Brevet FR2658227A3 — publié le 19910816

FR 2658227 A3 19910816 FR 9101818 A 19910215 L'invention concerne un ouvrage comportant des éléments préfabriqués en béton du type plaques à l'intérieur desquels sont noyés et le cas échéant reliés les uns aux autres des tubes exerçant l'effet d'un absorbeur d'énergie thermique pour un fluide véhicu- lant de l'énergie. On connait des systèmes d'absorption massifs incorporés dans les parois extérieures de constructions de grande hauteur pour la récupération de l'énergie thermique, de tels systèmes s'étant avérés rentables pour la récupération de l'énergie de chauffage; ils collectent, emmagasinent et distribuent de la chaleur Ces systèmes sont également favorables à l'environnement puisqu'ils ne provoquent pas d'émission de gaz d'échappement. A titre d'exemple, le DE-A-31 03 877 décrit un garage réalisé à partir d'un alvéole en béton préfabriqué comportant quatre parois extérieures, une dalle au sol et une dalle constituant le toit de préférence montable séparément, les murs extérieurs de ce garage étant équipés de tels systèmes absorbeurs; des maisons voisines peuvent être chauffées par l'énergie thermique ainsi collectée. Toutefois, les parois extérieures et le toit ne sont pas appropriés à emmagasiner l'énergie thermique collectée car pendant le milieu du jour la chaleur rayonnée par ces surfaces est de valeur équivalente à la chaleur reçue. Cependant, sans accumulation de la chaleur pendant un certain temps, il est impossible de chauffer de manière économique des bâtiments au moyen d'un procédé de ce type, du moins en cas de fonctionnement monovalent. Pour améliorer de tels garages d'énergie, il a été proposé dans le EP-B209 833 d'équiper une dalle de plancher enfoncée dans la terre ainsi qu'au moins l'une des parois extérieures de l'alvéole par des tubes absorbeurs souterrains contenant le liquide porteur d'énergie. Mais le plus souvent on ne dispose pas sur le bâtiment d'une surface pour les coques de réception des absorbeurs et la dalle de plancher ne peut pas être utilisée comme accumulateur massif, soit parce que les façades, les murs ou les garages ont déjà été construits de manière classique et devraient alors être à nouveau démolis, soit parce que la mise en place est impossible pour d'autres raisons Dans de tels cas, les dimensions insuffisantes du terrain ainsi que l'absence d'eau dans le sol éliminent les seules sources de chaleur que sont le sol ou l'eau souterraine. Compte tenu de cet état de la technique, l'inventeur s'est fixé comme objectif d'éliminer les inconvénients connus et de permettre la mise en place d'absorbeurs massifs en béton de dimensions suffisantes Il doit en résulter pour un emplacement libre extrêmement petit, à l'extérieur du bâtiment, un absorbeur massif pouvant être monté ultérieurement, remplissant toutes les conditions techniques et économiques, n'ayant aucun effet parasite et étant en mesure, selon les possibilités, de remplir une ou plusieurs autres fonctions. Pour résoudre ce problème, il est proposé que l'ouvrage du type mentionné dans l'introduction soit constitué de plusieurs plaques distinctes renfermant des serpentins, assemblées radialement sur un axe médian pour former une structure du type colonne, qui convergent au 26 b 8227 moins partiellement à une certaine distance l'une de l'autre et qui sont enterrées sur environ un tiers de leur surface d'absorption de la chaleur. De même, dans la plaque devra être noyé un serpentin coudé de façon à former des méandres, d'une longueur de à 120 m, disposé de préférence sur deux plans à proximité chacun d'une des surfaces de la plaque; une longueur de 120 à 160 m pour le serpentin s'est avérée la plus avantageuse pour un circuit d'absorption Si l'on compte que la conduite d'arrivée est d'environ 20 m et la conduite de retour d'environ 20 m, l'absorbeur en béton devra recevoir une longueur tubulaire de 80 à 120 m courants Pour une densité de pose de 7 m courants par m 2 on obtient une surface d'absorption comprise entre 12 et 20 m 2 Etant donné qu'au moyen d'un élément préfabriqué plat, libre, les deux faces peuvent soutirer de la chaleur à l'air extérieur, permettant donc de noyer dans le béton des tubes absorbeurs sur les deux faces on obtient en moyenne un élément préfabriqué de 6 à 10 m 2 Ainsi, un absorbeur en béton dont les dimensions sont de 1 m x 6 m remplit les conditions requises pour constituer un circuit d'absorption. Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque est réalisée en forme de L et est enterrée au moins partiellement par sa poutre transversale De telles plaques doivent être voisines l'une de l'autre dans la zone du côté étroit de leurs poutres transversales respectives et de préférence reliées l'une à l'autre sur ces poutres. Les bords supérieurs des poutres transversales décrites sont orientées vers le haut sur les plaques enterrées et définissent par leur longueur la demi-distance entre lesbords intérieurs des plaques, ces bords délimitant un espace intérieur ouvert Celui-ci peut recevoir par exemple des chevalets pour plantes qui confèrent à l'ensemble un aspect particulièrement favorable, ces chevalets pouvant servir en outre à recevoir des plantes aimant particulièrement la chaleur. Mais il est également possible de raccorder au moins un circuit d'absorption de l'ouvrage à une douche, à une installation d'arrosage ou à des éléments de distribution analogues. Conformément à l'invention quatre éléments en béton formant un circuit absorbeur sont avantageusement assemblés de manière que leur tracé au sol forme une croix ou si leur nombre est supérieur à quatre forme une étoile en réalisant une colonne de jardin La hauteur de cette colonne de jardin au- dessus du sol sera limitée à moins de quatre mètres et sa profondeur d'enfouissement à environ 2,50 m, les éléments étant placés au-dessus du sol à une certaine distance les uns des autres pour faciliter la circulation de l'air et du vent autour d'eux. L'ouvrage conforme à l'invention peut, par exemple, être constitué de plaques en forme de L, dont chacune est munie, sur son petit bord opposé à la poutre transversale, d'une traverse supérieure faisant saillie latéralement, parallèlement au gradin du type épaulement, plusieurs plaques étant disposées de façon que leurs poutres transversales et leurs traverses supérieures soient respectivement jointives. De même, il est prévu dans le cadre de l'invention que deux plaques en forme de L soient réalisées en une seule pièce pour former un arc en forme de U comportant un serpentin commun, ou dans un autre mode de réalisation, avec les côtés étroits de leurs poutres transversales respectives à angle droit, cet élément en équerre comportant un serpentin commun 1 Deux de ces arcs ou de ces éléments en équerre peuvent aussi être prévus de manière à être opposés l'un à l'autreet leurs gradins du type épaulement peuvent être maintenus à une certaine distance l'un de l'autre. L'ouvrage décrit est placé comme colonne d'énergie et peut même être utilisé comme seul moyen de chauffage d'une maison familiale si au moins deux autres éléments absorbeurs s'y ajoutent, par exemple de simples absorbeurs de la chaleur du sol, des collecteurs souterrains ou analogues, mais également une paroi longitudinale d'un garage, des murs de délimitation d'une terrasse, des murs d'allège ou analogues qui ne justiferaient pas à eux seuls la dépense qu'implique l'installation d'un chauffage favorable à l'environnement. La colonne d'énergie exige un diamètre inférieur à trois mètres de telle sorte qu'elle peut être édifiée sur presque n'importe quel terrain. outre un chevalet pour recevoir des bacs à fleurs ou des plantes grimpantes, la colonne peut être complétée pour devenir en été un jet d'eau, une fontaine, une installation de douche, un point de prise