Brevet FR2597573A3 — publié le 19871023

FR 2597573 A3 19871023 FR 8605760 A 19860422 PANNEAU D'ISOLATION THERMIQUE L'invention se rapporte à un panneau d'isolation thermique utilisant un gaz de faible conductivité thermique en tant que matériau isolant, notamment l'air ; le panneau selon l'invention est surtout remarquable par sa légèreté et par le fait que sa résistance'thermique globale peut etre ajustée à une valeur prédéterminée quelconque. Les matériaux d'isolation thermique se sont notablement répandus dans divers domaines de la technique et notamment celui du bâtiment, pour faire face à la nécessité de réaliser des économies de chauffage. Les matériaux les plus utilisés sont le polystyrène expansé et la laine de verre, par exemple en tant que l'un des constituants d'un panneau composite destiné à venir doubler les murs et plafonds du gros oeuvre. Dans ce cas, la laine de verre ou le polystyrène expansé est accolé à au moins une plaque de plâtre ou de bois, de faible épaisseur.L'invention vise une structure de panneau susceptible, entre autre, de remplir une fonction analogue mais exploitant la faible conductivité d'un gaz tel que l'air ou le gaz carbonique (0,024 W/mOC pour l'air et 0,014 W/mOC pour le gaz carbonique) lorsqu'il est maintenu immobile sous forme de lames minces. Dans cet esprit, l'invention concerne essentiellement un panneau d'isolation thermique caractérisé en ce qu'il est constitué d'une enveloppe relativement rigide à l'intérieur de laquelle est disposée au moins une paroi mince de séparation, de préférence une pluralité de telles parois de séparation parallèles, limitant entre elle et l'enveloppe des lames de gaz sensiblement indépendantes à l'intérieur de ladite enveloppe. En d'autre termes, l'invention consiste à exploiter la faible conductivité thermique mentionnée ci-dessus, lorsque le gaz n'est animé d'aucun mouvement de convection, en créant une juxtaposition de lames d'air ou de gaz carbonique d'épaisseur suffisamment faible pour limiter lesdits mouvement de convection susceptibles d'augmenter cette conductivité. Dans ce but, l'épaisseur de chaque lame de gaz est de préférence comprise entre 8 et 10 mm. Avec une telle structure, il suffit de juxtaposer autant de lames d'air, d'une résistance thermique unitaire prédéterminée, qu'il est nécessaire pour obtenir une résistance thermique globale choisie. Ainsi, une lame d'air de 10 mm peut atteindre une résistance thermique de 0,45 m20C/W. en tenant compte de la résistance thermique propre du ou des matériaux constituant l'enveloppe et les parois minces de séparation ainsi que celle des contacts superficiels. A titre-d'exempleF la juxtaposition de seulement cinq lames d'air de 10 mm conduit à une résistance thermique globale d'environ 2,25 m20C/W, c'est-à-dire l'équivalent de 8,7 cm de polystyrène expansé. Le gain d'épaisseur est donc de l'ordre de 40 Z. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'enveloppe peut être en verre ou tout autre matériau synthétique transparent et les parois de séparation peuvent être en film transparent, de façon à constituer des éléments de vitrage d'une résistance thermique inconnue à ce jour. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation de panneaux d'isolation thermique conformes à principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faîte en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue partielle en coupe transversale d'un panneau d'isolation thermique conforme à l'invention - la figure 2 illustre une variante pliable pour le transport et/ou le stockage - - la figure 3 illustre la mise en oeuvre de panneaux conformes à l'invention, notamment conformes à la figure 2,#le long d'un mur ou plancher à isoler ; - les figures 4 et 5 illustrent deux variantes utilisant le principe de l'invention à la réalisation de vitrages isolants. En se reportant plus particulièrement à la figure 1, le panneau 11 se compose essentiéllement d'une enveloppe 12 relativement rigide, sensi blement en forme de parallélépipède rectangle, à l'intérieur de laquelle sont disposées et fixées plusieurs-parois de séparation 13 parallèles, délimitant des lames de gaz 13a (le plus souvent de l'air) également parallèles et sensiblement indépendantes, à-l'intérieur-de l'enveloppe. L'air ainsi emprisonné n'est pratiquement ltobjet d'aucun mouvement de convection si les lames d'air sont suffisamment minces, par exemple de l'ordre du centimètre. Le matériau de l'enveloppe dépend de la mise en oeuvre envisagée. il est choisi pour présenter une rigidité suffisante par rapport à sa destination. il peut s'agir d'un matériau lui-meme isolant, comme du carton ou de la matière plastique, mais ce n1 est pas indispensable. Une enveloppe métallique peut aussi convenir car l'essentiel des qualités d'isolation thermique du panneau résulte du confinement des lames d'air parallèles à l'intérieur de l'enveloppe. Dans le cas d'une enveloppe en carton ou en matière plastique, par exemple, l'enveloppe 12a peut avoir la structure de parallélépipède déformable de la figure 2, définie par deux plaques 14 comportant chacune une pliure longitudinale 15 et des bords d'assemblage 16, également longitudinaux, opposés suivant une diagonale d'une coupe transversale du panneau et réunis l'un à l'autre, par exemple par collage. Cette structure permet de replier l'enveloppe 12a munie intérieurement des parois de séparation 13, en vue de faciliter le transport et/ou le stockage. Sur chantier, le panneau est déployé de façon à constituer approximativement un parallélépipède rectangle voir figure 3) et les parois minces de séparation reprennent alors naturellement l'écartement voulu. Une fois mis en place et fixés au mur, les uns à côté des autres, les