Brevet FR2348647A1 — publié le 19771118

La présente invention concerne un bâtiment climatisé par une circulation d'air légèrement accélérée et destiné en particulier à l'élevage de bétail, notamment des porcs, en utilisant de façon conjuguée la vitesse du vent, la dif férence de la pression atmosphérique et le rayonnement solaire. La climatisation et l'aération des bâtiments d'industrie et plus particulièrement d'élevage pour des animaux domestiques ont depuis toujours posé des problèmes parce qu'une aération forcée trop énergique risque de nuire à la santé et au bien être des êtres vivants, particulièrement des animaux, et une aération insuffisante produit le même effet. C'est pourquoi la présente invention crée un bâtiment d'une conception nouvelle qui remédie à ces inconvénients et assure avec une faible dépense en énergie une aération et une climatisation parfaites. Elle permet en outre une évaporation sur des surfaces importantes. Conformément à l'invention,le bâtiment est caractérisé en ce qu'il comporte une toiture arrondie ou polygonale présentant des ondulations ou des nervures transversales et dont l'extérieur est revêtu, à ltexception d'une étroite bande au sommet, par un recouvrement assurant l'étanchéité à l'air et à l'eau et qui est réalisé en une matière transparente laissant passer le rayonnement solaire. - En ce que l'intérieur de la toiture est revêtu d'un recouvrement étanche et d'un bon isolement thermique, de préférence réfléchissant le rayonnement thermique intérieur et extérieur. - En ce que les canaux ainsi formés entre les deux recouvrements par les ondulations ou les nervures transversales de la toiture permettent une circulation de l'air émanant soit d'un caisson longitudinal placé à l'apex du bAti- ment et comportant des ouvertures munies de volets d'admission ou d'une fosse ayant elle aussi des volets d'admission, l'intensité de la circulation d'air à l'intérieur du bâtiment étant dosée par des modérateurs de tirage placés sur des caissons de régulation disposés de part et d'autre du Bâtiment. - En ce que les canaux de la face externe de la toiture ondulée ou nervurée présentent une teinte foncée, de préférence noire afin de permettre de capter un maximum de rayons solaires. La toiture ondulée ayant une bonne conductibilité thermique transmet rapidement la chaleur ainsi captée à l'air ou au liquide circulant dans les canaux. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif aux dessins annexés. La fig. 1 est une coupe transversale du bâtiment suivant la ligne I-I de la fig. 2. La fig. 2 montre en plan l'aménagement du sol du bssti- ment. Les fig. 3 à 5 sont des coupes illustrant certaines formes d'éléments ondulés ou nervurés pouvant être utilisés pour la construction de la toiture. La fig. 6 montre schématiquement une forme de réalisation d'un volet d'admission d'air réglable et automatique, modérateur de tirage des caisson de régulation. Le bâtiment d'élevage réalisé suivant l'invention et représenté en coupe transversale à la fig. 1, est de forme demi-cylindrique. Le sol est constitué par deux couches de béton la et lb entre lesquelles-est prévue une couche isolante 2. Des caillebotis 3 formant plancher sont disposés à une certaine hauteur du sol. L'espace ainsi crée entre le sol et le plancher 3 communique avec l'atmosphère, d'une part, par l'intermédiaire de caissons de régulation 4, 5 prévus de part et d'autre du bâtiment et, d'autre part, par les canaux 6 et suivant les modalités de la ventilation par les canaux 17. Ces canaux 6 et 17 sont formés par les éléments ondulés ou nervurés de la toiture et les recouvrements: recouvrement intérieur 11, recouvrement extérieur 7. Le recouvrement extérieur 7 est constitué par une matière étanche à l'eau, à l'air et au vent, transparente et laissant passer le rayonnement solaire. La paroi intérieure du bâtiment est revêtue d'un recouvrement 11 thermiquement isolant et de préférence réfléchissant sur ses deux faces afin,d'une part,de renvoyer (face interne) la chaleur et la lumière sur les