d'eau ou un banc, etc. D'autres avantages, caractéristiques et détails de l'invention ressortent de la description qui va suivre de modes de réalisation préférés représentés sur le dessin annexé; sur ce dessin: la figure 1 est une vue en perspective d'un ouvrage du type colonne réalisé en plaques; la figure 2 montre le tracé au sol de l'ouvrage de la figure 1; la figure 3 est une vue latérale d'une plaque; la figure 4 est une vue de face de la plaque; la figure 5 est la vue latérale d'une plaque représentée sur la figure 3 comportant un système de serpentins, la figure 6 représente un détail de la figure 5 en vue de face; la figure 7 est une vue latérale de l'ouvrage -t 2658227 représenté sur la figure 1; la figure 8 représente partiellement le tracé au sol agrandi de l'ouvrage de la figure 7; la figure 9 est une vue de l'ouvrage représenté sur les figures 7 et 8, dans la direction de la flèche IX de l'ouvrage de la figure 8; la figure 10 est une vue latérale d'un autre mode de réalisation de l'ouvrage; la figure 11 représente le tracé au sol de l'ouvrage de la figure 10; la figure 12 est une vue de la figure 10 dans le sens de la flèche XII de l'ouvrage de la figure 11; la figure 13 représente partiellement un tracé au sol agrandi de l'ouvrage de la figure il; les figures 14 à 17 sont des vues en perspective d'autres modes de réalisation; et la figure 18 est une vue de face agrandie d'un détail des figures 10 à 12. Un ouvrage 10 du type colonne présente, comme on le voit sur la figure 1, quatre plaques 12 disposées verticalement et dont le tracé au sol représenté sur la figure 2 est en forme de croix, ces plaques étant alignées deux par deux l'une sur l'autre, leurs bords intérieurs 14 orientés l'un vers l'autre s'étendant à une distance a égale à environ 80 cm l'un de l'autre. Chacune des plaques 12 d'une hauteur h d'environ 600 cm, d'une largeur maximale b de 140 cm ainsi que d'une épaisseur i de 22 cm est munie, à une distance e de 200 cm environ du côté inférieur 16 de la plaque, d'un gradin 20 du type épaulement dont la longueur f est d'environ 40 cm et qui est incliné à partir d'une ligne d'arête 17 vers les deux faces latérales 18, le bord intérieur 14 partant de cet épaulement 20 Aussi bien un côté étroit 22 s'étendant vers le bas à partir du gradin 20 que le côté extérieur 24, également étroit, et le côté supérieur 26 de la plaque 12 sont biseautés des deux côtés de telle sorte qu'une arête 28 est formée par une pointe en coupe transversale En outre,: le coin formé par le côté extérieur 24 et le côté supérieur 26 est cassé à l'endroit désigné par le repère numérique 30 et sur le coin inférieur dans le sens vertical se trouve un évidement 32 dont la hauteur _ est égale à 30 cm. Dans la partie supérieure de la plaque 12 est prévue une surface rectangulaire évidée 34 qui se termine sur le bord intérieur 14 Dans le béton de la plaque 12 est noyé un circuit d'absorption constitué d'un serpentin 36 qui s'étend entre une entrée 37 et une sortie 38 La distance k entre les tronçons parallèles du serpentin 36 est d'environ 10 cm, de plus le serpentin 34 s'étend, comme représenté sur la figure 6, sur deux plans parallèles F 1, F 2. A l'intérieur d'un cercle entourant le tracé au sol de la figure 2, il est prévu un distributeur 39 dans lequel sont rassemblés les différents circuits du côté de l'arrivée et, du côté dépat, des conduites collectrices ca-duisart de ce distrbueur 39 à Le panpe à chaleur L'ensable des circuits est repli d'un fluide véhiculant de 1 ' ergie. Le tronçon inférieur des plaques est enterré sur une hauteur e 1; la surface supérieure de la terre est désignée par la lettre B Les plaques 12 de l'ouvrage 10 sont reliées au-dessus de la surface B par une bande 40 formant socle dont la surface extérieure 41 est alignée sur les surfaces avoisinantes des côtés extérieurs 24 comme représenté sur la figure 8 Sur cette figure, il