panneaux avantageusement de hauteur d'étage, sont protégés par une cloison intérieure s'ils ne possèdent pas naturellement la résistance mécanique nécessaire. Les parois de séparation 13 peuvent être des feuilles souples (membranes ou films souples ou encore papier résistant du type papier "Kraft") légèrement tendues entre au moins deux champs opposés de l'enveloppe. Ainsi, si les panneaux sont prévus pour être de "hauteur d'étage", ilestsuffisant de fixer les parois de séparation par leur petit côté, respectivement haut et bas. On peut aussi fixer les parois par leurs bords longitudinaux. Dans ce dernier cas, le panneau peut être recoupé à une longueur quelconque. Les parois de séparation peuvent aussi présenter une configuration propre à leur conférer une certaine rigidité. On peut par exemple prévoir des parois à nervures ou comportant des gaufrages ou toute autre structure analogue. Pour diminuer au maximum les risques de convection à l'intérieur des lames d'air, il est également possible d'utiliser des parois de séparation relativement rugueuses ou munies d'un revêtement rugueux, ceci de façon à accroître au maximum l'épaisseur des "couches limites" liées aux parois par frottement. Un résultat analogue sera obtenu en utilisant des parois de séparation réalisées en matériau perforé d'une multitude de pores. On connaît par exemple un papier du type "Kraft" dénommé "micropore" susceptible de donner de bons résultats dans cette application. Comme mentionné précédemment, l'invention s'applique aussi à l'éla- boration de panneaux transparents, ce qui ouvre la possibilité de réaliser des constructions (murs et ouvertures) d'une grande homogénéité thermique, c'est-à-dire dont toutes les parois, opaques ou transparentes, présentent une même résistance thermique donnée et importante, sans surcoût. Ainsi les figures 4 et 5 illustrent deux variantes possibles d'un vitrage selon l'invention. L'enveloppe 12b ou 12c est essentiellement en matériau transparent rigide, par exemple en verre. Les parois de séparation 13b sont en film souple transparent, par exemple du type "mylar" ou similaire. Dans l'exemple de la figure 4, l'enveloppe 12b comporte une face en cuvette 17 déterminant l'épaisseur du panneau et assemblée à sa périphérie à une paroi plane 18. Selon le mode de réalisation de la figure 5, l'enveloppe 12c comporte un cadre 19 réalisé en un profilé, par exemple en matière plastique rigide, comportant à la fois des gorges d'encastrement pour les plaques de verre constituant les grandes faces parallèles de l'enveloppe, ainsi que des nervures d'attache pour les parois de séparation 13b. Les modes de réalisation des figures 4 et 5 se pretent bien, entre autre, à la réalisation d'une enveloppe suffisamment étanche pour qu'on puisse envisager de remplacer l'air par du gaz carbonique possédant la conductivité thermique plus faible, indiquée ci-dessus. Cette possibilité n'est cependant pas réservée aux panneaux transparents formant vitrage, elle dépend entièrement des qualités de l'enveloppe. REVENDICATIONS 1 - Panneau d'isolation thermique caractérisé en ce qu'il est constitué d'une enveloppe (12) relativement rigide à l'intérieur de laquelle est disposée au moins une paroi mince de séparation (13), de préférence une pluralité de telles parois de séparation parallèles, délimitant entre elle et l'enveloppe des lames de gaz (13a), sensiblement indépendantes à l'intérieur de ladite enveloppe. 2 - Panneau d'isolation thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enveloppe relativement rigide (12a) est essentiellement en carton. 3 - Panneau d'isolation thermique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la ou chaque paroi de séparation (13) est une feuille, membrane ou film, tendu entre au moins deux champs opposés de ladite enveloppe. 4 - Panneau d'isolation thermique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la ou chaque paroi de séparation (13) présente une configuration propre à lui conférer une certaine rigidité, comme par exemple des nervures, des gaufrages ou analogue. 5 - Panneau d'isolation thermique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces de la ou chaque paroi de séparation sont rugueuses ou munies d'un revêtement rugueux. 6 - Panneau d'isolation thermique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la ou chaque paroi de séparation (13) est en matériau perforé d'une multitude de pores, par exemple un papier "Kraft" du type "micropore". 7 - Panneau d'isolation thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enveloppe (12b, 12c) et la ou les parois de séparation (13b) sont essentiellement en matériau transparent, par exemple en verre ou analogue pour l'enveloppe et en film souple du type "mylar" pour la ou les parois de séparation. 8 - Panneau d'isolation thermique selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'enveloppe (12b) comporte une paroi en cuvette (17) déterminant l'épaisseur dudit panneau. 9 - Panneau d'isolation thermique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite enveloppe (12c) comporte un cadre (19) réalisé en un profilé comportant des nervures d'attache de la ou les parois de séparation (13b). 10 - Panneau d'isolation thermique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite enveloppe forme sensiblement un parallélépipède déformable (figure 2) de façon à pouvoir être repliée pour le stockage et/ou le transport. il - Panneau d'isolation thermique selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les espaces (13a) délimités à l'intérieur de ladite enveloppe sont remplis d'air. 12 - Panneau d'isolation thermique selon l'une des revendicaitons 1 à 10, caractérisé en ce que ladite enveloppe est étanche et remplie de gaz carbonique.