Brevet FR2694322A1 — publié le 19940204

La présente invention a pour objet un panneau modulaire pour la réalisation d'un réseau conducteur ainsi que les connecteurs associés. Actuellement, les réseaux conducteurs, qu'ils sta- gissent de réseaux de données ou d'alimentation électrique, requièrent des ensembles de fils conducteurs spécifiques au transfert du courant ou des données. Ces ensembles de faisceaux de fils posent des problèmes d'encombrement d'une part et rendent les systèmes de câblage complexes et onéreux. D'autre part, ces faisceaux ne sont pas souples d'utilisation car pour toute modification d'implantation sur site, il est nécessaire de rajouter des fils aux faisceaux ou bien d'en supprimer ou pour le moins de déplacer les fils concernés par la modification. Ceci est encore plus vrai pour les installations temporaires sur des stands lors de salons, de foires exposition ou d'autres manifestations similaires. Il convient de remarquer également que non seulement il est souvent nécessaire de déplacer l'appareillage du point de vue de l'implantation, mais il est également nécessaire dans certains cas de déplacer tous les boîtiers de commande correspondants ce qui augmente encore la difficulté, le temps et les frais à engager. On connaît par la demande de brevet FR-A-2 607 174 des panneaux composites pour la réalisation de salles pré-équipées, dites salles blanches, pour la mise en place rapide de matériel informatique. Ces panneaux composites peuvent être liés les uns aux autres pour constituer des murs et des sols ainsi que des cloisonnements. Ces panneaux ont des propriétés de résistance mécanique compatibles avec la construction de bâtiments. Dans ces panneaux il est prévu de disposer des tresses de liaison métalliques de façon à réaliser une cage de Faraday. De tels panneaux ne permettent pas de réaliser des réseaux de communication ou d'alimentation électrique et il n'est prévu aucun connecteur associé. Le but de la présente invention est de proposer un panneau modulaire pour la réalisation d'un réseau conducteur qui supprime les faisceaux de fils, qui permet un positionnement et des modifications à volonté et ceci de façon immédiate, qui présente toutes les sécurités requises lorsqu'il est utilisé pour de l'alimentation électrique, qui est facile à installer et qui peut être amovible ou fixé à demeure, dont la fabrication peut être aisément industrialisée, dont le prix de revient, en fonction du choix des matériaux, peut être relativement bas, qui se prête néanmoins à la mise en place de matériaux sophistiqués pour certaines applications particulières, et qui s'applique à de nombreux domaines d'activité. A cet effet, le panneau modulaire selon l'invention pour la réalisation d'un réseau conducteur, notamment applicable à l'alimentation électrique se caractérise en ce qu'il comprend au moins une couche de matériau isolant et deux couches de matériau conducteurs disposées respectivement sur l'une et l'autre face de ce panneau. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le panneau comprend au moins trois couches de matériau isolant et au moins deux couches de matériau conducteur interposées chacune respectivement l'une et l'autre entre deux couches de matériau isolant. Les matériaux isolant et conducteur sont des matériaux aptes à recevoir des éléments pénétrant par simple poinçonnage et/ou vissage. Selon un mode de réalisation particulier, le matériau isolant est une mousse isolante du type polyuréthanne et le matériau conducteur est un film métallique. L'invention a également pour objet le connecteur pour panneaux selon l'invention et ce connecteur peut comprendre selon un mode de réalisation principal de l'invention au moins une broche comportant un corps en matériau isolant, muni d'une extrémité en forme de poinçon et des zones conductrices correspondant au nombre de couches conductrices du panneau, espacées les unes des autres d'une distance correspondant axialement à l'épaisseur e qui sépare les deux couches conductrices successives d'un même panneau, chaque zone conductrice de la broche ayant une longueur axiale inférieure à cette épaisseur e. Selon une application particulière de l'invention, la broche supporte à son autre extrémité un appareillage, et/ou des moyens de commande de cet appareillage, relié aux zones conductrices de la broche. Selon une variante du mode de réalisation principal, le connecteur comprend un nombre de broches correspondant au nombre de couches conductrices, chacune de ces broches comprenant une seule zone conductrice disposée à une hauteur telle qu'elle correspond à la couche conductrice recherchée. Selon une autre variante de l'invention, la broche comporte une partie d'extrémité filetée formant vis autotaraudeuse. Selon une autre variante, la broche supporte