animaux, d'autre part, de réfléchir (face externe) le rayonnement diffusé par la paroi ondulée (ou nervurée). La partie basse de ce recouvrement isolant 11 est protégée du contact des animaux par un revêtement supplémentaire 12. A une certaine hauteur au-dessus de ce revêtement 12 la couche de recouvrement isolante Il comporte des ouvertures 13 permettant par l'intermédiaire d'un certain nombre de canaux intérieurs 17 formés par les ondulations de la toiture une circulation d'air entre l'intérieur du bâtiment et un caisson 14 longeant intérieurement le faîtage. Les extrémités 14a et 14b de ce caisson 14 sont normalement fermées par des volets mobiles 14c. Les deux c8tés longitudinaux de ce même caisson 14 comportent des ouvertures 15 donnant dans l'intérieur du bâtiment. D'autres ouvertures 16 obturables par des volets 16a sont prévues sur le dessus de ce caisson 14. Les ouvertures 16 étant fermées par les volets 16a un certain nombre de canaux intérieurs 17 ne communiquant pas avec le caisson 14 donnent sur l'atmosphère extérure.Iies ouvertures 16 étant ouvertes par les volets 16a l'ensemble des canaux intérieurs 17 communique avec l'air extérieur soit directement, soit au travers du caisson 14 en passant par les ouvertures 16. Les volets ainsi que le dessous du caisson 14 sont de préférence transparents ou translucides afin de permettre l'éclairage intérieur du bâtiment par la lumière naturelle. Une fosse 18 prévue sous le bâtiment et constituée par tout moyen convenable, s'étend dans le sens longitudinal du bâtiment suivant son axe central. tette fosse 18 est reliée au niveau ou au-dessus du caillebotis 3 par des cheminées 19. Cette fosse 18 sert pendant l'été à acheminer de l'air frais à l'intérieur du bâtiment d'élevage.Les extrémités 18a et 18b de la fosse 18 sont normalement fermées par des volets 18c La climatisation de ce bâtiment d'élevage, suivant l'invention est obtenue de la façon suivante : A) Pendant la saison froide l'air frais est admis par les extrémités 14a, 14b du caisson 14. L'effet de tirage produit par les canaux extérieurs 6 ainsi que par les canaux intérieurs 17 communiquant avec l'atmosphère extérieure par l'intermédiaire de la fente 8 au sommet du recouvrement 7 crée une dépression dans l'espace prévu en dessous du caillebotis. La dépression permet l'entrée de l'air par les ouvertures 14a, 14b du caisson 14, l'air pénétrant dans le bâtiment, par les orifices 15 du caisson 14. De ce fait l'air à l'intérieur du bâtiment est continuellement renouvelé et l'air vicié n'incommode pas les animaux Les calories évacuées par la ventilation ainsi obtenues,d'une part, servent à assècher le sol ou le sous-sol tout en éliminant l'humidité au fur et à mesure, d'autre part, échauffent les canaux intérieurs 17 communiquant avec le caisson 14, la paroi ondulée ou nervurée jouant ainsi le ralle d'échangeur. L'admission de l'air par le haut permet de plus d'obtenir un maximum de confort au niveau des animaux qui, la plus grande partie de la journée restent couchés, l'air vicié chaud s'échappant sous le caillebotis. Afin de pouvoir doser cette circulation de l'air, l'invention prévoit, d'une part, un volet réglable à fonctionnement automatique 20 à l'entrée des caissons 4, 5 jouant le rôle de modérateur de tirage et, d'autre part, des volets réglables aux ouvertures frontales du caisson 14. La quantité d'air pouvant pénétrer dans le caisson de régulation 4 ou 5 est déterminée par le déplacement d'un contrepoids 21 sur une tige filetée solidaire d'un volet 20 (fig. 6). La direction de l'écoulement de l'air est indiquée par des flèches. Afin d'empêcher une entrée d'air parasite dans le même caisson de régulation par la sortie 23 des canaux d'évacuation 9, 10 du lisier, cette sortie comporte une chicane coupe-vent 24 dont chaque côté pénètre dans un siphon 25, 26. il est à noter qu'en aucun cas même lors d'un mauvais fonctionnement du dispositif coupe-vent l'air extérieur ne peut pénétrer à l'intérieur du bâtiment par les canaux à lisier car il est happé dans le caisson de