Brevet FR2764679A1 — publié le 19981218

PANNEAU RIGIDE CHAUFFANT La présente invention concerne un panneau rigide, léger, présentant de bonnes propriétés mécaniques générales, chauffant à basse température grâce à la présence entre deux plaques composées d'un matériau végétal rigide, d'une nappe constituée de fils à filaments de graphite ou de carbone soumise au passage d'un courant électrique. Par la présence ou non sur tout ou partie du panneau ainsi défini d'une plaque rigide, isolant thermique et électrique, de composition organique, minérale ou végétale, I'évacuation des calories s'effectue alors préférentiellement soit par une face, soit par les deux faces du panneau. Les panneaux rigides chauffant à basse température, faisant appel à l'énergie électrique, sont connus de longue date. La technique la plus courante consiste à utiliser des résistances électriques généralement sous forme de fils (acier au nickel chrome, etc.), fixées sur une feuille de mica, d'amiante ou d'autres produits rigides ne conduisant pas l'électricité Plus récemment, les fibres de carbone ont également été avantageusement employées particulièrement pour le chauffage des moules destinés à la mise en oeuvre des matériaux composites à base de résines thermoducissables renforcées de fibres. Insérés dans un matériau composite à base de tissus de verre et de résine thermodurcissable époxyde, polyester ou vinyle ester par exemple, le passage d'un courant électrique dans les rubans ou les nappes en fils de carbone élève la température par simple effet Joule ce qui favorise la réticulation du polymère. Ce même type de technique est également bien connu pour le dégivrage des ailes d'avions ou autres pièces soumises à intempéries comme les hélices ou les entrées d'air de réacteurs. En général, ces techniques ne permettent toutefois pas de disposer de panneaux rigides bon marché, de grandes dimensions, présentant de bonnes propriétés mécaniques générales, particulièrement en flexion, étanches aux liquides et aux gaz, peu fragiles, non sujet au vieillissement (corrosion, etc.) et pouvant présenter des formes complexes. Par ailleurs, un incident mécanique peut entraîner la détérioration irrémédiable du produit soit par arrêt du passage du courant électrique, soit par création d'une zone à haute température qui provoque la destruction plus ou moins locale de la pièce. Enfin, la répartition homogène des calories reste souvent un point délicat. La présente invention permet de résoudre à bon compte les inconvénients indiqués ci-dessus en utilisant d'une part des matériaux du commerce général, d'autre part grâce à une mise en oeuvre très simple. A titre d'exemple, avantageusement le panneau rigide chauffant à basse température est constitué d'une plaque de contre-plaqué sur laquelle est collée grâce à une résine thermodurcissable de type époxyde, une nappe constituée de fils à filaments de graphite ou de carbone, comme décrit dans NF T 25-105. Deux extrémités opposées de cette nappe sont chacune intimement solidaires d'un conducteur électrique de préférence souple, telle une tresse métallique. Un autre contre-plaqué également collé par de la résine époxyde, vient recouvrir l'ensemble précédent. Les deux conducteurs étant reliés à une source d'énergie électrique un courant s'établit dans la nappe en fils constitués de filaments de graphite ou de carbone et par effet Joule, provoque l'élévation de température. Par ses caractéristiques particulières. le contre-plaqué répartit les calories d'une manière très homogène et peu sensible aux conditions extérieures. De même, I'expérience montre que la résistivité naturelle des fils de graphite ou de carbone, permet de limiter la différence de potentiel électrique appliquée, à la Très Basse Tension de Sécurité (TBTS), soit 48 V. Avantageusement, la nappe à fils constitués de filaments de graphite ou de carbone, peut être ouvrée sous une armure toile, sergé ou satin. Egalement, elle peut aussi être remplacée par une nappe de mat à fils coupés composés de fils à filaments de graphite ou de carbone comme décrit dans NF B 38-301 et NF T 25-105. Dans le cas ou un usage particulier le nécessiterait, I'invention permet à bon compte, l'évacuation des calories préférentiellement d'un côté ou de l'autre. Toujours à titre d'exemple, pour cela il suffit d'insérer au moment de la fabrication du panneau rigide chauffant à basse température, une plaque d'un isolant thermique et électrique comme par exemple, le polystyrène expansé, le polystyrène extrudé, la mousse de polyuréthanne, la mousse de PVC, etc. Cette plaque sera collée par une résine compatible au point de vue chimique et thermique, directement sur la nappe de fils de graphite ou de carbone, ceci en lieu et place du second contre-plaqué. Par mesure de précaution, il est judicieux de coller un contre-plaqué fin sur la face extérieure de la plaque d'isolant thermique ci-dessus. Sans que cela constitue une limite quelconque, de bons résultats ont été obtenus en disposant par ordre, une plaque de contre-plaqué de 10 