Brevet FR2570734A1 — publié le 19860328

La présente invention concerne des procédés d'isolation thermique des bâtiments ainsi que les bâtiments réalisés selon ces procédés. Afin de parfaire l'isolation thermique des bâtiments, de nombreuses solutions ont été proposées. Ainsi, il est classique de disposer sur les murs périphériques de -ces bâtiments un revêtment extérieur thermo-isolant qui limite les échanges thermiques entre les murs de ces bâtiments et l'extérieur. Par ailleurs, lorsque ces bâtiments comportent une toiture, il est également classique de disposer dans les combles un isolant léger tel que de la laine de verre. De même, afin d'éviter toute déperdition de chaleur par des ouvertures vitrées trop importantes, on pose sur les fenêtres et les baies des doubles vitrages. Le matelas d'air situé entre la double paroi de verre forme de cette façon un écran protecteur. Les sous-sols ont fait également l'objet de dispositions particulières de façon à ce que leur température, généralement basse, ne puisse être communiquée aux bâtiments. Malgré l'application de ces dispositions, il est difficile d'obtenir une isolation parfaite, les pertes qui se produisent au travers des parois étant difficilement contrôlables. En effet, l'isolant présente toujours un coefficient de déperdition non négligeable. Toutefois, on sait que ces déperditions se produisent préférentiellement dans certaines parties des bâtiments. Ainsi, les parois situées dans la partie haute des habitations, en raison de la montée de l'air chaud, sont plus sujettes à de telles pertes. I1 en est de même dans d'autres types de constructions telles qu'en particulier les serres servant à la culture des plantes ou des pertes se produisent dans leurs parties hautes à travers leurs vitrages ou leurs doubles vitrages. Le nouveau procédé selon l'invention, propose de récupérer l'énergie thermique retenue par les parois les plus chaudes afin de la transmettre aux parois les plus froides et, par conséquent, de chauffer ces dernières, ceci avant que ne se produise la déperdition de cette énergie à travers les moyens d'isolation, c'est-à-dire le transfert des calories vers l'extérieur. Le procédé selon l'invention se caractérise par la circulation d'un fluide dans un réseau de canalisations disposé à l'intérieur des parois d'un bâtiment, ce fluide circulant en circuit fermé à l'intérieur du réseau de façon à homogénéiser la température des parois du bâtiment. Le mot "paroi" est ici utilisé dans un sens nullement restrictif et s'applique aussi bien aux murs qu'aux sols, planchers, plafonds et vitrages. Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, on dispose dans au moins une des parois, des moyens de stockage aptes à recevoir, à conserver,puisà redistribuer l'énergie thermique véhiculée par le fluide. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et sur les dessins qui lui sont annexés. Cette description présente deux modes particuliers de réalisation de l'invention qui ne sont donnés qu'à titre d'exemplesnon limitatifs. L'un concerne une habitation qui se réfère aux figures 1 à 3 ; l'autre concerne une serre destinée à la culture des plantes et se réfère aux figures 4 à 6 Plus précisément, sur ces dessins - la figure 1 représente en coupe une habitation selon l'invention dans une vue schématique - la figure 2 représente un détail de la figure 1 mais à une plus grande échelle; - la figure 3 représente en une vue écorchée un mode de circulation du fluide à l'intérieur des parois - la figure 4 représente en coupe une serre selon la présente invention - la figure 5 représente un détail de la figure 4 mais illustré à une plus grande échelle ; et - la figure 6 représente une serre en élévation dans un second mode de réalisation. Comme le montre la figure 1, l'invention s'applique tout particulièrement à l'isolation d'une habitation. Cette habitation comporte, comme il est classique, un point 1, des murs extérieurs 2 et 3, des fondations 4 et 5 et un sous-sol 6. Intérieurement, elle comporte de plus un plafond 7, un plancher 8 et des parois latérales 9 et 10. La figure 2 qui représente -un détail de la figure 1 mais à une plus grande échelle aidera à la compréhension de la description. Par conséquent, comme le montrent ces figures, les murs extérieurs 2 et 3 se composent de façon similaire d'éléments de construction 11 qui présentent un évidement central 12 susceptible de contenir un isolant 13. De tels éléments de construction 11 ont été particulièrement décrits dans la demande de brevet Française nO 84 