Brevet FR2718832A1 — publié le 19951020

La présente invention concerne le perfectionnement d'une technique de diffusion d'air traité à travers une membrane perméable à l'air utilisée comme faux plafond d'un local. A ce titre elle relève des domaines de la ventilation, chauffage et climatisation des bâtiments. Le dispositif selon l'invention vise à compléter et améliorer la méthode de filtration d'air, la méthode de répartition de l'air diffusé à travers le faux plafond, la méthode de soufflage de l'air traité dans le volume de faux plafond, la méthode de reprise de l'air à recycler après sa traversée du local traité. La technique de diffusion d'air à travers une membrane perméable et les perfectionnements ici visés mettent à disposition sur la totalité de la surface du local traité, dans la technologie proposée, un volume de faux plafond pouvant être utilisé comme gaine technique accessible démontable transparente à de nombreux signaux utilisés en équipement technique du bâtiment. A ce titre, la présente invention relève de l'équipement technique du bâtiment. On connaît le brevet français de numéro d'enregistrement national 89 07052 qui décrit une technique de distribution d'air à travers un tissu tendu. La présente invention se présente comme un perfectionnement du procédé en référence décrit dans le brevet français de numéro d'enregistrement national 89 07052 et à ce titre utilise pour tout ou partie les revendications de ce brevet. Le dispositif selon l'invention vise à améliorer les caractéristiques de filtration, de diffusion d'air du procédé en référence et à simplifier la mise en oeuvre du procédé en référence dans ses composantes bouche de soufflage et bouche de reprise. Le procédé en référence permet le soufflage d'un air traité par une bouche de soufflage se présentant comme une fente de faible hauteur située dans le mur ou la cloison de la pièce traitée et immédiatement sous la dalle supérieure. Cet air, après avoir traversé un filtre du type filtre à poche unique, se répartit dans une lame d'air située entre une membrane perméable inférieure utilisée comme faux plafond et la dalle supérieure éventuellement recouverte en sous face d'une nappe isolante thermique. Après répartition dans ce volume constituant une lame de distribution d'air, I'air traité diffuse à travers la membrane perméable utilisée comme faux plafond et se répartit dans le volume de la pièce traitée. Après avoir migré dans le local, I'air est ensuite extrait du local à travers une grille de reprise située typiquement en partie basse en encastrement dans un mur, une cloison ou une porte. Suivant une première variante proposée, l'air recyclé est alors repris par une unité de traitement d'air centralisée, distribué par un faux plafond étanche faisant office de gaine, puis introduit dans chaque local traité par une bouche de soufflage décrite plus haut. Suivant une deuxième variante, le traitement d'air est effectué par une unité de traitement d'air disposée à l'intérieur de chaque local traité, telle qu'un ventilo convecteur en montage mural, les orifices de soufflage et reprise réalisés par percement au niveau des murs ou portes n'ayant plus lieu d'être. Le dispositif selon l'invention a pour but de perfectionner le procédé de diffusion d'air à travers des membranes perméables utilisées en faux plafond cité en référence. Le dispositif selon l'invention comporte une membrane perméable réalisant la filtration de l'air diffusé. Cette membrane de filtration disposée sur l'intégralité de la surface traitée est située au dessus de la membrane perméable utilisée comme faux plafond de telle sorte qu'elle ne vienne pas en contact avec elle afin d'éviter des différences d'aspects visibles du local. Cette membrane est de préférence tendue sur ses rives sur un profilé de fixation fixé sur les parois verticales et éventuellement soutenue par des fils tendus sous cette membrane de filtration. Cette membrane de filtration vise à assurer l'assainissement de l'air diffusé, la protection de la membrane perméable utilisée en faux plafond contre un éventuel encrassement provoqué par les poussières et autres particules