mm d'épaisseur, un mat à fils coupés de carbone de 400 g/m2, un polystyrène extrudé de densité 30 kg/m3 et de 30 mm d'épaisseur puis un contre-plaqué de 3 mm d'épaisseur. Chaque plaque est collé à l'élément suivant par une résine époxyde de transition vitreuse environ 110"C. La puissance électrique continue disponible varie de 250 à près de 500 W/m2 suivant les conditions extérieures. Quant au poids, il est voisin de seulement 8 kg/m2. Naturellement, les faces extérieures du panneau rigide chauffant à basse température sont recouvertes ou non de tout revêtement adapté (lamifié, stratifié, moquette, peinture, feuille de métal, etc.) A partir d'un exemple, la figure N01 jointe explicite clairement le principe de fabrication et de fonctionnement de l'invention. Un contre-plaqué d'environ 10 mm d'épaisseur est disposé en première couche (repère 1). La deuxième couche est constituée d'une nappe de fils à filaments de carbone tissés ou d'un mat de composition idem mais à fils coupés (repère 2). L'isolant thermique composé d'une plaque de polystyrène extrudé de densité 30 kg/m3 et d'épaisseur 30 mm, constitue la troisième couche (repère 3). Un contre-plaqué fin, d'épaisseur 3 mm, protège le polystyrène et augmente considérablement l'inertie du panneau (repère 4). Chaque couche est intimement adhérisée à la précédente par une résine de type époxyde de transition vitreuse environ 110 C. Un revêtement quelconque mais adapté à la température de surface (peinture, lamifié, stratifié, moquette, feuille de métal, etc.) achève la finition de l'ensemble (repère 5). La figure 2 reprend sous une autre vue les mêmes repères que ci-dessus. Toutefois, en repère 5, elle fait apparaître l'alimentation électrique sous forme par exemple, de tresses métalliques intimement liées à deux côtés opposés de la nappe constituée de fils de graphite ou de carbone. Les applications sont naturellement nombreuses, parmi celles-ci et sans que cela constitue une limite, il est possible de noter: - Cloisons chauffantes - Planchers chauffants II convient également de souligner que le rayonnement infrarouge émis peut satisfaire par exemple, des usages militaires comme la constitution de cibles chauffantes qui seront vues par tout détecteur adapté à ce mode de rayonnement. Toutes formes étant possibles et suivant ce qui précède, I'invention convient parfaitement de la même manière à la constitution à bon marché de leurres thermiques, etc. Sur ce point, la faible consommation électrique ne nécessite pas de source de forte puissance. De même, la résistivité électrique des fibres de graphite ou de carbone, permet une alimentation en Très Basse Tension de Sécurité (TBTS) comme celle fournie par une batterie de type automobile ou un transformateur électrique adapté. REVENDICATIONS 1. Panneau rigide léger, chauffant à basse température, caractérisé par le fait qu'il est composé d'une nappe à fils constitués de filaments de graphite, comprise entre deux plaques rigides d'un matériau végétal ou organique, I'ensemble étant intimement solidarisé par un adhésif organique, végétal ou minéral, non conducteur de l'électricité. 2. Panneau rigide selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fils de la nappe sont constitués de filaments de carbone. 3. Panneau rigide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les fils de nappe composée de fils à filaments de graphite ou de carbone sont ouvrés suivant une armure toile, sergé ou satin. 4. Panneau rigide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la nappe est composée par un mat à fils coupés constitués de filaments de graphite ou de carbone. 5. Panneau rigide selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un isolant thermique et électrique est intercalé sur tout ou partie de la surface entre la nappe à fils de graphite ou de carbone et l'une ou l'autre des plaques de matériau végétal ou organique. 6. Panneau rigide selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une plaque de matériau rigide végétal, organique, minéral ou métallique, est collée sur la face extérieure de l'isolant thermique, 7. Panneau rigide selon l'une quelconque des revendications ci-dessus, caractérisé en ce que les plaques rigides extérieures comportent en surface un revêtement à base de peinture, de lamifié, de stratifié, de moquette ou de métal. 8. Panneau rigide, selon l'une quelconque des revendications ci-dessus, caractérisé en ce que tous les composants sont intimement solidarisés par un adhésif de type organique, minéral ou végétal adapté à la température de fonctionnement et à la nature chimique des différents constituants. 9. Panneau rigide selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tissu ou le mat à fil coupé constitué de fils à filaments de graphite ou de carbone est soumis sur deux cotés opposés, par l'intermédiaire de conducteurs qui lui sont intimement liés, à un générateur de puissance électrique. 10. Panneau rigide selon l'une quelconque des revendications ci-dessus, caractérisé en ce qu'il est étanche aux liquides et/ou aux gaz.