régulation. Les ouvertures 13 pratiquées dans le recouvrement réfléchissant intérieur Il et à une certaine hauteur du plancher 3, permettent à une certaine quantité d'air chaud de retourner vers le caisson 14 en passant par les canaux 17 formés par le recouvrement intérieur 71 et la toiture et ce d'autant plus qu'il y a échange de calories entre l'air extrait par les canaux extérieurs 6 et l'air circulant dans les canaux intérieurs 17 par l'intermédiaire de la paroi ondulée ou nervurée. il est ainsi possible de mélanger à l'intérieur du caisson 14 une quantité d'air chaud à l'air frais admis par les extrémités, l'admission de l'air frais pouvant être réduite ou augmentée au moyen des volets 14c. B) Pendant l'été si l'on désire introduire dans le bGti- ment de l'air plus frais on ouvre les volets 16a des ouvertures 16 et on ferme les volets 14c des ouvertures frontales du caisson 14. L'alimentation en air frais du Bâtiment s'effectue alors à partir de la fosse 18 et par l'intermédiaire des cheminées 19 (fig. 1 et fig. 2), les volets 18c étant ouverts. Tous les canaux G et 17 débouchent dans l'atmosphère extérieure au niveau de la fente longitudinale 8, les canaux 17 débouchant dans le caisson 14 laissent s'échapper l'air par les ouvertures 16, les volets IGa étant ouverts. La quantité d'air admise dans le local est contrôlée, d'une part, par les volets 22 des caissons de régulation et par des volets réglables 18c aux ouvertures frontales du caisson 18. Selon un perfectionnement de l'invention on peut prévoir aussi bien dans les caissons de régulation 4, 5 que dans la fosse 18 et le caisson 14 des turbines 27 utilisant le déplacement d'air pour produire de l'énergie en particulier électrique. Selon un autre perfectionnement on peut utiliser les canaux 6 pour pratiquer une évaporation par ruissellement en faisant couler le lisier à traiter à partir de l'ouverture longitudinale 8. L'efficacité de cette ventilation consiste dans 1 'éva- cuation de l'air vicié par le bas en jouant sur la différence de niveau entre l'aspiration par le bas et l'échappement par le haut. En conséquence il est évident que le rendement est proportionnel à la hauteur du bâtiment. Cette efficacité est accrue en outre en fonction du vent et de l'ensoleillement mais est contrôlée en permanence par le dispositif automatique régulateur de tirage permettant de maintenir la dépression à Itintérieur du bâtiment à un niveau correct. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. il est par exemple possible d'adapter le procédé de ventilation suivant l'invention à des maisons d'habitation, des usines, des hangars et particulièrement aux bâtiments nécessitant une évacuation de gaz et un séchage par évaporation. il est possible aussi de remplacer le recouvrement extérieur 7 transparent par un autre recouvrement lui aussi étanche à l'air et à l'eau mais possédant une teinte foncée de préférence noire et présentant une bonne conductibilité thermique. En ce cas la teinte des canaux 6 présente peu d'importance. il est possible en outre de disposer un recouvrement transparent 28 au-dessus du recouvrement 7 (qu'il soit transparent ou non) afin de créer un matelas d'air formant isolant et réduisant les déperditions calorifiques de la toiture au contact de l'air extérieur. Les exemples ne sont pas limitatifs car certains aménagements peuvent être pratiqués suivant les nécessités. Entre autres des ouvertures peuvent être aménagées pour faire place à des portes, des fenêtres, etc. Le sol n'est pas forcément constitué de caillebotis. REVENDICATIONS 1 - Bâtiment climatisé par une circulation d'air légèrement accélérée et destiné en particulier à l'élevage de bétail, notamment des porcs, en utilisant de façon conjuguée la vitesse du vent, la différence de pression atmosphérique et le rayonnement solaire, caractérisé en ce que le bâtiment comporte une toiture arrondie ou polygonale présentant des ondulations ou des nervures transversales et dont l'extérieur est revêtue, à l'exception d'une étroite bande 8 au sommet, par un recouvrement 