Brevet FR2350559A1 — publié le 19771202

la présente invention concerne une paroi préfabriquée å structure autoportante et imperméable, possédant un pouvoir élevé d'isolation thermo-acoustique, et pouvant comporter, sur ses faces opposées, des éléments de captage et/ou d'émission d'énergie calorifique, en particulier des éléments de captage d'énergie solaire. On sait que, dans le domaine du bâtiment il se manifeste une tendance de plus en plus poussée vers la préfabrication des divers éléments constituant un batiment, des panneaux (parois) de clôtures jusqu'aux "parois équipées11, comprenant, sur une face ou sur leurs deux faces, tous les appareillages et équipements de salles d'eau et/ou de cuisine et, à l'intérieur, toutes les canalisations hydrauliques servant à relier entre eux ces équipements, ainsi que l'installation électrique correspondante. On peut constater également un développement de plus en plus grand de l'utilisation de l'énergie solaire, normalement captée sous la forme d'énergie calorifique, au moyen de collecteurs, en général du type plan, cette énergie étant transmise à l'intérieur du batiment en vue de diverses utilisations qui vont du simple chauffage de 11 eau destinée aux salles d'eau jusqu'au chauffage de tout l'édifice. Or peut penser que, dans un avenir très proche, l'emploi de cette énergie sera encore plus varié et l'on peut imaginer, en particulier, la possibilité d'utiliser une telle énergie pour la climatisation de l'ensemble des pièces d'un bâtiment. Jusqu'à ce jour, la technique courante prévoit l'utilisa- tion de panneaux de captage plans, de divers dimensions, et de types et de structures connus en soi, permettant de transformer directement l'énergie solaire en énergie calorifique, que l'on transporte ensuite au moyen de fluides d'entraSnement et de circuits correspondants. On emploie de tels panneaux sur des éléments de construction déjà existants, par exemple, des toits, des terrasses ou des parois périphériques.On a étudié diverses solutions en vue d'obtenir des panneaux capables de constituer directement, par leur structure, les surfaces de couverture d'édifices, mais jusqu'à présent, on n'a pas obtenu de solutions satisfaisantes, soit en raison du trop grand nombre de dimensions et de formes différentes des couvertures, soit en raison de la difficulté d'assurer la liaison entre chaque panneau et les autres ainsi qu'entre l'ensemble des panneaux et le restant de l'édifice. On a cependant étudié et réalisé des parois entières permettant de réchauffer l'air qui y circule et qui est ensuite introduit dans la pièce qu'il s1 agit de chauffer. Tous ces procédés présentent divers inconvénients, soit en ce qui concerne la structure, soit du point de vue technique et du point de vue de l'installation. Bien entendu, dans le cas de certaines applications, il est nécessaire d'avoir recours à des panneaux de type classique, et cela surtout pour des installations destinées à des batiments déjà existants. Toutefois, les panneaux tels qu'ils se présentent jusqu'à présent, ont de grands inconvénients ; il faut adapter leurs dimensions et leurs formes aux dimensions, à la forme et à la couleur de l'élément de construction sur lequel ils doivent être placés, pro blème souvent difficile à résoudre et qui n'est presque jamais très bien résolu ; leur structure comprend un récipient en forme de boite contenant un matériau non conducteur qui isole la plaque de captage d'énergie solaire du récipient lul-meme, une surface transparente, normalement en verre, disposée au-dessus de la plaque de captage et un élément de fixation de cette surface transparente sur le récipient, par exemple, un cadre muni, bien entendu, d'éléments d'étanchéité appropriés (garniture).Du corps en forme de boite sortent ensuite les conduites d'alimentation en fluide d'entraînement et il est donc prévu nécessairement des éléments d'étanchéité entre ces conduites et ce corps en forme de boite. Comme on le comprend aisément, les déperditions de chaleur par chaque panneau sont importantes. En effet, le corps en forme de boite (qui est d'une épaisseur assez faible et, en général, en métal) et le cadre laissent passer une quantité de chaleur on négligeable vers l'extérieur, en dépit de l'isolation calorifique prévue, et l'étanchéité entre les conduites et le corps en forme de boite ainsi que l'étanchéité entre les surfaces transparentes et le restant du corps du panneau sont souvent imparfaites. La réalisation de couvertures au moyen de panneaux autoportants a cependant été essayée de diverses façons, mais elle présente également de grands inconvénients, aussi bien du point de vue des