Brevet FR2638931A1 — publié le 19900511

La présente invention concerne un câble chauffant et, plus particulièrement, un câble chauffant destiné au chauffage direct par rayonnement. Le chauffage par le sol au moyen de câbles électriques chauf- fants doit actuellement en France répondre aux normes suivantes: document technique unifié 65/7 du CSTB, et - norme NFC 32.330 relative à la fabrication des câbles chauf- fants et éléments de chauffage intitulée "équipements de chauffage par câbles chauffants avec revêtement métallique, destinés à être incorporés dans les parois des bâtiments." Ces documents concernent essentiellement la mise en oeuvre de câbles installés dans la masse des dalles des planchers, l'inertie thermique de la dalle jouant un rôle prépondérant. L'émission linéi- que de tels câbles chauffants est alors habituellement comprise entre 25 et 33 W/m. Le chauffage direct par rayonnement présente de plus en plus d'intérêt. En effet, le sol constitue une surface d'émission très efficace. Cependant, la qualification de chauffage dit "direct" impli- que que l'inertie thermique de l'émetteur de chaleur est faible, c'est-àdire que l'on utilise des chapes ou des dalles flottantes en béton de faible épaisseur disposées sur une couche en matière thermi- quement isolante, le câble chauffant étant installé entre la chape et la couche isolante. Afin de ne pas dépasser le seuil de 28 C en tous points de contact au sol, il faut évidemment, réduire l'émission linéique des câbles chauffants utilisés jusqu'à 10 à 15 W/m. On est donc conduit à prévoir des câbles chauffants d'une structure sensiblement différente de celles des câbles connus, en tenant compte de nouvelles contrain- tes, telles que le risque de pénétration du câble dans la couche isolante thermique lors des déplacements du personnel qui pose le câble ou de celui qui l'enrobe. Par ailleurs, il faut noter que les contraintes mécaniques supportées par le câble lui-même sont moins importantes que celles qui se rencontrent lors de la mise en oeuvre de dalle pleine pour lesquelles on doit utiliser des bennes de béton et du gros outillage de chantier, etc. Il parait ainsi possible de supprimer la tresse métallique des câbles destinés au chauffage direct. Un objet de la présente invention consiste à prévoir un câble chauffant sans tresse métallique, ce qui diminue considérablement son coût et permet de le mettre en forme plus facilement, le câble étant suffisamment robuste et rigide pour résister, sans se déformer, aux passages des opérateurs. Ainsi, on évite que le câble ne pénètre dans la couche isolante sous-jacente. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un tel câble chauffant préformé de façon à réduire son temps de pose. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu un câble chauffant comprenant des fils électriquement résistants, autour deaquels est prévue une couche électriquement isolante autour de laquelle est prévue une gaine en matière thermosplastique rigide à haute résistance à la flexion et grande dureté. Suivant une autre caractéristique, la gaine peut être rendue souple en élevant sa température jusqu'à une valeur suffisante, mais qui est inférieure à la température de fusion ou de ramollissement sensible de la couche électriquement isolante. Par ramollisement sensible, on désigne le point o les fils résistants peuvent prendre une position excentrée dans la couche. Suivant une autre caractéristique, la matière de la gaine fait partie du groupe polypropylène, polychlorure de vinyle (PVC), poly- éthylène, à la condition qu'il soit rigide. Suivant une autre caractéristique, la couche électriquement isolante est en polyéthylène réticulé. Suivant une autre caractéristique, le câble est, à la sortie de l'extrudeuse, préformé pour présenter des ondulations. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ain- si que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la des- cription suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue en coupe d'un câble chauffant suivant l'invention, la Fig. 2 est une vue en plan d'un câble, suivant la Fig. 1, préformé en vue de la commercialisation, la Fig. 3 est une vue de la trame de la Fig. 2 étirée afin de fournir la puissance calorifique désirée, la Fig. 4 illustre un câble chauffant, suivant l'invention, après la pose sur une couche isolante, et la Fig. 5 montre un exemple de moyen d'accrochage d'un câble sur la couche isolante. Le câble de la Fig. 1 comprend, au centre, trois fils électri- ques résistifs 1, autour des trois fils 1, une couche électriquement isolante 2 et, autour de celle-ci, une gaine