transportées par l'air qui la traverse. Cette membrane de filtration vise à provoquer de très faibles pertes de charge compte tenu de la grande surface de filtration, vise à assurer une éventuelle correction acoustique du local par la membrane de filtration montée enFplenum Le dispositif selon l'invention comporte une gaine plate, intégrée dans le volume de faux plafond, sans équipement terminal de diffusion qui lui soit directement associé, destinée à diriger l'air traité de la bouche de soufflage vers les zones du volume de faux plafond généralement situées au dessus des parois présentant de forts bilans thermiques. Cette gaine vise également à constituer une protection acoustique relativement aux bruits émanant de l'unité de traitement d'air et plus particulièrement du ventilateur. Le dispositif selon l'invention comporte une bouche de reprise située à une hauteur relativement au sol telle que l'air repris soit puisé dans le matelas d'air situé en partie haute du local, cet air étant à une température supérieure à la température moyenne du volume d'occupation du local du fait de la stratification. Cette position de la bouche de reprise vise à diminuer les conséquences néfastes en terme de gradient de température vertical dû à la stratification en mode chauffage, vise à puiser l'air extrait dans la zone la plus chaude en mode rafraichissement. La bouche de reprise ainsi créée assure le passage de l'air à travers un canal d'écoulement de type silencieux double équerre, réalisé dans l'épaisseur de la paroi murale, visant de ce fait à assurer une isolation acoustique entre locaux dont la qualité ne soit pas sensiblement affectée par le dispositif. Le dispositif selon l'invention comporte un module de transfert regroupant le dispositif de reprise et la bouche de soufflage encastré dans une paroi murale. Ce module de transfert dans une réalisation préférentielle est encastré dans l'épaisseur de la paroi en imposte d'une porte du local traité, entre la partie supérieure du cadre de la porte et la face inférieure du plafond, sur tout ou partie de la largeur du cadre de porte. Cette disposition vise à satisfaire trois objectifs, objectif d'iDtégråtion esthétique de la bouche de reprise au cadre de porte, objectif de simplification de mise en oeuvre par regroupement des orifices de soufflage et reprise nécessitant un unique percement en paroi murale, objectif d'éventuelle intégration d'un composant unique industrialisable regroupant les orifices de soufflage et reprise ainsi que une éventuelle unité de traitement d'air par pièce. On va maintenant décrire à l'aide d'un exemple une réalisation correspondant à la forme de réalisation préférentielle de l'invention en se référant aux dessins annexés: La figure 1 est une vue schématique en coupe, dans un plan vertical contenant l'axe de la gaine plate de soufflage, d'un local auquel l'invention est appliquée; La figure 2 est une vue schématique en coupe, dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe de la gaine de soufflage, d'un local auquel l'invention est appliquée; La figure 3 est une vue schématique en perspective des écoulements d'air dans l'ensemble des éléments constitutifs du procédé situés dans le volume de faux plafond; La figure 4 représente une vue dans un plan horizontal de la gaine plate et du filtre fixé sur les profilés en rive; La figure 5 représente un exemple d'accrochage du filtre ct de la membrane perméable utilisée comme faux plafond sur des profilés fixés sur les parois verticales; La figure 6 représente en coupe dans un plan vertical perpendiculaire à la paroi de montage le module de transfert complet implanté en imposte de porte (3). Un exemple de réalisation correspondant à la forme de réalisation préférentielle comportant une unité de traitement d'air par pièce traitée, de type ventilo convecteur en montage mural, est représentée sur la figure 1. Les figures 2 et 3 permettent en association avec la figure 1 une meilleure compréhension de la disposition des composants du procédé, du chemin suivi par l'air, des modifications ou compléments apportés par la présente invention au titre de perfectionnements au