Brevet FR2748544A1 — publié le 19971114

Titre: Obtention d'isolations thermiques et acoustiques structurales, d'impédance thermique, à encombrement égal, d'un ordre de grandeur supérieur à celle des meilleures isolations gazeuses non convectives. 2 Description 2-1 Domaine technique: Réalisation de conteneurs isothermes à grande autonomie, nécessités pour les transports frigorifiques ou thermiques sans possible adjonction de systèmes de contrôle thermique, (vaccins, transports aériens en soute. Réalisation d'éléments de construction de même demande technologique, pour climats extrêmes ou locaux à forte impédance acoustique. 2-2 État technologique antérieur : Notre invention se situe à la jonction entre les isolations thermiques réalisées à l'aide de matériaux alvéolaires, de conductibilité thermique très voisine de celle du gaz qu'ils immobilisent, et celles obtenues sous vide aménagé avec des écrans de réflexion thermique multiples, I'espace sous vide étant délimité par deux enceintes concentriques spectrographiquement étanches, résistant respectivement à la pression et à l'implosion. Les épaisseurs de matériaux isolants alvéolaires sensitivement acceptées sont passées de 4 à 10 cm entre 1970 et 1990, offrant pour cette dernière valeur, une impédance thermique Rc=4 ( C.m2/watt). Les isolations avec vide et écrans présentent à la température ambiante une impédance thermique: Rr= 37 ("C.m2/watt), mais constituent un matériel très lourd, onéreux, inaccessible notamment pour la réalisation d'isolations de grandes dimensions. Notre invention permet d'obtenir les caractéristiques de cette seconde classe d'isolants thermiques avec l'encombrement et le réalisme industriel de la première. 2-3 Exposé: l'invention porte sur trois points spécifiques. Des alvéoles tubulaires communicantes, de faible conduction thermique, résistant au flambage, minces, sans tension de vapeur de fort ratio (limite élastique, module d'élasticité / conductibilité thermique), endossent les efforts de pression entre les deux enceintes spectrographiquement étanches qui peuvent être dès lors légères, et réalisables dans de très grandes dimensions. L'adionction d'écrans de réflexion thermique non compactables, également sans tension de vapeur, conditionnés sous la forme de confettis composites (réflecteur mince, substrat plastique et espaceur). Ces écrans multiples sont contenus dans les compartiments délimités par les alvéoles tubulaires. Sans eux, I'impédance thermique, entre les deux enceintes, alors thermodynamiquement noires, serait: Rrn = 0,16 ( C.m2/watt). Le flux thermique total, conduction dans le support et rayonnement à travers l'ensemble des ;iécrans-confettis" composites permet d'obtenir une impédance thermique totale: Rt = 37 ( C.m2/watt). L'assemblage est exécuté entièrement par collage. Les parois situées dans des plans isothermes sont métalliques. Leur épaisseur n'est pas soumise aux impératifs thermiques. Ceci permet de répondre aux contraintes sous chocs et aux exigences de construction. Les pré-imprégnés de collage séquencé utilisés sont également sans tension de vapeur. 2-4 Description graphique: Coupe perpendiculaire aux alvéoles tubulaires. Ecrans de réflexion thermique multiples: l Alvéoles tubulaires structurales: 2 Mise sous vide, soupape de sécurité: 3 Feuilletage collé etanche, à l'épreuve des chocs.: 4 2-5 Exposé détaillé Les parois localisées dans le sens du gradient thermique sont rendues étanches par l'usage d'une barrière en alliage métallique très fine, renforcée en surface par une carapace de stratifiés non thermoconductrice. Ces passages ou ouvertures, pratiqués en grand nombre dans le même objet annihileraient les avantages thermiques acquis par l'invention, si leur longueur développée n'était augmentée, et donc, implique l'épaississement de paroi au voisinage des passages et leur dessin incliné ou à chevron. Aucune traversée métallique, (emplanture de charnière, serrure, tuyauterie de chauffage, accès de fluides) n'est admise sans critique dans cette technologie. Par conséquent, un bilan thermique comparé à celui, propre, de l'objet, doit être effectué pour tout aménagement. Les colles ou pré-imprégnés d'assemblage comportant des copolymères souples pouvant contenir des composants à tension de vapeur appréciable, solvants ou diluants dont l'évaporation fait place à des porosités mettant en jeu l'étanchéité des collages. Seules les résines thermostables ou collages à T > 1500C sont pratiqués et les assemblages conçus pour obtenir au refroidissement, après collage, un frettage positif évitant le pelage, face à tous les cas de dilatation différentielle encourus en fonction. 