mécaniquement résistante 3. La matière de la gaine 2 peut être du genre polyéthylène réticulé, dont l'épaisseur est, de préférence, de 1,2 mm. La gaine 3 est en matière plastique rigide, de grande résistan- ce à la flexion et de grande dureté. Parmi les matières plastiques utilisables à cet effet, on peut citer les polypropylènes rigides, les polychlorures de vinyle rigides ou mêmes des polyéthylènes rigi- des, etc. L'épaisseur de la gaine 3 doit être suffisante pour assurer la rigidité du câble. De plus, la matière de la gaine 3 doit être thermoplastique pour des raisons que l'on verra par la suite. La température à laquelle le matériau de la gaine 3 devient plastique doit être suffisamment basse pour ne pas faire fondre ou déformer le matériau de la gaine 2. La Fig. 2 montre une trame fabriquée avec le câble de la Fig. 1. Cette trame se compose d'une succession de tronçons rectilignes parallèles 4 et de coudes 5 de manière à former un seul câble ininterrompu, mais ondulé. La longueur de câble entre les milieux A et B de deux coudes consécutifs, encore appelée demi-spire, est par exemple de 1 m. En position non déployée, telle que montrée à la Fig. 2, la distance entre deux tronçons adjacents est par exemple de 0,10 mn, ce qui correspond à une puissance calorifique de 150 W/m2. A la Fig. 3, on a montré la même trame qu'à la Fig. 2, mais étirée, c'està-dire que l'on a écarté les tronçons 4, pour former une ligne en zig-zag réguliers. L'étirage est possible car le maté- riau de la gaine extérieure 3 est, bien que rigide, relativement élastique. Bien entendu, en position étirée, les tronçons 4 doivent être accrochés sur la couche de matière isolante sous-jacente. Quand les milieux de deux tronçons 4 successifs est de 0,25 m, la puissance calorifique est réduite à 60 W/m2. La Fig. 4 montre comment une trame, telle que celle de la Fig. 2, peut être utilisée pour chauffer uniformément une surface de plancher. Depuis, l'entrée E, la trame est posée dans le sens de la flèche F1 jusqu'au point C o il faut revenir dans le sens de la flèche F2, inverse de celui de la flèche Fl. Au point C, lors de la pose, le câble est chauffé, par exemple à l'aide d'un appareil à air chaud, jusqu'à rendre la gaine 3 suffisamment plastique pour pouvoir déplier le coude initial et le rendre rectiligne. De même, arrivé au point D, on répète l'opération de chauffage afin de continuer à poser la trame selon la flèche F3, et ainsi de suite jusqu'à la sortie S. Bien entendu, si les trames de câble doivent être étirées comme le montre la Fig. 3, on réalise d'abord le montage de la Fig. 4, que l'on étire ensuite. On observera que le câble de l'invention ainsi conditionné se pose à plat sans difficulté, ce qui n'est pas vrai pour un câble que l'on déroule d'un touret. La Fig. 5 montre que, pour accrocher le câble de la Fig. 1 dans la couche isolante 6, on peut très simplement utiliser des crochets ou des cavaliers 7 en plastique à pointe en branches de sapin. Une fois, le câble ainsi accroché sur la couche 6, qui peut avoir une épaisseur de 3 à 6 cm, par exemple, on coule sur l'ensemble une chape de béton armée d'une épaisseur de 5 cm, par exemple. La couche isolante 6 peut être en polystyrène expansé à cellules fermées, par exemple. Si nécessaire, pour des raisons de nature électrique, on peut prévoir, entre la couche 2 et la gaine 3, un blindage sous la forme d'une tresse en fils de cuivre. REVENDICATIONS 1) Câble chauffant, plus particulièrement destiné au chauffage direct par rayonnement comprenant un ou des fils électriquement résistants (1), autour desquels est prévue une couche électriquement isolante (2), caractérisé en ce qu'autour de la couche électriquement isolante (2), est prévue une gaine (3) en matière thermoplastique rigide à haute résistance à la flexion et de grande dureté. 2) Câble chauffant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine (3) peut être rendue souple en élevant sa température jusqu'à une valeur suffisante, mais qui est inférieure à la températu- re de fusion ou de ramollissement sensible de la couche électrique- ment isolante (2). 3) Câble chauffant suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière de la gaine (3) fait partie du groupe polypropy- lène, polychlorure de vinyle (PVC), polyéthylène, à la condition qu'il soit rigide. 4) Câble chauffant suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche électriquement isolante (2) est en polyéthylène réticulé. ) Câble chauffant suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le câble est, à la sortie de l'extrudeuse, préformé pour présenter des ondulations (Fig. 2).