10249 déposée au nom du Demandeur. Ces éléments de construction comportent un premier bloc de section importante ou bloc porteur 14 et un second bloc, adjacent au premier, de plus faible section ou bloc de doublage 15. Ces deux blocs 14 et 15 sont reliés l'un à l'autre par des entretoises isolantes (non représentées) qui maintiennent les blocs à distance l'un de l'autre et créent par conséquent, entre les blocs 14 et 15 un évidement 12. Comme il a été décrit dans la demande précitée, la structure de ces blocs peut revêtir plusieurs aspects. En effet, ceux-ci peuvent présenter une structure creuse, pleine, ou,préférentiellement,dans l'utilisation présente, nervurée. Ces éléments de construction empilés les uns sur les autres forment de l'intérieur vers l'extérieur de l'habitation, d'une part, après assemblage des blocs porteurs 14 un mur porteur 16, et d'autre part, après assemblaae des blocs de doublage 15, un mur de doublage 17. L'évidement central 12 est rempli d'une matière isolante 13 réduisant les déperditions entre les murs porteurs 16 et de doublage 17. Par ailleurs, ces blocs 14 et 15 comportent chacun des alvéoles 18 et 19 non bouchés aptes à former des conduits 20 et 21 une fois les blocs porteurs 14 et de doublage 15 respectivement empilés les uns sur les autres. Il sera pris le plus grand soin lors de la construction de ces deux, murs 16 et 17, de ne pas boucher les alvéoles 18 et 19 par des surplus de liant hydraulique. Enfin, la surface extérieure du mur de doublage 17 est recouverte d'un enduit 22. La paroli du plafond supérieur 7 (l'habitation est ici représentée schématiquement et peut bien entendu comprendre des étages intermédiaires, et, par conséquent, d'autres plafonds) présente de l'intérieur de l'habitation vers l'extérieur, c'est-à-dire les combles, une dalle nervurée formant plafond 23, et une épaisse couche d'une matière isolante 25. La dalle formant plafond 23 présente sur sa partie supérieure, des évidements 24 susceptibles de former, lorsque l'isolant 25 est posé, des canalisations aptes à véhiculer l'air. Les canalisations 24 communiquent d'une part avec les conduits 20 formés dans le mur porteur 16 qui sont disposés sur la périphérie du plafond 17, et d'autre part avec une gaine 26 disposée au centre de l'habitation. Cette gaine 26 relie les canalisations 24 au plancher 8 Le sol,du plancher 8 au sous-sol 6, présente un revêtement de sol 27, une dalle nervurée 28 présentant des évidements 29, une dalle coulée sur le sentier 30, une couche depolyane 31 et enfin, un amas de galets 22. Les évidements 29 sont susceptibles de former des canalisations et communiquent d'une part avec la gaine 26 et d'autre part avec les conduits 20 situés à la périphérie du sous-sol. L'amas de galets 32 communique de la même façon avec la gaine 26 et les conduits 20. La gaine 26 comporte dans sa partie haute, un ventilateur 33 susceptible de propulser l'air contenu dans les canalisations 24 situées dans le plafond 7 vers le sol. Par ailleurs, cette même comporte, dans sa partie basse, un clapet 34 positionné entre les canalisations 29 du plancher 8 et l'amas de galets 32 situé dans le sous-sol 6. Le clapet 34 permet de distribuer, selon la demande, l'air chaud arrivant du plafond 7, soit dans la canalisation 29 du plancher 8, soit dans l'amas de galets 32 situé dans le sous-sol 6. Toutefois, lorsque le clapet est en position ouverte, c'est-à-dire qu'il autorise l'air chaud à descendre dans l'amas de galets 32, la circulation d'air dans les canalisations 29 du plancher 8 subsiste. La figure 3 représente en une vue schématique un exemple de circulation d'air dans les parois de l'habitation. Ainsi, dans une première utilisation, c'està-dire le clapet étant disposé en position fermée, on établit une circulation d'air dans des conduits 20 et les canalisations 24 et 29 des parois de l'habitation en actionnant le ventilateur 33 situé dans la gaine 26. Dans l'exemple représenté sur cette figure, la gaine 26 traverse un pilier 35 qui présente une inertie thermique non négligeable et se situe au centre de l'habitation. La circulation d'air ainsi établie,représentée par des flèches, permet de transmettre au sol, au plancher 8 les calories susceptibles de s'échapper par le plafond 7, avant que celles-ci ne traversent l'isolant 25. De cette manière, l'énergie thermique qui dans une habitation classique fuit par les combles, est dans cette réalisation, redistribuée dans le sol qui la retransmet à nouveau à l'intérieur de l'habitation. Bien entendu, les déperditions subsistent