Brevet FR2486983A1 — publié le 19820122

Panneaux étanches, isolants et juxtaposables pour murs cloisons ou couvertures de toutes constructions, et pouvant entre aménagés en capteurs solaires, tout en conservant un aspect décoratif. L'lnvention apporte des solutions nouvelles aux probl- mes qui se posent dans les constructions pour murs et couver turne, et qui sont -Etanchété totale -lsolation efficace thermique et phonique -Légèreté Aspect décoratif - Facilité et rapidité de pose -Solidité Durabilité Absence d'entretien -irix de revient compétitif -Sécurité en cas de séisme ou tempête -aménagement en capteurs solaires pour productions d'air chaud, d'eau chaude, d'électricité Les différentes techniques utilisées jusqu'alors ne réu nissent,chacune, qu'une partie de ces qualités. Les panneaux, objets de l'invention, les réunissent tou tes. lls peuvent être utilisés verticalement, horizontalement ou obliquement selon les usages. les panneaux seuls, sans aménagement en capteur, se co- posent de 2 parties principales: Les éléments d'étanchéité et les éléments d'isolation. les éléments d'étanchéité: sont réalisés en matièrez moulables: Matières thermoplastiques, thermodurcissables, ver -re, stratifiés divers en particulier stratifié verre polyes ter. Ils peuvent être opaque s, translucides ou transparents selon l'éclairement recherché La coloration peut être celle des matériaux tradition -nels ou autres, selon les styles locaux à respecter et les goflts des utilisateurs. Extérieurement les panneaux peuvent prendre la forme de tous les :natérisux classiques et se prêter à toutes les formes nouvelles de l'art décoratif. La planche 1 définit un exemple de panneaux de couverts re de la forme d'une toiture en tuiles classiques. La vue de dessus FIG 2, est complétés par les coupes A et B : Transversale FIG 1 et longitudinale FIG 3 La longueur des panneaux est celle du pan à couvrir et n'est limitée que par les possibilités de moulage, manutentison et transport. Dans le cas de couverture de grande longueur, les pan neaux peuvent se recouvrir dans le sens longitudinal coioene indiqué FIG 5. La largeur est, de préférence, fixe de façon à obtenir un pas modulaire standard. Par exemple 1 mètre. Le détail du recouvrement transversal de deux panneaux accolés est défini par la coupe FIG 4 . Ce mode de recou- virement partiel assure une bonne étanchéité qui peut ttre renforcée par un joint entre les deux panneaux. la fixation sur la charpente peut Ptrs assurée par des tiges cambrées et filetées comme indiqué FIG 4. Reyl, dee plaquettes perforées Rep.2, et des écrous Rep.1 ou par tout autre moyen assurant l'étanchéité. -Les éléments d'isolation ll s'agit de panneaux s'ajustant sous les déments d- tanchélté, les planches 2 et 3 donnent quelques exemple -FIG 6 : Coupe d'un assemblage de 2 panneaux de eousertu- re, avec isolation. Les éléments d'étanchéité Rep.l et 2 moulés et se chevau -chant corme décrit précédemment, recouvrent les éléments d' isolation Rep. 3 et 4. Les joints Rep. 5-6-7 assurent l'étan chéité entre les éléments. Un joint Rep.8 assure l'étanchéité entre le mur Rep.9 et l'élément Rep.4 Les matériaux constituant les éléments d'étanchéité Rep. 1 & 2 ont été décrits précédemment. Les éléments d'isolation 3 et 4 peuvent être constitués de mousses rigides isolantes, polyuréthane, phénolique*ver- re, panneaux de particules, contreplaqué, panneaux de laine de verre ou de roche. Les panneaux peuvent être nus, peints, entourés d'une "peau" renforçant l'isolation et l'étanchéité, stratifie verre polyester par exemple. L'immobilisation sur la charpente peut être réalisée selon la coupe Fig. 8 par un élément se rapprochant de celui décrit par la g.4 11 est à noter qu'avant pose,l'élément d'isolation peut ê entre fixé, ou non, sur l'élément d'étanchéité. Une fois en place, il est bloqué entre l'élément d'étanchéité, la char -pente et les murs. La Fig.9 illustre un fartage à 2 pentes, en coupe. Les 2 éléments d'étanchéité Rep.13 & 16 sont fixés à la panne faîtière Rep. 18 par des tiges filetées Rep. 10. des é crous Rep.ll, des plaques cambrées Rep.12. bes joints Rep. 17 assurent l'étanchéité entre les éléments d'isolation Rep. 19 & 0 et la panne faîtière Rep.18. Les éléments de recouvrement Rep.14 sont moulés dans la j me matière que les éléments d'étanchéité, et sont fixés