à l'intérieur sera récupérée par le fluide calo-porteur du circuit et sera utilisée soit pour le chauffage de l'eau à usage domestique soit éliminée par un autre procédé de réfrigération de ce fluide. La présentation des segments des réflecteurs extérieurs influence donc simultanément, l'aspect esthétique extérieur, la quantité d'énergie à dépenser pour obtenir une température intérieure déterminée et la quantité de chaleur que l'on peut récupérer pour le chauffage de l'eau à usage domestique. ib- Chauffage des intérieurs. Le processus est sensiblement identique au précédent. La chaleur obtenue par la conversion du rayonnement solaire dans le pan neau extérieur élève la température du fluide calo-porteur du radiateur 3 de ce panneau. Ce fluide sort de ce radiateur par 30 arrive par 31 à la conduite 32 qui le mène selon les cas soit à une chaudière 35 et ensuite à la conduite 21 soit directement à la conduite 21. Cette conduite le mène par 22 à la base 23 du radia teur intérieur 5 qu'il traverse. Après en être ressorti par 24 il arrive par 25 à la conduite 26 d'où il passe par 28 à la base 29 du radiateur extérieur 2 et le cycle recommence. Lorsque le fluide passe par la chaudière les vannes 33, 36 et 38 sont fermées et les vannes 34. 37 et 27 sont ouvertes, lorsqu'il ne passe pas par la chaudière les vannes 34 et 38 sont fermées et les vannes 33, 36, 37 et 27 sont ouvertes. De même que précédemment, il est possible de faire parcourir au fluide calo-porteur des circuits différents que ceux qui viennent d'être décrits en agis- sant sur les vannes de ce circuit. Les mêmes remarques peuvent être faites concernant la présentation des segments du réflecteur extérieur. Remarque s Les figures 1 et 4 représentant des sections schématisées des éléments ou des panneaux décrits, ces sections sont à considérer comme des coupes schématisées du panneau ou des éléments vu(s) de côté. REVENDICATIONS 1- Panneaux dont on peut changer l'aspect coloraractèrisés en ce qu'ils comportent, derrière une ou plusieurs plaques transparentes ou translucides, vitreuses ou non vitreuses, un fluide coloré remplaçable par un fluide coloré différent ou un fluide différemment coloré. 2- Panneaux dont on peut changer l'aspect coloré caractérisés en ce qu'ils comportent, derrière une ou plusieurs plaques transparentes ou translucides ,vitreuses ou non vitreuses, une couche de particules indépendantes ,de même couleur ou de couleurs différentes ,remplaçables par des particules solides différentes ou des ses particules colorées différemment, par voie pneumatique. 3- Panneaux dont on peut changer l'aspect coloré caractérisés en ce qu'ils comportent, derrière une ou plusieurs plaques transparentes ou translucides rtvitruses ou non vitreuses, une @appe de segments tricolores pouvant tourner simultanément et en phase autour de leur axe longitudinal: segments qui sont des "baguettes" prisma tiques ou cylindriques ayant respectivement pour section un triangle équilatéral ou un triangle curviligne dont les côtés sont égaux à 60 degrés d'arc. 4~Panneaux caractérisés en ce qu'ils présentent siaultanément deux des trois groupes de caractéristiques faisant l'objet des reetendications 1,2,3. 5- Panneaux selon les revendications ,2,3,4 auxquels ont été adjoint un radiateur (récipient parallélépipèdique plat traversé par un gaz ou un liquide calo-porteur) et (ou) un matelas isolant. 6~Panneaux obtenus par accolement dos à dos de deux panneaux selon les revendications 1,2,3,4,5.