mais leur importance est réduite et peut être aisément compensée par un apport en calorie à l'aide d'un chauffage d'appoint ou tout simplement, en exposant l'habitation principalement au sud et en disposant de grandes ouvertures vitrées, ceci dans les régions les plus chaudes. La circulation d'air se fait, par conséquent, au pourtour du volume habitable, à l'intérieur des planchers 8, des murs 2 et 3 et du plafond 7. Par ailleurs, lorsque l'apport en air chaud provenant du plafond 7 est important en énergie ou que la demande en énergie du plancher 8 est faible, par exemple lors d'une journée particulièrement ensoleillée, il est possible, en positionnant le clapet 34,de stocker ce surplus d'énergie dans l'-amas de galets 32 situé dans le sous-sol 6. En effet, cet amas de galets 32 présente une masse d'une inertie thermique importante qui, par conséquent absorbe l'énergie véhiculée par l'air chaud. Ensuite, par déphasage, cette énergie est soit redistribuée dans le réseau formé par les conduits 20 des murs 2 et 3 et les canalisations 24 et 29 du plafond et du sol 8, soit transmise directement au logement par conduction ou par rayonnement à travers la dalle coulée sur le chantier 30. Dans ce dernier cas, cette dalle coulée 30 sera préférentiellement constituée enbéton poreux. Il sera pris le plus grand soin d'isoler les fondations 4 et 5 afin d'éviter toute infiltration d'eau de pluie à ce niveau, dans l'amas de galets 32. Dans le mode de réalisation proposé, on a de plus associé au mode particulier d'isolation selon l'invention, un mode de climatisation qui utilise des alvéoles situés dans les blocs de doublage 15 des éléments de construction 11. Ainsi, comme le montre la figure 2, on puise l'air de renouvellement à l'intérieur de l'habitation par les ouvertures 35 situées en partie basse des murs de doublage 17. L'air remonte dans les alvéoles des murs de doublage 17 jusqu'aux combles et est injecté par une ventilation mécanique contrôlée de type classique, à l'intérieur de l'habitation. Il apparait évident que si cette lame d'air circule à l'intérieur d'un mur exposé au sud, l'air arrivant au niveau des combles aura subi unréchauffement De cette façon, on peut injecteur à llinté-rieur du logement un air chaud mais frais (non vicié) en prélevant une lame d'air de la façade sud en hiver. De manière identique, en prélevant une même lame d'airdela façade nord en été, on peut fournirNun logement un air frais(froid et non vicié). De plus, en été, une seconde ouverture 36 pourra être ouverte sur la façade sud afin d'évacuer la lame d'air chaud qu'elle contient avant que celle-ci atteigne les combles. La mise en oeuvre de ces procédés d'isolation et de climatisation permet d'obtenir une habitation économe en énergie qui peut se suffire à elle-même dans les régions particulièrement ensoleillées à la condition de situer le plus grand nombre de baies vitrées sur la façade sud. On va maintenant se référer aux figures 4, 5 et 6 qui représentent une seconde application possible de la présente invention. Cette application concerne plus particulièrement les serres destinées à la culture des plantes. En effet, ces serres sont, en raison de leur importante surface vitrée ou bâchée, sujettes aux déperditions de chaleur. De façon identique à l'exemple décrit cidessus la serre comporte un réseau de canalisatior.sdis- posé sur sa périphérie et dans son sol, ces canalisations étant susceptibles de véhiculer de l'air circulant en circuit fermé à l'intérieur de ce réseau, ceci afin de réchauffer le sol de la serre en puisant de l'énergie thermique sur la périphérie de cette dernière. Comme le montrent les figures 4 et 5, la serre agricole, selon l'invention, présente essentiellement une double paroi transparente ou translucide 37 disposée à l'aide d'une armature au-dessus d'un sol de culture 38. Plus précisément, ce sol de culture 38 repose par l'intermédiaire d'une dalle en béton poreux 39 sur un amas de galets 40. Par ailleurs, la lame d'air 41 comprise entre la double paroi 37 communique avec l'amas de galets 40 ainsi qu'avec une lame d'air 421laissée en certains endroitsgentre l'amas de galets 40 et la dalle en béton 39. De façon identique à l'exemple décrit précédemment, une canalisation 43 munie d'un moyen de ventilation propulse l'air compris entre la double paroi 37 vers le sol, en l'occurence, vers l'amas de galets 40. Cet air chaud réchauffe la dalle de béton poreux 39 qui réchauffe à son tour la terre de culture 38, avant d'être réinjecté dans le circuit entre la double