par totos moyens, comme par exemple des rivets Rep. 15. La Fig. 10 représente un tott à une pente,en coupe, avec dé détail de fixation sur la charpente par des tiges filetées comme décrit plus haut. exemple de fixation du fattage, par vis et chevilles REP. 21 La Eig.ll représente la liaison entre mur et bas de couver ture avec joint Rep.22 assurant l'étanchéité. Les joints d'étanchéité peuvent être constitués par de la mousse de plastique soufre compensant les défauts de construction. La planche 3 illustre quelques variantes - Fig .12 isolation par moulage "in situ " de mousse de ma trière plastique sous l'élément d'étanchéité - Fig 13 isolation par projection de mousse sous l'élément d'étanchéité - Fig 14 Moulage mousse rigide isolante et étanche, avec pat -tes de fixation Repli soudées sur des plaquettes afin de répartir les pressions et nouées dans la masse au moulage. Exemple de matière:mousse de polyuréthane avec peau exté rieur obtenue au moulage, ou autre mousse donnant les mêmes résultats - Fig 15 & 16 Vanneaux rustiques en bois pour :!urs ou cou vertures, formant caisson, à l'intérieur desquels on a placé, avant fermeture, des matériaux isolants bien secs, tels que paille, foin, coton, feuilles, roseaux bambou, bois Iéger,balsa, limbo, papier ou carton de récuopération, bouteilles en plastique vides mais bouchées, liO- @ge en morceaux ou en granulés, etc... L'extérieur des panneaux doit recevoir une couche d'étan- chéité, par exemple stratifié polyester-tissus de coton, tre tissus ou feutre végétal.Rep.3 Un couvre joint même matière ep.2,joint les panneaux mitoyens, de façon à assurer une parfaite étanchéité Ce couvre joint peut également être plus classique, en zinc ou alu par exemple, et cloué ou agrafé, La liaison entre panneaux peut ttEe réalisée par des pattes cambrées Rep.4 ou des pattes droites Rep*5, clouées, vis- sées ou boulonnées. La Fig. 17 représente la coupe tranversale dtun panneau de couverture, façon tuiles, avec un élément d'étanchéité de Jà a décrit, transparent ou translucide, et un élément d'isola- tion en mousse rigide perçé de rangées de trous Rep.5, et entouré d'un film plastique transparent ou translucide par exemple stratifié verre-polyester. Cette solution a l'avantage d'assurer un éclairage naturel, tamisé sous la couverture, sans nuire de façon notable à 1' isolement thermique et phonique La Fig. 18 illustre la solution Fig 17 appliquée aux pan veaux rustiques Fig.15 & 16 ta Fig. 19 illustre trois panneaux de murs,façon pierre assemblés, avec détail d'assemblage sur la coupe B ou l'on remarque le recouvrement partiel des panneaux pour une bon ne étanchéité, complété par 2 joints mousse souple. la coupe A illustre le montage sur un mur. Daas le cas ou ce mur est exposé au soleil et si les panneaux sont transparents ou translucides, le mur se comporte corme un accumulateur de chaleur, chaleur qui est en partie resti tuée à l'intérieur de la construction. En présence d'un mur humide, les panneaux ainsi montés peuvent aider à l'assèchement. Dans ce cas, ils seront percés de rangées de trous en bas et en haut, afin d'obtenir une circulation d'air permanen te, qui viendra s'ajouter à l'effet de serre. Aménagement en capteur solaire. lia planche 4 illustre quelques possibilités d'aménagement, en coupes transversales. Fig. 20. Forme extérieure: tuiles demi-rondes classiques Rep.l La forme en "lentilles" de la section convexe-concave favorise la concentration des rayons solaires. L'épaisseur peut également être régulière comme sur Fig.l. la couleur peut etre naturelle ou être celle des tuiles classiques, afin de s'intégrer dans un style et être accep tée par les Administrations concernées. Entre les éléments d'étanchéité Rep. 1 et d'isolation Rep,2 est placé un tube métallique, bon conducteur de préférence Cuivre laiton alu etc, Sur ce tube est soudé une tôle d'échange thermique Rep. 3 bonne conduStrice également, ayant un revêtement de couleur sombre et mate de préférence, afin de mieux absorber les yons solaires. Cette considération est valable pour tous les modèles que nous allons aborder. Fig.21 Le capteur comprend 2 tubes, la t81e est cambrée de façon à augmenter la surface de captation et obtenir des an gles plus favorables quand le soleil n'ezt pas au zénith action "tuile" convexe-plate Fig.22 Comporte un capteur