également un module de codage ou de décodage suivant qu'il s'agit d'un moyen de commande d'un appareil lage ou d'un appareillage, de façon à pouvoir commander ledit appareillage par les moyens de commande grâce à un signal codé. L'invention est décrite ci-après en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe d'un mode de réalisation particulier d'un panneau selon l'invention à deux conducteurs, - la figure 2 représente une vue schématique en coupe de ce même panneau muni d'un connecteur selon l'invention à broche unique, - la figure 3 représente une vue identique à celle de la figure 2 mais avec un connecteur à deux broches, - la figure 4 représente une vue schématique en coupe d'un panneau selon l'invention muni d'un appareillage et du moyen de commande correspondant à cet appareillage, - la figure 5 représente la liaison entre deux panneaux adjacents, et - la figure 6 représente un montage de broche à filetage selon une variante de réalisation de l'invention. Sur la figure 1 on a représenté un panneau modulaire selon l'invention. Ce panneau comprend trois couches 10, 12, 14 de matériau isolant de l'électricité superposées les unes aux autres avec interposition de deux couches 16, 18 de matériau conducteur de l'électricité, disposées respectivement entre les première et deuxième couches 10 et 12 et entre les deuxième et troisième couches 12 et 14. Les matériaux isolants sont des mousses plus généralement du type polyuréthanne de façon qu'elles puis sent recevoir des éléments pénétrants par poinçonnage ainsi que cela sera décrit ultérieurement. On peut également utiliser des fibres isolantes tissées ou non-tissées ou bien encore des plaques de matériau plein, réalisées à partir de matériaux polymères ayant certaines caractéristiques élastiques. Quant au matériau conducteur on peut envisager tout types de matériaux conducteurs du moment qu'ils sont aptes à recevoir des éléments pénétrants par poin çonnage et qu'ils assurent le transfert de signaux, ou du courant électrique. Un film métallique une nappe de fibres conductrices, une grille, un grillage, un maillage métallique, ou une tôle en métal déployée, conviennent parfaitement pour une telle application. Sur la figure 2 on a représenté un connecteur 20, qui est réalisé en matériau isolant et qui présente à son extrémité 22 une forme de poinçon, et qui comporte deux zones conductrices 24 et 26. Le connecteur représenté est du type crayon, cylindrique à extrémité pointue. Les deux zones conductrices 24 et 26 sont espacées coaxialement l'une de l'autre d'une distance h inférieure à l'épaisseur e séparant les deux couches consécutives en matériau conducteur 16 et 18. Deux fils de raccordement 28 et 30, respectivement reliés à chacune des zones conductrices (24, 26), permettent de recevoir le signal transféré par les couches conductrices et de la transmettre à ltexté- rieur du panneau. La mise en place de ce type de connecteur est instantanée puisqu'il suffit d'exercer une pression manuelle sur ce connecteur pour le faire pénétrer à travers le panneau et de façon que le positionnement s'effectue aisément, le connecteur comprend à sa partie supérieure une butée qui vient se plaquer contre la surface extérieure de la première couche 10 de matériau isolant afin, que lorsque cette butée est au contact de cette couche, les zones conductrices soient situées au droit des couches conductrices respectives du panneau. La variante représentée sur la figure 3 comprend un connecteur 30 à deux broches 32 et 34, chacune des broches ayant une zone conductrice unique, qui est disposée sur la broche à une distance h telle que la profondeur de pénétration dans le panneau corresponde à la profondeur à laquelle est située la couche conductrice avec laquelle on souhaite établir la connection. Dans l'exemple représenté la zone conductrice 36 de la première broche 32 est en contact avec la première couche conductrice 16 du panneau et la zone conductrice 38 de la seconde broche 34 correspond à la deuxième couche conductrice 18 du panneau. Dans cet exemple les broches sont surmontées d'un appareillage 40. Dans l'exemple représenté il s'agit d'une application à l'alimentation en énergie électrique, le premier conducteur 16 correspondant à l'alimentation et le second conducteur 18 correspondant à la masse. Dans ce cas, l'appareillage représenté est une prise électrique. On comprend ainsi les avantages de l'invention puisqu'il suffit de faire pénétrer les broches du connecteur surmonté de son appareillage pour avoir immédiatement une prise alimentée en courant électrique et disposée à l'endroit où on le souhaite sur la surface du panneau. De tels panneaux peuvent être disposés verticalement sur les murs d'un local ou bien directement sur le sol. Dans le cas de l'alimentation en