2-6 Susceptibilité d'application industrielle. Les précautions impliquées par la fabrication de conteneurs biologiques, (transports de vaccins, de transplants, d'échantillons), d'éléments modulaires de bâtiment (1.25 x 2.50m: avec porte, fenêtre, opaques, d'angle), conteneurs profilés pour transports en soute aérienne, sont celles, superposées, de la plasturgie sous vide, au sac, à l'étuve pressurisée, à 200"C Les contraintes techniques sont celles de l'industrie du vide, et cryogénique, mais aussi, depuis deux décennies, celles du conditionnement des aliments. Aux lampes, vases 'wDarsonval" sous vide scellé. ont succédé, depuis quarante ans, les denrées lyophilisées, les seringues sous vide préalable munies d'aiguilles hypodermiques plus fines et de nombreuses utilisations. La fiabilité de ces matériels assumée, les transports, les habitats isothermes feront apparition dans le monde de nos outils. 2-6-1 Transport des vaccins. A l'usage des Instituts qui les produisent sous le contrôle de l'Office Mondial de la Santé, analyse de la manipulation contrôlée des vaccins, de l'architecture du col et de la fermeture des conteneurs, l'agencement de l'inertie thermique à changement d'état adapté à l'enveloppe des contraintes spécifiques à la gamme de vaccins transportés 2-6-2 Transports de transplants humains, adaptés à la demande des hôpitaux 2-6-3 Transports aériens d'aliments congelés ou refroidis à une température inférieure à celle de leur possible transformation et compensation de leur dégagement calorique éventuel. 2-6-4 Conception d'éléments d'habitat extrême (polaire, désertique, en zone à haute contrainte acoustique: laboratoires, conservatoires, studio d'enregistrement, ateliers, chantiers d'urbanisme exposés). 2-6-5 Sacs de transport souples, gonflables. Ces sacs sont sans vide, mais à géométrie essentiellement variable. Leurs écrans de réflexion thermique multiples sont équidistants en service, et l'épaisseur d'air qui les sépare leur permet de travailler effectivement en tant qu'écrans, n'étant plus dès lors en contact thermique. Compactés, sous atmosphère, ils se toucheraient présenteraient l'efficacité d'un seul écran. Leur assemblage soudé, radial permet de porter la charge qui y est conservée, ou protégée, en position centrale. Ne portant plus sur le sol, elle est isolée sur ses deux faces. 3 Revendications 3-1 Isolation thermiques et phoniques structurales, sous vide, autoportantes, légères, réalisées en stratifiés de grande rigidité sans tension de vapeur, caractérisées: par des parois externes comportant un film mince cristallin, spectrographiquement étanche aux gaz, y compris ceux, monoatomiques, de très faible diamètre, parois situées dans des plans isothermes et acceptant l'implantation des matériels de montage, fixation, protection contre chocs et corrosion, et pouvant de ce fait être renforcées mais hors isolation par des alvéoles de soutènement structural, donc normales aux plans isothermes, de conduction thermique d'un ordre de grandeur inférieur à celle du gaz retiré lors de la mise sous vide, à épaisseur d'isolation égale. Les espaces entre parois de soutènement communiquant entre eux et étant remplis d'écrans de réflexion thermique multiples composites, associés à leurs espaceurs. L'ensemble, parois et supports structuraux étant assemblé par collage, technique permettant de réaliser des enceintes à vide légères, de grande dimension. 3-2 Isolation thermiques structurales selon la revendication (3-1), caractérisée en ce qu'elle est appliquée aux transports de vaccins. 3-3 Isolation thermiques structurales selon la revendication (3-1), caractérisée en ce qu'elle est appliquée aux transports de transplants. 3-4 Isolation thermiques structurales selon la revendication (3-1), caractérisée en ce qu'elle est appliquée aux transports aériens. 3-5 Isolation thermiques structurales selon la revendication (3-1), caractérisée en ce qu'elle est appliquée à la conception d'éléments d'habitat extrême. 3-6 Isolation thermiques structurales selon la revendication (3-1), caractérisée en ce qu'elle est appliquée aux sacs de transports souples gonflables.