dimensions relatives des panneaux et de l'élément de construc tion qu'en ce qui concerne ltétanchéité à la pluie entre chaque panneau et les autres ainsi qu'entre les panneaux et la maçonnerie, et également des difficultés de liaison, de montage, de manipulation, de durée des garnitures, d'étanchéité, ou analogues. De plus, le procédé mis en oeuvre actuellement, qui consiste à appliquer des panneaux entiers sur un élément de construction imperméable à la pluie est très coûteux et pose de grandes difficultés en ce qui concerne la conception, le montage et la durée. L'invention remédie aux inconvénients que l'on vient de signaler, grâce à l'utilisation d'éléments préfabriqués pouvant constituer aussi bien des parois périphériques que des surfaces de couverture, à structure autoportante et imperméables. La technique de réalisation de ces éléments a déjà fait de grands progrès et elle va en se développant de plus en plus ; on connaît en fait, de nombreuses solutions et modes d'exécution déjà appliqués pour des parois dites "équipées". L'invention vise donc l'utilisation d'une paroi préfabriquée autoportante et imperméable, convenant en parti- culier au domaine de la préfabrication dans le bâtiment, cette paroi étant fabriquée selon des techniques connues en soi et possédant un pouvoir dtisolation thermo-acoustique élevé. Une telle paroi pourra etre réalisée, par exemple, avec des surfaces extérieures en polyester, éventuellement renforcé au moyen de fibres de verre et comportant un corps interne réalisé avec des résines expansées, ou encore simplement en résine expansée, par exemple, des polyuréthanes expansés, renfermant des matériaux de remplissage de diverses natures et/ou des matériaux de renforcement, -comme, par exemple, des fibres de verre. l'invention se caractérise essentiellement par le fait que, sur au moins l'une des surfaces de la paroi préfabriquée, sont fixés, selon des procédés divers connus en soi, des éléments destinés au captage de l'énergie solaire et à sa transformation en énergie calorifique, ces éléments étant constitués par une plaque de captage d'énergie solaire, convenablement traitée sur sa face exposée au rayonnement solaire, et par une lame protectrice, en un matériau transparent à l'énergie solaire, fixée simplement selon des procédés connus en soi sur cette paroi préfabriquée, cette lame protectrice étant appliquée au-dessus de cette plaque de captage d'énergie so laire à une distance convenable de cette plaque, comme dans les panneaux solaires classiques. La surface externe de cette paroi préfabriquée peut être plane, mais elle peut également comporter des cavités spéciales ayant des dimensions qui correspondent aux plaques de captage qui dans ce cas, sont fixées au fond de ces cavités. Dans ce cas, lalame transparente de couverture se trouve dans le plan de la surface extérieure de la paroi. tes dimensions et la forme de cette paroi peuvent varier pour permettre de satisfaire à toute les conditions d'étude et de construction. l'étanchéité à l'eau de pluie est parfaite et se et, de plus, l'étanchéité entre les divers éléments de captage et la paroi est très simple et sûre, et on peut l'obtenir au moyen d'éléments simples et peu nombreux. En outre, on peut modifier la conception, la disposition des éléments de captage et leur couleur, ce qui présente donc également des avantages du point de vue de l'esthétique. la paroi peut etre réalisée déjà munie des éléments de captage, mais on peut également prévoir que ces éléments de captage seront montés ultérieurement sur la paroi. En outre, on peut à tout instant, modifier le nombre des éléments de captage, ce qui permet de faire varier les caractéristiques de la paroi en fonction des besoins, de la position géographique et des conditions climatiques. Une même paroi pourra donc être prévue pour fournir uniquement de l'eau chaude destinée aux salles d'eau ou bien pour fournir de l'eau chaude et assurer également le chauffage des pièces du bâtiment. On peut également équiper ces parois sur leurs deux faces opposées ; de façon plus précise, on peut équiper la surface extérieure de la paroi avec les éléments de captage d'énergie solaire, et-la surface intérieure de cette paroi, avec des éléments émetteurs, comme, par exemple, des plaques radiantes, des convecteurs à ventilation, ou analogues. Les parois de ce type peuvent, en outre, avoir des dimensions normalisées, ce qui est particulièrement avantageux, aussi bien en ce qui concerne la conception ou la construction, que dans le domaine du transport ; on peut, en effet, donner à ces parois des dimensions convenant particulièrement au transport à l'aide