Brevet FR2681753A1 — publié le 19930326

ELEMENT EXTRA-PLAT DE CHAUFFAGE ET SON PROCEDE DE FABRICATION La présente invention a pour objet l'insertion d'éléments chauffants électriques au cours de la mise en oeuvre de revêtement de sols rapportés. Les avantages du chauffage par le sol retiennent l'attention de beaucoup d'industriels ou particuliers. Cependant, si le système traditionnel (câbles électriques ou tubes eau chaude noyés dans le béton) n'a pas été prévu dès le départ de la construction, il est impossible ou alors très onéreux de l'envisager par la suite. Le système proposé permet d'insérer un chauffage par le sol entre le support béton et le revêtement de sol final (6) (carrelage, moquette, sol plastique, sol coulé) lors de la réfection partielle des locaux. En effet, nous verrons plus loin que, grâce à sa très faible épaisseur, l'invention ne modifie pas l'altimétrie des sols. D'autres systèmes proposés, dans lesquels l'élément chauffant constitué de métal avec matière isolante de part et d'autre, ou constitué de tubes caloporteurs, présentent l'inconvénient d'être difficilement manipulables et de forte épaisseur. Certains à épaisseur réduite sont très sensibles aux agressions mécaniques telles que torsions, pliage ou poinçonnement. CARACTERISTIQUES DE L'INVENTION Résistance électrique obtenue par fibres de carbone (1) tressées dans un tissu à fibres neutres (2). Nous préconisons un tissu verre-carbone de 170 g/m2. Chaque fibre de carbone est constituée de 3.000 fils de 8 Microns et possède une résistance de 160 Ohms par m. Ces fibres sont tressées dans la trame du tissu de verre suivant un calpinage de 7 mm. Les fibres sont interrompues en lisière du tissu. Elles sont reliées entre elles sur deux des côtés du lé par une résine conductrice coulée sur une largeur de 7 cm et une épaisseur de 0,5 mm (3). Le matériau isolant liant l'ensemble est du type résine polymère (4). Pour l'application directe sur le support, nous employons une résine Epoxy à deux composants à polymérisation lente. Pour la fabrication d'éléments transportables, nous utilisons une résine polyuréthane à deux composants de coefficient d'allongement de 100 % pour obtenir une bonne souplesse. L'alimentation électrique (5) du système peut se faire à différentes tensions en courant alternatif ou continu. Le but recherché est l'obtention d'un chauffage basse température de 250C pour un meilleur confort. Nous utilisons la tension 48 V en courant alternatif et suivant une intensité maximale de 0,2 Ampère par fibre, le tout régulé par un timer ou thermostat. Que le système soit mis en oeuvre directement sur le site ou préfabriqué sous forme de panneaux, les avantages suivants sont à noter 1] Si pour des raisons de mauvaise manipulation au moment de la mise en place du tissu verre-carbone une connexion avec la résine conductrice est défectueuse, la continuité électrique est alors assurée par les fibres carbone perpendiculaires. 2] Le système étant particulièrement préconisé en chauffage de sol, en cours d'utilisation, des accidents tels que poinçonnement dû à la chute d'objet lourd, perçage, chevillage... peuvent sectionner des fibres carbone. Dans ce cas également la continuité électrique est assurée par les fibres formant pontage. 3] L'épaisseur du système est de 1 mm, ce qui permet de l'insérer sous n'importe quel revêtement de sol sans modifier l'altimétrie. 4] La résistance mécanique d'un composite tissu de verre-résine n'est plus à prouver. Il apparat que dans les cas de supports fragiles, friables ou fissurés, la mise en place du système contribue à solidifier la surface du support. 5] Que l'invention soit mise en oeuvre directement sur un support ou qu'elle soit posée à la colle dans le cas d'élément préfabriqué, sa grande souplesse lui permet d'épouser des surfaces planes ou non planes. MISE EN OEWRE SUR SUPPORT EXISTANT La surface (béton, bois, enrobé, métal) sera sèche, débarrassée de toutes laitances, rouilles, impuretés par ponçage, grenaillage ou sablage. Nous appliquerons tout d'abord un primaire d'accrochage à base de résine Epoxy fluide afin de fermer la porosité du support. Dans le cas de support métallique, une deuxième couche de résine Epoxy de 0,3 mm d'épaisseur sera indispensable pour l'isolation électrique. Nous déroulerons