procédé cité en référence. L'air destiné au local (1) est tout d'abord introduit par une bouche de soufflage (2), située en partie haute de l'imposte de porte (3) à l'intérieur d'une gaine plate (4) selon l'invention. Cette bouche (2) est une fente de faible hauteur qui s'étend sur tout ou partie de la largeur de l'imposte de porte (3). L'air passe ensuite à l'intérieur d'une gaine plate (4) selon l'invention, située sous le plafond (5) ou éventuellement sous une nappe isolante (6) fixée sous ce plafond (5), cette gaine (4) étant disposée selon l'invention dans la lame d'air (7) située au dessus de la membrane de filtration (11) selon l'invention. La gaine plate (4) selon l'invention dirige le flux d'air traité vers la zone préférentielle de diffusion d'air (8) au voisinage de la fenêtre (9) du local traité (1). L'air est alors soufflé dans la lame d'air (7), lame d'air limitée sur sa face supérieure par le plafond (5) ou la nappe isolante (6), limitée sur ses faces latérales par les murs ou cloisons du local (10), limitée sur sa face inférieure par un filtre (il) disposé selon l'invention sur la totalité de la surface traitée. L'air se répartit dans la lame d'air (7) puis traverse le filtre (11) selon l'invention, puis la membrane perméable (13) utilisée comme faux plafond. Ce dispositif de filtration selon l'invention est caractérisé par le fait que la grande surface de filtration vise à obtenir des pertes de charge négligeables à la traversée du filtre (11), typiquement de l'ordre du Pascal pour les débits spécifiques d'air traité et la perméabilité de l'élément filtrant utilisé. Le dispositif selon l'invention vise à provoquer au niveau du filtre des vitesses de filtration très faibles, de l'ordre de un centimètre par seconde, conséquence du choix de la grande surface de filtration et d'un taux de brassage usuel en climatisation. Les débits d'air par unité de surface très fables qui en résultent visent à fournir à la membrane de filtration une grande longévité due à la forte capacité de rétention du filtre liée à la grande surface utilisée. ll en découle un encrassement lent et une bonne efficacité de filtration. Cette caractéristique du procédé selon l'invention vise à faciliter la maintenance de l'installation de diffision par le grand intervalle de temps ménagé entre deux changements ou nettoyages de la membrane de filtration. Les membranes de filtration utilisées selon l'invention sont disponibles en largeur suffisante pour assurer une couverture en une seule laize d'une laize de la membrane perméable (13) utilisée en faux plafond. L'air diffusé pénètre ensuite dans le volume du local (1) à des vitesses très faibles, de l'ordre de un centimètre par seconde. Les mouvements d'air dans 1 local (1) scat . :gis par les mécanismes thermo-convectifs définis tout à la fois par les conditions imposées par la diffusion d'air et par les conditions imposées par les parois en fonction principalement des températures extérieures. Le dispositif selon l'invention vise à privilégier la difflision d'air au dessus des zones à fort bilan thermique, ici la zone (8) située au. dessus de la fenêtre. Cette diffusion préférentielle vise à améliorer le mélange entre l'air diffusé et l'air déplacé par les courants thenno- convectifs en mode chauffage. En mode rafraichissement, le dispositif selon l'invention vise à privilégier une difflision d'air au voisinage des vitrages (8) et des parois verticales (12) afin de provoquer une chute d'air frais le long des parois verticales en couche mince hors de la zone d'occupation. Le débit volumique d'air soufflé est extrait pour tout ou partie au niveau de la grille de reprise (17) située selon l'invention juste au dessus du cadre de porte (16) et donc en partie basse de l'imposte de porte (3). Cette disposition selon l'invention vise à améliorer les conditions de confort thermique dans le local traité (1). La bouche de reprise est située au dessus du volume d'occupation ou encore du volume susceptible d'être utilisé par les occupants. En mode chauffage, cette disposition selon l'invention vise, PN aspiration d'une couche d'air située grossièrement au niveau