de conteneurs. Une autre caractéristique de la paroi selon l'invention ré- side dans le fait que l'on peut incorporer dans cette paroi des conduites de liaison entre les divers éléments de captage d'énergie solaire et les éléments d'utilisation, ces conduites ayant également pour rôle de renforcer la paroi. On peut mentionner également les avantages suivants de ce genre de paroi - facilité de montage et de démontage des éléments de captage - indépendance de structure entre les divers éléments de captage - possibilité de démonter un élément de captage (en cas d'endommage- ment) sans avoir à toucher aux autres éléments - indépendance entre les dimensions et la forme de ltélément de captage et la forme et les dimensions de la paroi - plus grande durée d'utilisation de l'article fabriqué - diminution du prix de fabrication ainsi que du prix du transport et de l'installation. Enfin, cette paroi peut avoir également comme application le refroidissement des pièces d'un immeuble, par rayonnement vers ltex- térieur, au moyen d'éléments radiants identiques du point de vue de la construction, aux éléments de captage de l'énergie solaire et montés de préférence, sur le côté nord du bâtiment. Une telle opération est particulièrement efficace et utilisable au cours de la nuit, dans des régions et pendant des saisons très chaudes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif, mais nullement limitatif, diverses formes de réalisation. Dans ces dessins la figure 1 représente, en coupe, une partie de paroi en regard d'un élément de captage d'énergie solaire, appliqué sur la surface extérieure plane de cette paroi la figure 2 représente, en coupe, une partie de paroi analogue à celle de la figure 1, mais dans laquelle la lame protectrice de ltélément de captage est d'un seul tenant avec le cadre de fixation la figure 3 est une vue en coupe analogue à celles des figures 1 et 2, représentant la fixation de l'élément de captage dans des cavités pratiquées dans la surface externe de la paroi la figure 4 est une vue en perspective d'une paroi à surface externe plane comportant des éléments de captage en saillie comme sur les figures 1 et 2 la figure 5 est une vue en perspective et en partie en coupe, d'une paroi à éléments de captage encastrés comme sur la figure 3 la figure 6 est une vue e perspective d'une paroi de forme triangulaire ; la figure 7 est une vue en perspective-d'un dôme muni d'éléments de captage la figure 8 représente, en coupe, un détail de la figure 7, et montre la mise en place des éléments de captage sur la surface incurvée la figure 9 est une vue en coupe faite dans un bâtiment préfabriqué la figure 10 est une vue en coupe d'un élément autonome pour la production d'eau chaude, avec application d'une paroi de captage conforme à 11 invention la figure Il est une vue en coupe d'une paroi présentant sur sa surface externe, des éléments de captage et sur sa surface interne, les éléments émetteurs (plaques radiantes), et la figure 12 est une vue en perspective représentant la partie intérieure d'une paroi munie d'un dispositif d'émission d'énergie calorifique, du type convecteur à ventilation. Il convient de remarquer que le fluide d'entraînement de l'énergie calorifique peut, bien entendu, etre constitué directement par l'air. Dans ce cas, la plaque de captage sera simplement constituée par une lame métallique, munie éventuellement d'ailettes. Conformément à l'invention, et comme le montrent plus particulièrement, à titre d'exemple, les figures 1 à 3, des dessins annexés, la paroi préfabriquée est essentiellement constituée par un corps de paroi 1, par une plaque 2 de captage d'énergie solaire, par une lame protectrice transparente 3, par des vis 4 de fixation sur la paroi 1 de la plaque 2 et de la lame transparente 3, par des conduites 5 d'alimentation de la plaque 2, et par des garnitures 8. La lame transparente 3 (figures 1 et 3) est fixée dans un cadre 7. Cette lame peut également etre en une seule pièce 3', formant en meme temps cadre, le cadre 7 étant alors inutile (figure 2). On remarquera également sur les figures I et 2, les collecteurs 9 disposés, ainsi que les conduites d'alimentation 5, à l'intérieur de la paroi. Entre la plaque de captage 2 et la paroi 1, on peut intercaler également une mince couche 10 en un matériau non conducteur, par exemple, en laine de verre. tes figures 4 à 8 représentent divers modes de réalisation de la paroi selon l'invention. Sur la figure 9, on remarquera les parois 11 et 11' du type décrit ci-dessus, représentées en traits forts, tandis que le restant de la figure est représenté en traits fins. Sur cette figure sont