Brevet FR2589027A1 — publié le 19870424

La présente invention concerne des câbles chauffants électriques et, plus particulièrement, un dispositif permettant d'assurer une bonne transmission de la chaleur aux éléments que les câbles sont destinés à chauffer. Les câbles chauffants électriques comprennent généralement une âme conductrice en matériau électriquement résistant entourée d'une couche isolante et d'un revêtement qui peut comporter une tresse métallique de protection mécanique et électrique et, éventuellement, une gaine extérieure. La section des cibles est ronde dans leur forme la plus répandue et la moins coûteuse. La première destination des câbles chauffants fut le chauffage collectif d'appartement au cours des années 50. Les câbles passaient dans des tubes de protection, bons conducteurs de la chaleur, alignés régulièrement sur le sol et recouverts d'un treillis métallique de protection. Une fois en place, le tout était noyé dans une dalle de béton. La dalle était assez épaisse et les cibles se trouvaient relativement loin de la surface, si bien qu'au niveau de celle-ci, la répartition de chaleur était pratiquement uniforme. La dalle ayant beaucoup d'inertie pouvait être utilisée en tant qu'accumulateur de chaleur, les câbles pouvant être alimentés uniquement pendant les heures creuses. Les tubes de protection avaient une section sensiblement plus grande que celle du câble pour permettre de changer facilement des parties défectueuses entraînant des pannes.Toutefois, bien souvent celles-ci se produisaient à des endroits où l'échange thermique entre le câble et le tube n'était pas bon. En effet, comme la section interne des tubes était plus grande que celle du câble, un contact intime entre les deux n'était pas assuré en tout point et là où le câble ne touchait pas le tube, il ne transmettait pas correctement sa chaleur, il s'échauffait et cassait. Par la suite, des techniques plus simples furent employées, consistant à noyer directement le câble dans les dalles, sans autre protection que sa gaine. Dans le cas de dalles en béton, il fallait que celui-ci soit vibré soigneusement afin de ne pas laisser se former des bulles trop importantes autour des câbles. Sinon, au passage dans les bulles, le câble s'échauffait exagérément et finissait par se détruire. Des câbles chauffants sont également utilisés dans d'autres applications, notamment pour protéger des canalisations, des chéneaux, des gouttières, etc., contre le gel, ou pour maintenir des trajets de fluide à température désirée. Dans le cas de conduites, on fait courir le câble le long de la conduite, bien appliqué sur celle-ci. Pour le fixer, on dispose des colliers à intervalles réguliers. Le tout peut etre recouvert d'une couche thermiquement isolante. Le câble de section ronde ne se prête pas bien à cette application car ia zône de contact et d'échange de chaleur entre le câble et la canalisation se borne à une génératrice. De plus, dans la pratique, il y a toujours des endroits de la canalisation ou le câble est décollé de la paroi de celle-ci.Les parties du câble qui ne sont pas en contact avec la canalisation gardent une grande partie de leur chaleur, ils s'échauffent exagérément et finissent par se détériorer. On a prévu diverses solutions pour résoudre ce problème. On a imaginé des câbles de forme spéciale, avec une partie de leur pourtour plat. Une autre structure de câble consiste en deux conducteurs non résistants disposés près de chaque côté dans un ruban dont la partie médiane est résistante. Ces réalisations, bien que satisfaisantes, sont coûteuses au point de vue fabrication. Une autre solution consiste à noyer le câble dans un ciment conducteur de la chaleur coulé à la surface de la canalisation. La mise en oeuvre de ce procédé est relativement longue et délicate. En matière de chauffage d'appartement, pour des raisons d'économie d'énergie, la tendance actuelle est aux chauffages à faible inertie qui, de plus, donnent un confort amélioré et permettent une régulation instantanée. Les câbles chauffants sont un bon moyen de les réaliser, ils sont discrets et offrent des solutions de pose multiples, notamment en rénovation: ils peuvent être placés dans des panneaux muraux, dans les planchers ou les plafonds, très près de la surface. I1 se pose malgré tout des problèmes de répartition de chaleur, des points plus chauds se formant aux endroits les plus proches du câble et des points plus froids aux endroits les plus éloignés. Ceci a pour effet de produire des zônes d'inconfort et, éventuellement, d'endommager, par les écarts de température causés, le matériau dans lequel les câbles se trouvent. Un objet de la présente invention consiste donc à prévoir un moyen économique et simple à mettre en oeuvre, par lequel un câble chauffant transmet correctement sa chaleur à l'élément qu'il doit chauffer, que ces éléments soient des panneaux, planchers, plafonds, canalisations, etc. Selon une caractéristique de l'invention, il est prévu un ruban souple en matériau bon conducteur de la chaleur, sur lequel est fixé longitudinalement un câble chauffant, de telle façon que le ruban soit en contact intime avec une partie importante du pourtour du cabre. Selon une autre caractéristique de l'invention, le ruban forme une gorge longitudinale dont la face interne est en contact intime avec le câble chauffant. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite gorge longitudinale se trouve dans la partie médiane du ruban. Selon une autre caractéristique de l'invention, le ruban comporte deux parois superposées, le cible chauffant se trouvant entre les deux parois. Selon une autre caractéristique de l'invention, le ruban à deux parois comporte une paroi thermiquement' isolante et une paroi conductrice de la chaleur. Selon une autre caractéristique de 19invention, le ruban constitue une protection mécanique et électrique du câble chauffant. Selon une autre caractéristique de l'invention, le ruban est autocollant. Selon une autre caractéristique de l'invention, le ruban comporte des moyens d'ancrage sous la forme de trous, d'aspérités, d'échancrure sur ses bords, etc. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisations, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue en coupe d'un câble chauffant monté sur un ruban à simple paroi, la Fig. 2 est une vue en coupe d'un câble chauffant monté dans du ruban à double paroi, la Fig. 3 et 4 sont des vues en coupe respectives d'un plancher et d'un mur équipés de câbles chauffants selon l'invention, la Fig. 5 est une vue en plan d'une partie de transition d'un câble selon l'invention entre deux rangées parallèles, et la Fig. 6 est une vue partielle en coupe d'un panneau de chauffage équipé d'un câble selon l'invention. Aux Figs. 1 et 2, le câble proprement dit comprend une âme 1 en matériau électriquement résistant. L'être 1 est recouverte d'une couche isolante 2, revêtue elle-même d'une tresse métallique 3 assurant une protection mécanique et électrique du cabale. La Fig. l représente un tel câble monté dans une gorge longitudinale que forme en sa partie médiane un ruban souple 4 en matériau bon conducteur de la chaleur. Le câble est fixé en contact intime avec la face interne de la gorge par tout moyen classique, pourvu qu'il n'entrave pas le passage de la chaleur. A la Fig. 2, le câble chauffant se trouve entre deux parois de ruban 5 et 6 dont chacune forme en sa partie médiane une gorge longitudinale sensiblement semi-cylindrique, les deux gorges formant un conduit cylindrique enserrant le câble. Les deux parois 5 et 6 du ruban peuvent être fixés l'une à l'autre, et au cabale, par tout moyen classique n'entravant pas le passage de la chaleur. Dans une autreforme de réalisation, l'une des parois du ruban peut être plane, l'autre paroi comportant une gorge comme celle de la Fig. 1, dans laquelle le câble rentre totalement. Pour le chauffage de locaux par les planchers, le câble à ruban 7 s'intègre dans des chapes de faible épaisseur ou dans le ragréage des sols. Comme le montre la Fig. 3, le câble 7 est posé en rangées successives 8 sur le sol brut 9, l'espace entre les bords du ruban de deux rangées voisines étant étroit. Le câble 7 est alors recouvert d'un grillage 10 et le tout est noyé dans la chape 11 qui, en pratique, a une épaisseur de 10 à 20 mm. Un revêtement de sol classique 12 est posé sur la chape. Le ruban du câble assure l'écoulement latéral de la chaleur. Le gradient horizontal est faible et les risques d'inconfort sont supprimés. Pour le chauffage par les murs ou plafonds, Fig. 4, le câble à ruban 13 s'intègre dans le revêtement ou enduit 14 dont l'épaisseur est généralement comprise entre 15 et 25 mm. Comme pour les planchers, l'écart entre deux bords voisins de ruban est faible et la température en surface est assez uniforme. De plus, à l'intérieur même du revêtement, de grands écarts de température, pouvant occasionner des dégradations telles que des fissures, sont évités. La Fig. 5 montre un changement de direction de 1800 d'un câble à ruban 15 lors de sa pose. Le changement de direction est effectué par étapes successives, en faisant, dans la zone de la partie à couder, quelques entailles transversales 16 dans le ruban 17, de chaque cOté du câble proprement dit. Sur la partie extérieure du ruban 17, les bords des entailles s'écartent, alors que ceux des entailles de la partie intérieure se recouvrent. Cette solution permet de conserver le