ensuite le tissu verre-carbone sous forme de lé dont la longueur et l'espacement auront été préalablement calculés en fonction de la puissance de chauffe souhaitée. Le tissu devra être posé bien à plat en évitant les plis ou les gonfles. Sur les bords des deux grandes longueurs de chaque lé, nous coulerons un filet de résine conductrice (du type 260 L de la Société SIKA) en ayant soin de l'étaler au rouleau ébulleur pour obtenir une bande de 7 cm environ de largeur. Aux extrémités de ces bandes de résine conductrice seront également connectées les tresses cuivre d'amenée de courant. Après polymérisation de la résine conductrice, nous procéderons au coulage de la résine Epoxy isolante noyant le tissu. La quantité de résine au m2 sera de 0,400 kg. Etalée au rouleau peau de mouton, elle sera ensuite soigneusement serrée au rouleau ébulleur. L'ensemble sera alors prêt à recevoir un revêtement de sol du type sol coulé synthétique, carrelage collé, moquette, parquet, revêtement caoutchouc ou enrobé. PROCEDE DE PREFABRICATION Les dimensions des plaques chauffantes seront de 1,25 par 1,65 m. L'outillage sera constitué d'une plaque de polyéthylène avec rebords de 5 mm formant cuvette. Sur toute la surface de la plaque, nous disposerons, à plat, une bande de tissu verre-carbone. Sur les bords des deux grandes longueurs du tissu, sera coulé un filet de résine conductrice (type 260 L de la Société SIKA) étalé au rouleau ébulleur afin d'obtenir des bandes de 7 cm de largeur. Aux extrémités de ces bandes de résine conductrice seront connectés les câbles multibrins cuivre d'amenée de courant. Après polymérisation, nous coulerons une résine polyuréthane bicomposante souple et teintée. La quantité sera de 0,400 kg par m2. Elle sera bien répartie au rouleau peau de mouton et serrée au rouleau ébulleur. Avant la polymérisation, un poudrage de 0,200 kg/m2 de silice calibrée à 0,3 mm aura pour but de rendre la surface rugueuse pour le bon accrochage des colles à revêtements. Six heures plus tard (à 200C), l'ensemble sera démoulé et retourné pour recevoir une couche de résine identique à raison de 0,200 kg/m2. Le poudrage de silice sera également prévu sur cette face. L'ensemble sera alors prêt à être posé par collage acrylique sur le support (béton, acier, bois...) Les petites dénivellations existant entre les zones de sol avec plaques chauffantes et les zones sans plaques seront comblées par un simple produit de ragréage utilisé sous tout revêtement de sol collé. REVENDICATIONS i] - Structure chauffante constituée d'un tissu verre-carbone aux caractéristiques suivantes * Support en fibres de verre tissées de 170 g/m2. * Fibres de carbone comprenant chacune 3.000 fils de 8 Microns et tressées dans le tissu de verre dans les deux sens suivant un pas de 7 mm. 2] - Structure suivant revendication 1, ncyée dans un film de résine Epoxy bi-ccmposante à polymérisation lente d'épaisseur 1 mm. 3] - Structure suivant revendication 1, noyée en préfabrication dans un film de résine polyuréthane souple bi-ccmposante assurant une souplesse de l'ensemble. 4] - Structure suivant l'une des revendications 1 et 3, avec rugosité de surface (pour un bon collage avec d'autres matériaux) assurée par la projection de quartz 0,3 mm sur les résines de fermeture des deux faces, avant polymérisation. 5] - Structure suivant revendication 1, à continuité électrique apportée par le "pontage" des fibres carbone dans les deux sens en cas de coupure accidentelle de fibre ainsi que de mauvaise connexion d'une ou plusieurs fibres, à la source. 6] - Structure suivant l'une des revendications 1, 2 et 3 avec ccnnexion électrique entre les tresses cuivre d'amenée de courant et les fibres carbone d'extrémité de lé, assurée par résine conductrice type 260 L ou similaire. 7] - Structure suivant l'une des revendications 1 à 6 pouvant être appliquée sur support sans modifier l'altimétrie de plus de 1 mm. 8] - Structure suivant l'une des revendications 1 à 7 pouvant constituer un écran anti-fissuration dans le cas d'application sur des supports tendres ou fragiles. 9] - Structure suivant l'une des revendications 1 à 8 représentant un nouveau mode de chauffage insérable entre des revetements de sols tels que carrelage, moquette, sol plastique, sol cculé et le support sous-jacent.