métallique en profilé extrudé Section "Tuile" biconvexe Fig.23 L'on retrouve l'exemple de la Fig.15 équipé de tube et capteur Rep.4 et étanchéité assurée par une feuille de matière plastique transparente ou translucide, plate, ondu lée ou de forme quelconque.Rep.5 Le couvre joint Rep.6 peut être collé ou stratifié Panneau utilisable pour urs ou couvertures Fig. 24.Forme extérieure "tuiles plates" capteur en tôle cambrée Rep.8 avec détail de recouvrement des panneaux mito- -yens. Fig.25. Forme extérieure; Ardoises" pour murs ou couvertu rets. Fig.26. Forme extérieure "Toit de chaume" panneau également valable pour murs Fig,27. forme extérieure toit "terasse,ou murs Le moulage extérieur peut imiter par des creux, reliefs et par la couleur, la brique, les pierres, les crépis divers etc... ha planche 5/7 donne un exemple de 3 panneaux assemblés Fig.28 et comportant : - Une arrivée Rep.1 de fluide d'échange dans la partie basse. - Un tube collecteur bas Rep.2 - Un tube collecteur haut Rep.3 - Une batterie de capteursRep.4 - Un purgeur d'air manuel ou automatique Rep.5, situé dans la partie la plus haute. - Un départ de fluide réchauffé Rep.6 Les liaisons entre les tubes collecteurs des panneaux peuvent titre assurées par des raccords démontables Rep.7,on par des manchons soudés ou brasés Rep.8 - Un bouchon Rep.9 le tout fixé ou posé sur les panneaux Isolants Rep.lO La Fig.29 est la coupe longitudinale dtun panneau compleut avec Rep.11. Panneau d'étanchéité forme tuiles demi rondes prêt à être emboîté comme un couvercle sur l'ensem- -ble du dessous: Rep.lG. Elément isolant Rép. 2. collecteur bas Rep.4. Capteurs REp.3. Collecteur haut Rep.21.Joints d'6tanchéXté. Ia Fig.30 représente un mur bas, équipé de capteurçoù l'on retrouve les éléments essentiels: Elément d'étanchéité transparent ou translueide Rep.12 Elément d'isolation Rep.l3 Capteurs Rep.14 Joints Rep.15 Un tel sur, dans sa partie exposée au soleil,peut re -présenter une surface facilement exploitable, et, comme dans tous les autres exemples abordés, être très décoratif par la couleur, les reliefs et les creux de l'élément d'étanchéité. ta Fig.31 représente un mur incliné côté soleil, de fa façon à augmenter l'efficacité de la captation; on retrouve ~ l'éléueent d'étanchéité Rep.16, l'élément capteur Rep.17 et l'élément isolant Rep.18. lia maçonnerie Rep.19 peut entre en matériaux quelconquesytels que, briques, pierres, béton, bahé, béton cellulaire, etc.et peut comporter des canali satinons Rep.20 L'ensemble permet alors De réchauffer de l'eau ou un fluide quelconque dans les capteurs Rep.17, et de la diriger vers les installations par les collecteurs Rep.21. fle réchauffer la maçonnerie Rep.19, grâce à l'effet de serre, et d'y accumuler des calories qui peuvert être récu @pérées, par exemple pendant la nuit, en faisant circuler de l'air dans les canalisations Itep.20 ménagées dans la façon nerie. Page 6/7, la Fig.32 représente un capteur selon la même technique, installé en haut d'un mur bien exposé, capteur facille à installer , esthétique-et ne prenant aucune surface an sol. La Fig.33 illustre une installation sur le sommet d'un mur, présentant les mêmes qualités que la précédente, et permettant une orientation meilleure de 11 ensemble vers le soleil. La Ftg.34 représente 2 panneaux assemblés, genre "tui- les" en vue de dessus avec coupe transversale A et coupe ion. - gitudinale B. Cette disposition permet de faire circuler de l'air en tre les éléments d'étanchéité Rep.l et les éléments d'isola ~tion Rep.2. L'air à réchauffer arrive par la canalisation Rep.), il suit le parcours en chicanes suivant les fleches, et ressort par la canalisation Rep.4. Ce procédé permet une récupération économique des ca - bries. Planche 7 717, nous trouvons un exemple dé schéma d'ins- tallation comprenant Un réservoir isolé thermiquement Rep.l Un filtre Rep.2 Une pompe Rep.3 Un clapet anti-retour Rep.4 Une soupape sécurité Itep.5 avec retour au léser ~voir. Un robinet de vidange Rep.6 avec retour au réser -voir. Un capteur Rep.7 installé sur une couverture ou un mur comme décrite précédemment. Un purgeur Rep.8, aut omatique ou manuel. pour éva cuation de l'air des tuyauteries. Un serpentin Rep.9,ou un échangeur thermique quel ~consue,contenu dans un ballon isolé Rep.10, renfermant 1' eau ou le liquide à réchauffer. Ce ballon est uni d'une soupape de sécurité gep.ll et d'un robinet de vidange Rep.12 Le serpentin est ensuite relié au réservoir Rep.l foutes les canalisations, sauf celles du capteur sont isolées thermiquement. Le circulateur, ou petite pomp@ Rep.3 est mu par un moteur électrique Rep.13, lequel moteur peut être ali menté en courant électrique par le réseau de distribution ce qui nécessite un asservissement assez complexe, l'en- semble étant générateur de perte d'énergie, ou alimenté par une batterie de cellules photovoltaques Rep.14 Pla crées de la -.