énergie électrique, il est possible d'une part de réaliser une installation avec le courant du secteur, les épaisseurs et les qualités des matériaux isolants seront adaptées en conséquence, tout comme la capacité du matériau conducteur qui sera déterminée par sa nature, son épaisseur. On peut également envisager une alimentation en basse tension, notamment pour des applications d'éclairage ou de certains appareillages électriques fonctionnant en basse tension, notamment tous les systèmes d'électrolyse à lampes halogènes. On peut également envisager la distribution électrique sous forme triphasée, et dans ce cas il convient de rajouter une couche de matériau conducteur et une couche de matériau isolant de façon, le principe de connection restant strictement identique. La facilité de mise en place des connecteurs dépend de la nature des matériaux isolants et conducteurs utilisés. De même la nature des matériaux influe sur le fait que le déplacement d'un connecteur laisse subsister des "traces", ceci dépend également de la nature des connecteurs et de leurs dimensions. Il se trouve que les connecteurs peuvent avoir des dimensions réduites et d'autre part, les panneaux peuvent être recouverts d'un tissu, d'un revêtement qui autorise la pénétration des broches des connecteurs entre les mailles et qui, de par son élasticité propre, permet de masquer les éventuels trous laissés par les connecteurs après leur retrait. Le mode de réalisation illustré sur la figure 4 présente un intérêt certain pour les applications en réseau. En effet, sur cette figure il est représenté d'un côté un appareillage 50 qui, dans le mode de réalisation est une douille 54 surmontée d'une ampoule d'éclairage 55, la douille étant fixée au sommet d'un connecteur 52 lui-même muni de deux broches 56, 58 de connection. La douille 54 est donc implantée jusqu'à venir en appui contre la face extérieure du panneau, les deux broches 56, 58 pénétrant alors à l'intérieur du panneau jusqu'à leurs couches conductrices respectives. L'ampoule 55 est donc alimentée en énergie électrique. D'autre part, sur cette figure il est représenté les moyens de commande de cet appareillage particulier. Ces moyens de commande 60 comprennent un commutateur 62, disposé sur un connecteur 64, à deux broches 66, 68 qui viennent au contact des deux couches de matériau conducteur. Il est en outre prévu un module de codage 70, dis pOS: sur le connecteur 64 des moyens de commande et un module de décodage 72 disposé sur l'appareillage lui-même, plus particulièrement sous la douille. Ce module de décodage 72 est en outre complété par un interrupteur 73 disposé lui-même sous la douille. De cette façon, lorsque l'utilisateur appuie sur le commutateur 62, il envoie un signal codé qui est transmis par l'intermédiaire des deux broches 66 et 68 aux deux couches de matériau conducteur, puis ce signal se propage jusque dans les deux broches 56, 58 de la douille et arrive jusqu'au module de décodage 72. Suivant le signal envoyé, le module de décodage réagit et commande à son tour l'interrupteur de la douille qui coupe ou alimente l'ampoule disposée à sa partie supérieure. Le message étant codé, il n'est reconnu que par le module de décodage concerné et programmé de façon identique. On peut donc réaliser un réseau complet avec un interrupteur muni d'un module de décodage et il est possible de programmer les appareillages à commander simultanément. La souplesse d'installation d'un tel réseau découle directement de l'invention puisqu'il est possible à tout moment de rajouter un appareillage à un endroit quelconque, il suffit de prévoir le codage correspondant et il est également possible de le supprimer à tout moment. Selon une variante de l'invention, il est prévu une troisième couche conductrice indépendante des deux premières et qui peut servir, par exemple, uniquement au transfert des signaux de commande, les deux premières couches de matériau conducteur étant elles réservées à l'alimentation électrique. De même il est possible de gérer de façon centrale l'ensemble des signaux par un centre de gestion des signaux connecté au panneau qui reçoit les différents signaux des différents appareillages ou moyens de commande et qui les interprète et renvoie les ordres vers les différentes destinations. Une telle centralisation permet de réaliser des systèmes va-et-vient, de télérupteur, de temporisation, de minuterie, etc ... tels que ceux réalisés actuellement à l'aide de faisceaux de fils. Sur la figure 5 on a représenté de façon schématique la jonction de deux panneaux juxtaposés car il con vient en effet de prévoir une liaison de qualité entre les couches de matériau conducteur. Dans le cas représenté sur cette figure, les deux panneaux juxtaposés ont un chant ou bord en escalier de façon que les