paroi. Compte-tenu de l'inertie thermique importante de l'amas de galets 40, ce dernier fournit par déphasage la chaleur qui'il contient à la terre de culture 38. Ainsi, la nuit , après avoir arrêté la ventilation, la terre est maintenue à une température constante par l'apport de calories montant de la masse de galets. Ces calories sont transmises à la terre par conduction ou par rayonnement à travers la dalle de béton poreux 39. La figure 6 représente un second mode de réalisation de l'invention dans le cas d'une application à une serre. Ce mode de réalisation diffère du précédent en ce que la terre de culture ainsi que les galets sont situés respectivement dans deux blocs de béton 44 et 45. Le bloc de béton 44 contenant la terre de culture est disposé au-dessus du bloc de béton 45 contenant les galets. Ainsi, ces blocs de béton de forme allongée forment les conduits nécessaires à la circulation de l'air. Bien entendu, l'invention ntest pas limitée aux modes de réalisation décrits mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. Par conséquent, l'invention n'est pas limitée aux habitations ni aux serres mais peut s'appliquer à tout autre bâtiment nécessitant une isolation thermique. De la même façon, les matériaux ainsi que les ensembles de construction peuvent être avantageusement remplacés par d'autres matériaux et d'autres ensembles présentant sensiblement les mêmes caractéristiques. REVENDICAT ONS 1. Procédé d'isolation thermique d'un bâtiment caractérisé en ce que l'on fait circuler un fluide dans un réseau de canalisations disposé à l'intérieur des parois de ce bâtiment, ce fluide circulant en circuit fermé à l'intérieur du réseau de façon à homo yénéiser les températures des parois de ce bâtiment. 2. Procédé selon la revendication 1, earactérisé en ce que l'on dispose dans au moins une des parois, des moyens de stockage (22 :40) aptes à recevoir, à conserver, puis à redistribuer l'énergie thermique véhiculée par le fluide. 3. Habitation caractérisée en ce qu'elle comporte un réseau de canalisations disposé à l'intérieur de ces parois, ces canalisations étant aptes à véhiculer un flux d'air circulant en circuit fermé à l'intérieur de ce réseau de façon à homogénéiser les températures des parois de cette habitation. 4. Habitation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de stockage (22) de l'énergie thermique véhiculée par le flux d'air, ces moyens de stockage (22) constitués par une matière présentant une inertie thermique importante, étant aptes à recevoir, à conserver, puis à redistribuer l'énergie thermique ainsi véhiculée. 5. Habitation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de stockage (22) sont situés dans le sol (6) de l'habitation. 6. Habitation selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que la circulation du flux d'air s'effectue à l'intérieur du réseau, des canalisations (24) situées les plus en hauteur vers les moyens de stockage (22). 7. Habitation selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que la circulation du flux d'air s'effectue à l'aide d'au moins un ventilateur (33). 8. Habitation selon la revendication 7, carac térisée en ce que le réseau comprend des conduits (20, 21) situés dans les murs extérieurs (2, 3), des canalisations (24) situées au plafond (7), des canalisations (29) situées dans le sol (6) et une gaine (26) comportant le ventilateur (33), la circulation de l'air s'effectuant des canalisations (24) du plafond (7) vers la gaine (26) laquelle véhicule l'air jusqu'aux canalisations (29) du sol (6), l'air s'échappant de ces de nières (29) pour parcourir les conduits (20, 21) des murs et atteindre les canalisations (24) du plafond (7) où le cycle recommence. 9. Serre agricole caractérisée en ce qu'elle comporte un réseau de canalisations (41, 42, 43) disposé sur sa périphérie et dans un sol, ces canalisations (41, 42, 43) étant susceptibles de véhiculer un flux d'air qui circule en circuit fermé dans le réseau, ceci afin de réchauffer le sol en puisant des calories à la périphérie de la terreavant que celles-ci ne s'échappent au- > ehors. 10. Serre selon la revendication 9, caractérisée en ce que les canalisations (41) sont formées par la lame d'air comprise entre une double paroi translucide (37) disposée au-dessus du sol de culture. 11. Serre selon les revendications 9 et 10, caractérisée en ce que son sol (38) comporte des moyens de stockage (40) aptes à recevoir, à conserver puis à redistribuer les calories contenues par le flux d'air à des fins de chauffage de la terre de culture.