représentés également un récipient 12 d'accunulation d'eau chaude pour la cuisine et les salles d'eau, et un corps 13 logé dans la partie centrale du bâtiment préfabriqué. Sur les parois 11 et 11, sont indiqués, en trait épais, quelques éléments de captage et, en trait interrompu et épais, d'autres élé ment s de captage ; une telle différence dans leur présentation graphique montre nettement la possibilité d'extension et de variation des surfaces de captage que l'on peut appliquer sur les parois selon l'invention. La figure 10 représente une paroi 14 selon l'invention, appliquée sur une unité autonome de production d'eau chaude, constituée par une coque extérieure 16, réalisée, par exemple, en polyester, et par une structure interne monobloc 19, par exemple, en résine expansée, contenant le réservoir à accumulation 17. La structure interne peut comporter des zones vides 18. En 15, sont indiqués les éléments de captage disposés sur la paroi 14. La paroi 1 de la figure 11 comporte sur sa surface extérieure, un élément de captage tel que représenté sur la figure 3, et sur sa surface interne, un élément d'émission d'énergie calorifique, 20, par exemple, du type à plaque radiante. La figure 12 représente un appareillage 21 du type à convecteurs de ventilation, appliqué sur ia surface interne de la paroi 22. La ligne en trait interrompu désigne les liaisons du convecteur de ventilation avec les éléments de captage disposés sur la surface externe de la paroi 22 et, par conséquent, non visibles sur la figure. -REVENDiCATiONS- i, Paroi préfabriquée pouvant comporter, sur ses faces op posees, des éléments de captage et/ou d'émission d'énergie calorifique, en particulier pour pouvoir capter sur au moins l'une de ses faces I'én;ergie solaire, cette paroi convenant en particulier au domaine des éléments de construction préfabriqués pour la réalisation d'éléments périphériques et/ou d'éléments de couverture de bâtiments, cette paroi étant caractérisée en ce qu'elle est autoportante et réalisée en un matériau possédant de bonnes propriétés d'isolation thermo-acoustiques, et en ce qu'elle est en elle-même imperméable et que, sur au moins l'une de ses faces, on peut appliquer un nombre variable d'éléments de captage de l'énergie solaire. 2. Paroi préfabriquée selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de captage d'énergie solaire sont constitués par des plaques creuses convenablement traitées sur la surface de captage, à l'intérieur desquelles peut circuler un fluide d'entraînement d'énergie calorifique, ces plaques creuses étant fixées sur la surface de la paroi, et étant recouvertes de lames protectrices en un materiau transparent à l'énergie solaire, ces lames étant simplement fixées sur la paroi à une distance convenable des plaques creuses. 3. Paroi préfabriquée selon la revendication 2, caractérisée en ce que ces plaques creuses sont munies de conduites d'alimentation en fluide d'entraînement de l'énergie calorifique. 4. Paroi préfabriquée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ee que ces conduites d'alimentation des plaques creuses passent dans les trous pratiqués dans le corps de la pa-roi. 5. Paroi préfabriquée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les conduites d'alimentation sont reliées à des conduites servant à relier entre eux une série d'éléments de captage de l'énergie solaire et à relier l'ensemble aux dispositifs d'utilisation. 6. Paroi préfabriquée selon lrune quelconque des revendications 1, 3, 4 et 5, caractérisée en ce que le réseau de liaisons entre les éléments de captage de l'énergie solaire et les dispositifs d'utilisation est logé dans cette paroi. 7. Paroi préfabriquée selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les éléments de captage sont fixés sur la surface externe plane de la paroi ou bien dans des cavités spéciales pratiquées dans cette surface externe. 8. Paroi préfabriquée selon ltune quelconquedes revendications 2 et 7, caractérisée en ce que dans les cavités pratiquées dans la surface interne de la paroi, sont introduites les plaques creuses fermées par les lames protectrices en un matériau transparent à l'énergie solaire. 9. Paroi préfabriquée selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 7 et 8, caractérisée en ce qu'il est prévu des moyens d'étanchéité intercalés entre les lames protectrices en un matériau transparent à l'énergie solaire et le corps de la paroi. 10. Paroi préfabriquée selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits éléments de captage et/ou d'émission d'énergie calorifique peuvent être installés sur la paroi au moment de sa réalisation ou en cours de montage.