ruban 17 dans son intégralité dans les changements de direction et de l'avoir bien à plat. A la Fig. 5 sont également représentées des échancrures 18 sur les bords du ruban 17 ainsi que des trous 19 placés régulièrement sur sa surface, qui servent d'ancrage lors de l'enrobage dans une chape ou un revêtement.Bien entendu, d'autres moyens d'ancrage peuvent être prévus, comme des aspérités à la surface du ruban, par exemple. Pour certaines utilisations, on peut prévoir un ruban 20, Fig. 6, en matériau mécaniquement résistant et bon conducteur électrique. Le ruban 20 peut alors remplir le rôle de la tresse 3 qui devient inutile. Le câble 21 proprement dit, sans tresse, est donc moins cher. Comme la section du câble est plus petite, on peut le disposer directement derrière un tissu mural ou sous une moquette sans qu'il provoque de surépaisseurs visibles. Par ailleurs, il peut être utilisé dans tous les cas où les contraintes mécaniques ne sont pas trop importantes, comme dans les chapes de ragréage, dans les enduits de murs ou de plafonds. On peut en équiper, également, des panneaux de chauffage, tels que le panneau 22, Fig. 6, qui sont des éléments de chauffage autonomes que l'on place sur des sols, des murs ou des plafonds.Ces panneaux conviennent particulièrement pour équiper des lieux publics de grandes surfaces tels que les lieux de culte. A la Fig. 6, le panneau 22 est formé d'une plaque plane 23, en matériau bon conducteur de la chaleur, comportant un petit rebord d'appui 24 sur son pourtour. Un câble selon l'invention 20, 21 est appliqué sur la surface intérieure de la plaque 23, avec les deux ailes de son ruban 20 en contact intime avec ladite surface. L'espace intérieur du panneau peut être rempli d'un matériau isolant 25 recouvrant le câble. Le câble est donc isolé par rapport à la surface 26 sur laquelle le panneau 22 est placé et la quasi-totalité de la chaleur est diffusée par la plaque 23. La plaque 23 peut être peinte ou habillée d'un revêtement 27 et des entretoises de même longueur que le rebord 24 peuvent être prévues sous sa face intérieure pour assurer sa planéité. Dans un exemple de réalisation satisfaisant du panneau 22, la plaque 23 et son rebord 24 sont en tôle d'acier. Le câble de l'invention se prête bien, également, pour le chauffage de canalisations. Le montage consiste à assurer un contact intime entre une partie importante de la surface du ruban du câble et la paroi de la canalisation. Les changements de directions s'effectuent comme on l'a précédemment expliqué. Pour cette application, on peut utiliser un ruban autocollant que l'on fait adhérer sur la canalisation. Dans le cas d'un ruban à double paroi, la paroi externe du ruban peut être thermiquement isolante. Dans un exemple de réalisation préféré de l'invention, la largeur du ruban du câble est d'environ 5 cm. Bien entendu, la largeur du ruban peut être variable selon l'utilisation que l'on fait du câble chauffant, selon sa puissance linéique et selon la conductivité thermique du matériau avec lequel il est en contact. On note d'ailleurs, à ce propos, qu'on peut réduire la longueur de câble en augmentant sa puissance linéique et la largeur de son ruban, quand les conditions s'y prêtent. Ceci permet de réduire sensiblement le coût de certaines installations. REVENDICATIONS 1) Câble chauffant électrique comprenant au moins une âme conductrice (1) en matériau électriquement résistant entourée d'une couche isolante (2), caractérisé en ce qu'il est fixé longitudinalement sur du ruban souple (4) en matériau bon conducteur de la chaleur* le ruban (4) étant en contact intime avec une partie relativement importante du pourtour du câble. 2) Câble chauffant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ruban (4) forme une gorge longitudinale dont la face interne est en contact intime avec le câble. 3) Câble chauffant selon la revendication 2, caractérisé en ce que la gorge longitudinale se trouve dans la partie médiane du ruban (4). 4) Câble chauffant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ruban comporte deux parois superposées (5, 6), le câble se trouvant entre les deux parois (5, 6). 5) câble chauffant selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ruban à deux parois comporte une paroi thermiquement isolante et une paroi conductrice de la chaleur. 6) Câble chauffant selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ruban est en matériau tel qu'il constitue une protection mécanique et électrique pour le c^able. 7) Câble chauffant selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ruban est autocollant. 8) Câble chauffant selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le ruban (17) comporte des moyens d'ancrage (18, 19).