est montré également que les plaques 12 sont reliées l'une à l'autre ainsi qu'àux bandes 40 formant socles par des cornières 42 Le gradin 20 du type épaulement permet d'ajuster les plaques l'une à l'autre dans leur partie inférieure et de maintenir dans la partie non enterrée une distance a qui permet la circulation de l'air et du vent autour des plaques Grâce à la profondeur d'enfouissement el mentionnée ci-dessus, lorsqu'il fait particulièrement froid, il se produit une extraction sous forme d'énergie, de chaleur accumulée hors du sol. Le mode de réalisation des figures 10 à 13 montre que, dans un espace central 44 défini par la distance a entre les bords intérieurs 14 des plaques et délimité par ces bords intérieurs 14, est monté un chevalet 46 supplémentaire pour plantes grimpantes réalisé en profilés de métal, de bois ou de matière plastique qui sert à recevoir des plantes non représentées Ce chevalet 46 peut, dans un mode de réalisation massif représenté à titre d'exemple sur la figure 18, servir également d'élément de liaison pour les plaques 12; ces dernières peuvent être fixées sur des profilés 48 verticaux formant charpente Ces profilés 48 formant charpente sont reliés entre eux à leur extrémité supérieure pour constituer un ensemble, par un bras respectif 50 formant arche incliné vers le haut suivant un angle W et placé dans l'axe A de l'ouvrage ainsi que par des barreaux 52 ou des bacs à plantes 53 placés à des hauteurs différentes. Dans le mode de réalisation de la figure 14 les plaques 12 a sont munies au voisinage de leur bord supérieur 26 d'une traverse supérieure 56 faisant saillie sensiblement horizontalement et sont assemblées au moyen de ces traverses 56 Les bandes 40, formant socles sont dans ce cas recourbées de manière à former un arc de cercle, les bords étroits 24 a étant arrondis sur les angles extérieurs. Selon la figure 15, deux plaques en forme de L sont respectivement reliées pour former un arc 58 en forme de U dans un arc 58 ouvert vers le haut est inséré à angle droit un arc 58 ouvert vers le bas Les coins des arcs 58 peuvent être arrondis ou cassés comme représenté sur la figure 16 Cette figure 16 montrent que les arcs 50 peuvent être réalisés respectivement sous forme de plaques 9 2658227 12 en une seule pièce. Dans l'ouvrage de la figure 17, deux plaques 12 en forme de L sont assemblées-l'une à l'autre avec les côtés étroits 22 de leurs poutres transversales 23 respectives à angle droit pour constituer une équerre 60; deux équerres de ce type sont disposées en sens inverse l'une par rapport à l'autre, c'est-à-dire que les angles de leur tracé de base se situent à une distance n, approximativement dans l'axe a de l'ouvrage. Les éléments en béton formant le circuit d'absorption ou les plaques 12, 12 a, 12 b peuvent être également assemblés en un ouvrage du type colonne de manière à former une étoile réalisée, par exemple, avec six plaques 12, la hauteur libre de la colonne hl étant éventuellement inférieure à 400 cm et sa profondeur d'enfouissement el d'environ 250 cm. Sur le dessin, il n'est pas représenté que l'ouvrage comporte une douche ou un dispositif distributeur analogue dont l'eau peut être maintenue à température par l'absorbeur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés, et on peut apporter à ceux-ci de nombreux changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1 Ouvrage comportant des éléments préfabriqués en béton du type plaques à l'intérieur desquels sont noyés et le cas échéant reliés les uns aux autres des tubes exerçant 1 'effet d'un absorbeur d'énergie thermique pour un fluide véhiculant de l'énergie, caractérisé en ce que ledit ouvrage ( 10) est constitué de plusieurs plaques ( 12, 12 ai, 12 b) distinctes qui renferment des serpentins ( 36), assemblées radialement sur un axe médian (A) pour former une structure du type colonne, qui convergent au moins partiellement à une distance (a) l'une de l'autre et qui sont enterrées sur environ un tiers (el) de leur surface d'absorption de la chaleur. 