7 assurant l'étanchéité à l'air et à l'eau et qui est réalisé en une matière transparente, en ce que l'intérieur de la toiture est revêtu d'un recouvrement Il étanche, de préférence réfléchissant sur ses deux faces, et d'un bon isolement thermique, en ce que les canaux 6, 17 ainsi formés entre les deux recouvrements 7, Il par les ondulations ou nervures transversales de la toiture permettent une circulation de l'air émanant ou d'un caisson longitudinal 14 placé à l'apex du bâtiment et comportant des ouvertures 14a munies de volets réglables d'admission 14c, ou d'une fosse 18 avec volets réglables d'admission 18c, l'intensité de la circulation d'air à l'intérieur du Bâtiment étant dosée, par des caissons de régulation 4, 5 disposés de part et d'autre de la construction et en ce que les canaux 6 présentent une teinte foncée, de préférence noire afin de permettre de capter un maximum de rayons solaires, les éléments ondulés ou nervurés assurant une bonne conductibilité thermique afin de transmettre rapidement la chaleur captée à l'air circulant dans les canaux 6 et 17, au liquide pouvant éventuellement circuler dans les canaux 6. 2 - Bâtiment suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une fosse 18 creusée dans le sous-sol et orientée dans le sens longitudinal du bâtiment assure au moyen de cheminées 19 débouchant au niveau ou au-dessus de caillebotis formant plancher, l'alimentation en air frais pendant les mois de grande chaleur. 3 - Batiment suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les caissons de régulation 4, 5 sont munis de volets de réglage automatique 20 permettant de doser la quantité d'air admise par les caissons 4, 5 par suite du déplacement des contrepoids 21 sur une tige filetee 22 solidaire du volet 20 et de maintenir à un niveau choisi la dépression à l'intérieur du bâtiment. 4 - Bâtiment suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les volets obturateurs 16a des ouvertures 16 du caisson 14 ainsi que le dessous de ce dernier sont rea- lisés en une matière transparente ou translucide afin d'assu- rer l'éclairage à l'intérieur du bâtiment par de la lumière naturelle. 5 - Bâtiment suivant l'une des revendications caractérisé en ce que le recouvrement intérieur Il comporte à une certaine hauteur des ouvertures 13 permettant par lin- termédiaire de canaux intérieurs 17, formés par les ondulations de la toiture, une circulation d'air entre l'intérieur tu bE- timent et le caisson 14 longeant intérieurement le faîtage. 6 - Bâtiment suivant l'une des revendicati i a 5, caractérisé en ce que la sortie 23 des canaux d'évacuation 9, 10 du lisier est munie d'une chicane coupe-vent 24. 7 - Bâtiment suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le recouvrement intérieur 11 est protégé à sa partie inférieure du contact des animaux par un revêtement supplémentaire 12. 8 - Bâtiment suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les caissons de régulation 4 5 le ctis- son de faîtage 14 et la fosse centrale 18 peuvent comporter des turbines 27 en vue d'utiliser la circulation d'air pour produire de l'énergie en particulier électriquew 9 - Bâtiment suivant l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que les canaux 6 peuvent assurer outre la ventilation, l'évaporation de liquides déversés su niveau de la fente longitudinale 8. 10 - Bâtiment suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le recouvrement 7 suivant les nécessités de construction peut être réalisé en une matière d'une teinte foncée, de préférence noire, et présentant une benne conduc- tibilité thermique afin de permettre de capter un maximum de rayons solaires et de transmettre rapidement la chaleur captée. En ce cas la teinte des canaux6apeu d'importance. Il - Bâtiment suivant l'une des revendications n à lo. caractérisé en ce que le recouvrement 7 peut être doublé à une certaine distance par un recouvrement transparent 28 étanche à l'air et à l'eau afin de créer un matelas d'air jouant le rôle d'isolant de la toiture au contact de l'air extérieur.