-e façon que les éléments capteurs Rep.7 entre les éléments d'isolation et d'étanchéité. d'installation destiné à la récupération de calories. Sur le schéma de droite nous trouvons: Un capteur Rep.20 suivant le principe de la Fig.34 Planche 6/7 Un ventilateur Rep.21 Une soupape anti-retour Rep.22 Une cuve isolée Rep.23 Un massif de maçonnerie Rep.24 traversé d'une sé @rie de conduits pour le passage de l'air. Une canalisation amovible Rep,25 Une soupape anti-retour Rep.26 Un moteur Rep.27 alimenté comme décrit précédem ment pour la Fig.35 Le circuit est très simple: quand il y a ensol - leilleent, le Ir;oteur 27 actionne le ventilateur Rep. 21 l'air circule selon les fleches, se réchauffe dans le capteur, puis va réchauffer le massif de maçonnerie, ceci en circuit fermé. Le système peut fonctionner en circuit ouvert, eomme in diqué sur le shéma partiel de gauche. L*air à réchauffer est pris dans le local etpasse par le clapet Rep,l6, l'air réchauffé étant propulsé dans le local par l'arrivée orientable Rep.28. En cas de non ensoleillement,ou la nuit, il est possible de récupérer les calories accumulées dans le massif Rep.24 on laissant ouvertes quelques canalisations confine le Rep.28 Si le massif est suffisamment important, il est possi ble d'accumuler des calories l'été et de les récupérer l'hi ver. Les possibilités de fabrication industrielle ont imm6- diates sans outillage ou machine coûteuse Pour les éléments d'étanchéité par moulage manuel au contact" d'un stratifié terre polyester par exemple, sur un moule de même composition. Les éléments d'isolation se trouvent en plaques dans le commerce, mais il est recommandé de les recouvrir d'nn renforcement, exemple; plaque en mousse rigide de polyuré- thane renforcement extérieur stratifié verre polyester. Bn ce qui concerne les tubes et tales de capteur, l'utilisation du Ouivre ne pose aucune problème ainsi que le revêtement de couleur sombre, peinture spéciale ou chroma-- ge noir. Le stade de séries importantes peut titre envisagé avec presses chauffantes, et moules métalliques, selon les tec niques les plus modernes, en accord avec les débouchés. REVENDICATIONS 1) Panneaux étanches, isolants et juxtaposables pour murs et couvertures de toutes constructions, et pouvant être a ménagés en capteurs solaires pour chauffage de l'air, de liquides ou produotion d'élentninété Un élément d'étanchéité moulé en matière transpa rente ou translucide, laissant passer les rayons solaires et qui extérieurement peut prendrela forme et la couleur de tous matériaux. Un élénent d'isolation placé sous l'élément d'é tanchélté et s'ajustant dans celui-ci Un réseau de tubes métalliques avec ailettes de captation placés entre les éléments d'isolation et d'é tanchéité et dans lesquels circule le liquide de trans port de calories, liquide qui peut être utilisé pour le chauffage d'eau dans une cuve bien isolée formant accu nulateur de chaleur. Les éléments d'étanchéité, peuvent être utilisés seuls coite panneaux de couverture, de murs ou cloisons, ou comme panneaux décoratifs. 2) Panneaux selon la revendication 1 caractérisés par la possibilité de faire circuler de l'air, selon un circuit en chicanes1entrel'élément d'isolation et l'élément d'é tanchéité, et de récupérer ainsi des calories qui peuvent être directement utilisées pour le réchauffement d'un l cal, ou qui peuvent être stockées dans un massif de maçon nerie convenabletent isolé 5) Panneaux selon la revenaication 1, caractérisés par la possibilité de placer entre les éléments d'isolation et d'étanchéité, des cellules photovoltaTques permettant la production d'électricité, et permettant notamment une simplification des asservissements de circuits d'air chaud et dteau chaude, ai;r;si qu'une autonomie totale de fonctionnement