2 Ouvrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la plaque ( 12, 12 ai 12 b) est noyé au moins un serpentin ( 36) de 80 à 120 m. 3 Ouvrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le serpentin ( 36) s'étend sur deux couches et est prévu sur les deux faces ( 18) de la plaque ( 12, 12 a, 12 b) 4 Ouvrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la plaque ( 12) est réalisée en forme de L et est enterrée au moins partiellement par sa poutre transversale ( 23). 5 Ouvrage selon la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que les plaques ( 12) sont, dans la zone du côté étroit ( 22) de leurs poutres transversales respectives ( 23), voisines l'une de l'autre et de préférence reliées l'une à l'autre par ces poutres. 6 Ouvrage salon au moins l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la longueur (f) de gradins ( 20) du type épaulement des poutres transversales détermine la distance entre les bords intérieurs ( 14) des parties respectives desdites poutres transversales en saillie par rapport au gradin correspondant. -_ - là 7 Ouvrage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, entre les bords intérieurs ( 14) des plaques ( 12, 12 a, 12 b) est fixé au moins un chevalet pour plantes ou un châssis pour treilles ( 46). 8 Ouvrage selon au moins l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les plaques ( 12, 12 a, 12 b) sont reliées entre elles par le chevalet pour plantes ( 46). 9 Ouvrage selon au moins l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tracé au sol de l'ouvrage réalisé à partir des plaques ( 12, 12 a, 12 b) est en forme de croix ou du type en étoile. Ouvrage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'à l'intérieur d'un cercle (Q) entourant le tracé au sol de l'ouvrage, est disposé un distributeur ( 39) pour les conduites ( 37, 38) des circuits d'absorption ( 36). 11 Ouvrage selon la revendication 10, caractérisé en ce que la conduite ( 37, 38) est munie sur le distributeur ( 39) d'un organe d'arrêt. 12 Ouvrage selon au moins l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que, au moins un circuit d'absorption ( 36) de l'ouvrage ( 10) est raccordé à une douche, à une installation d'arrosage ou à des éléments de distribution analogues. 13 Ouvrage selon au moins l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la plaque ( 12 a) en forme de L est munie, sur son petit bord ( 26) opposé à la poutre transversale ( 23), d'une traverse supérieure ( 56) faisant saillie latéralement, parallèlement au gradin ( 20) du type épaulement, et en ce que plusieurs plaques sont disposées de façon que leurs poutres transversales et leurs traverses supérieures soient respectivement jointives. 14 Ouvrage selon au moins l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que deux des bords libres ( 24) des poutres transversales ( 23) des plaques ( 12, 12 a) d'un ouvrage ( 10) sont reliés l'un à l'autre par des bandes 12 2658227 ( 40, 40 a) formant socles. Ouvrage selon au moins l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce' que deux plaques en forme de L sont fabriquées en une seule pièce pour constituer un arc ( 58) en forme de U comportant un serpentin ( 36) commun. 16 Ouvrage selon au moins l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que deux plaques en forme de L sont fabriquées en une seule pièce avec les côtés étroits ( 22) de leurs poutres transversales ( 23) respectives à angle droit, et, en ce que l'élétt en équerre ( 60) comporte un serpentin ( 36) commun, 17 Ouvrage selon la revendication 14 ou 16, caractérisé en ce que deux des arcs ( 58) ou des éléments en équerre ( 60) sont prévus de façon à être opposés l'un à l'autre et en ce que leurs gradins ( 20) du type épaulement sont maintenus à une distance (n) l'un de l'autre.