différents conducteurs viennent se superposer l'un à l'autre, les panneaux étant ensuite reliés mécaniquement l'un à l'autre par tout moyen adapté et notamment par collage. En ce qui concerne la sécurité vis à vis des perforations éventuelles à l'aide d'un élément conducteur par un utilisateur non averti, il est prévu que la première couche accessible soit le neutre ou la terre de façon que lorsque le conducteur perfore la deuxième couche, il se produise un court-circuit, ce qui aura pour effet de déclencher les sécurités du système électrique général, fusibles ou disjoncteurs par exemple. Les applications potentielles de ce type de panneaux munis de connecteurs sont nombreuses tant en décoration pour des panneaux de stands d'exposition, des enseignes ou des fonds de vitrines de magasin, que pour le secteur domestique avec un réseau électrique intégré par les murs, le plafond, le sol ou les cloisons, ou que pour la réalisation de réseau téléphones, hif i, vidéo ou informatiques notamment. Selon une variante simplifiée de réalisation du panneau modulaire il est également possible pour certaines applications particulières dans lesquelles les panneaux par exemple sont intégrés dans une cloison de ne prévoir qu'unie seule couche de matériau isolant sur les surfaces de laquelle on pose des films conducteurs. Dans ce cas, les connecteurs sont montés de façon identique mais par contre les deux couches conduc trices sont isolées par rapport à l'utilisateur grâce aux cloisons. Un mode de réalisation intermédiaire prévoit un panneau modulaire comprenant successivement une couche de matériau isolant, une couche de matériau conducteur, une couche de matériau isolant et une couche de matériau conducteur, la troisième couche de matériau isolant étant supprimée car le second conducteur est protégé de l'accessibilité par l'utilisateur compte tenu de son orientation dans une cloison par exemple. Sur la figure 6, on a représenté une variante de réalisation dans laquelle les broches sont des vis dont le corps, muni d'un filetage auto-taraudant, pénètre dans les différentes couches. Les vis sont isolées sur une partie de leur longueur comme les broches afin de n'hêtre en contact simulta nément qu'avec une seule couche. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les panneaux peuvent être simplement juxtaposés par leurs chants à coupe droite. Dans ce cas, la liaison électrique est obtenue pour chacune des polarités par deux broches de même longueur reliées entre elles par un câble conducteur de façon à connecter au même potentiel deux couches adjacentes. REVENDICATIONS 1. Panneau modulaire pour la réalisation d'un réseau conducteur, notamment applicable à l'alimentation électrique caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche de matériau (10, 12, 14) isolant et au moins deux couches (16, 18) de matériau conducteur disposées respectivement sur l'une et l'autre face du panneau. 2. Panneau modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois couches de matériau isolant et au moins deux couches de matériau conducteur interposées chacune respectivement entre deux couches de matériau isolant. 3. Panneau modulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les matériaux isolant et conducteur sont aptes à recevoir des éléments (22, 23, 24) pénétrant par poinçonnage et/ou vissage. 4. Panneau isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau isolant est une mousse de type polyuréthanne et le matériau conducteur est un film métallique. 5. Connecteur pour panneau modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une broche (22) comportant un corps en matériau isolant muni d'une extrémité en forme de poinçon et des zones conductrices (24, 26) correspondant au nombre de couches (16, 18) conductrices du panneau, espacées les unes des autres d'une distance correspondant axialement à l'épaisseur e qui sépare deux zones conductrices successives d'un panneau, chaque zone conductrice ayant une longueur axiale inférieure à cette épaisseur e. 6. Connecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la broche supporte à son autre extrémité un appareillage (20), et/ou des moyens de commande (60) de cet appareillage, relié aux zones conductrices de la broche. 7. Connecteur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend un nombre de broches correspondant au nombre de couches conductrices, chacune de ces broches comprenant une seule zone conductrice. 8. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que la broche comporte une partie d'extrémité filetée formant vis autotaraudeuse. 9. Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend pour chacune des polarités deux broches de même longueur reliées entre elles par un câble conducteur de façon à connecter au même potentiel deux panneaux adjacents.