de la bouche de reprise, à séparer le volume de la pièce en trois couches superposées, la couche supérieure d'air chaud stratifié où existent de forts gradients de tempéraures verticales incompatibles avec de bonnes conditions de confort, la couche intermédiaire où se développe un transfert convectif entre couche inférieure et supérieure et qui alimente principalement la bouche de reprise, la zone inférieure qui englobe le volume d'occupation et y définit des conditions de température relativement homogènes ainsi que de faibles vitesses d'air. Dans un exemple de réalisation correspondant à la forme de réalisation préférentielle selon les figures 1, 2, 4 et 6, cette bouche de reprise (14) est associée à la bouche de soufflage (2) dans un module de transfert occupant tout ou partie de l'imposte de porte (3), du haut du cadre de porte (16) jusqu'au plafond (5) ou à la nappe d'isolation (6) et sur tout ou partie de la largeur et épaisseur de l'imposte (3). La bouche dc reprise (14), faisant partie du module de transfert comporte une grille de reprise (17) dont la finalité est principalement esthétique, un pré filtre (18) éventuel pour la protection de la batterie du ventilo convecteur (19), un canal d'écoulement d'air (20) de type double coude ou double équerre, un remplissage sur les deux faces hautes et basses réalisé par deux matelas (21) et (22) en matériaux absorbant acoustique, un orifice de sortie (23) en liaison directe avec le ventilo convecteur (19). Le module de transfert est complété par deux panneaux l'un en face avant (24) du coté du local traité, I'autre (25) en arrière en amont du ventilo convecteur (19). Ces deux panneaux (24) et (25) réalisés en matériaux tels que du panneau de plâtre permettent l'adaptation aux dimensions non standard dans le bâtiment telles que la hauteur dispomble au dessus du cadre de porte (16). Les autres éléments du module de transfert tels que la grille de reprise (17) le pré filtre (18), les matelas absorbant (21) et (22) et l'élément de séparation (26) entre zone de reprise et zone de soufflage qui supporte les matelas absorbant (21) et (27) sont adaptés à la largeur d'une porte standard et leur conception les rend adaptables aux différentes épaisseurs de l'imposte de porte (3). Le module de transfert vise à obtenir un isolement acoustique entre local traité (1) et la pièce adjacente suffisant pour satisfaire aux normes en vigueur, en ne générant pas de pont acoustique plus important que celui généré par la porte située immédiatement au dessous du module de transfert. La forme du canal d'écoulement (20) intégré dans l'épaisseur de la paroi d'imposte de porte et sans débordement, I'utilisation des matelas absorbant acoustique (21) et (22) visent à réaliser un piège à son double équerre, atténuant les bruits émis par le ventilateur du ventilo convecteur (19). Dans un exemple de réalisation correspondant à la forme de réalisation préférentielle selon l'invention présentée par les figures 1, 2, 4, et 6, le ventilo convecteur (19) est monté en position murale hors du local traité (1), typiquement dans la pièce de distribution adjacente. n est accolé au module de transfert de telle sorte que ses orifices d'aspiration et de soufflage communiquent directement avec l'orifice de reprise (23) et la bouche de soufflage (2) du module de transfert. Les raccordements en eau, électricité, air de VMC double flux éventuellement, évacuation de condensats sont regroupés dans un faux plafond technique unique situé dans la pièce de circulation adjacente, ce qui vise à faciliter la mise en oeuvre comme la maintenancc. Cette disposition du ventilo convecteur hors du local traité vise à atténuer les bruits générés par le ventilo convecteur dans le local (1). Dans un exemple de réalisation correspondant à la forme de réalisation préférentielle selon l'invention la méthode de mise en oeuvre de la membrane perméable de filtration (11) et de la membrane utilisée comme faux plafond (13) est présentée en figure 5. Un profilé de type (28) ou équivalent servant à l'accrochage du faux plafond (13) est fixé sur toute la périphérie du local traité sur les parois verticales (in). ll est généralement placé à une dizaine de centimètres sous la dalle, ce qui correspond aux épaisseurs minimales requises pour l'ensemble comportant la nappe isolante (6), la lame d'air (7), la membrane filtrante (11) et la membrane perméable de faux plafond (13). Le profilé (28) permet le montage et le démontage de la membrane (13) formant faux plafond par une technique de blocage d'une languette (29) sur laquelle s'enroule la membrane (13) utilisée comme faux plafond. La membrane filtrante (11) est fixée en rive sur un profilé (30) ou équivalent qui permet de la tendre afin de lui éviter de venir en contact avec la membrane perméable (13). Dans le cas ou la tension ainsi réalisée n'est pas suffisante, des fils (32) accrochés sur des crochets (31) supportent la membrane de filtration (11). Le profilé (30) autorise le montage et le démontage de cette membrane de filtration (11). La gaine (4) est fixée sur ses bords grâce à un profilé identique à celui utilisé précédemment (30) lui même fixé au plafond (5) ou à travers la nappe isolante (6) au plafond. (5). Revendications: 1. Dispositif de perfectionnement d'un procédé de diffilsion d'air par faux plafond à membrane perméable tendue utilisé en chauffage ventilation et climatisation, procédé dont les éléments consitifs du roseau de distnbution d'air en volume de faux plafond sont constitués par le plafond (5) du local (1) ou par une nappe isolante (6) fixée sous ce plafond (5) pour sa face supérieure, par une membrane perméable (13) ou toute arrre surface perméable utilisée comme faux plafond pour sa face inférieure, le dispositif de perfectionnement complétant le dit procédé par une membrane perméable filtrante (11) visant à protéger la membrane (13) d'un encrassement trop rapide et à améliorer la qualité sanitaire de l'air traité, caractériré en ce que la membrane perméable filtrante (11) est tendue sur la totalité de la surface du local (1) au dessous du plafond (5) du local (1) ou d'une nappe isolante (6), au dessous de la fente de soufflage (2) et au dessus du faux plafond perméable (13) créant ainsi une lame d'air (7) constituant un plenum de soufflage disposée sur la totalité de la surface du local (1) située entre le plafond (5) ou la nappe isolante (6) et la dite membrane filtrante (11). 2. Dispositif selon la revendication 1 visant à faciliter les montages et démontages de la membrane filtrante (11) au dessus de la membrane perméable (13) utilisée en faux plafond, sans qu'il y ait contact entre ces deux membranes, caractérisé en ce que la membrane filtrante (11) est accrochée et tendue en rive sur des profilés de fixation (30) eux mêmes fixés sur les parois verticales (10) du local, la dite membrane (l 1) pouvant être soutenue par des fils tendus (32) entre des crochets (31). 3. Dispositif selon la revendication 1 comportant une gaine plate (4) de faible épaisseur, située dans la lame d'air (7) entre le plafond (5) ou la nappe isolante (6) et la membrane perméable filtrante (11), cette lame d'air (7) étant utilisée en plenum de soufflage, caractérisé en ce que le dispositif canalise l'air destiné à être filtré par la membrane (11) de la fente de soufflage (2) située en partie haute d'une paroi verticale (10) et immédiatement sous le plafond (5) ou la nappe isolante (6) vers la zone du volume de fåux plafond (8) située au dessus des parois à fort bilan thermique (9), zone (8) où cet air destiné à être filtré est soufflé hors de la game (4) dans la lame d'air (7) sans nécessiter d'équipement terminal pour la gaine (4) . 4. Dispositif selon les revendications 1 et 3 comportant un volume unique, appelé module de transfert, regroupant une bouche de soufflage (2) de l'air destiné à être filtré par la membrane (11) et une bouche de reprise (14) caractérisé en ce que le module de transfert est encastré dans une réservation située dans la partie haute d'une paroi verticale (10) et préférentiellement en imposte de porte (3)), de telle sorte que la bouche de reprise (14) soit située à une hauteur relativement au sol correspondant à la hauteur d'un haut de porte et préférentiellement immédiatement au dessus d'un cadre de porte,.