Brevet FR2780139A1 — publié le 19991224

La présente invention concerne un système de chauffage par le sol destiné à être posé sur un support plan tel que le sol d'une pièce d'habitation ou d'un local commer- cial ou industriel. Ce système de chauffage par le sol est plus par- ticulièrement adapté à la rénovation de bâtiments anciens. Les systèmes de chauffage par le sol tradition- nels impliquent des travaux lourds qui ne peuvent en règle générale être envisagée que dans les bâtiments en construc- tion. La présente invention a pour objet de proposer un système de chauffage par le sol conçu pour réduire de façon importante le poids du système pour le rendre compatible avec la structure des anciens bâtiments, et pour alléger au maxi- mum les contraintes de mise en oeuvre tout en permettant d'obtenir un niveau de confort similaire à celui atteint avec les systèmes classiques de chauffage par le sol. A cet effet, l'invention concerne un système de chauffage par le sol caractérisé en ce qu'il comporte un plancher chauffant constitué par des plaques isolantes diffu- santes en polystyrène expansé disposées côte à côte de façon à recouvrir la majeure partie de la surface du support et équipées sur leur face principale opposée à ce dernier de ca- naux parallèles formés par thermomoulage sous l'action conju- guée de la pression et de la vapeur, et coopérant, d'une plaque isolante diffusante à une autre, pour recevoir et maintenir des tubes de chauffage faisant partie d'un circuit de chauffage dans lequel circule un fluide caloporteur basse température qui s'étendent parallèlement sur la surface du support. Un film d'aluminium assurant une parfaite conduc- tivité thermique, ainsi qu'une répartition homogène de la diffusion de chaleur et permettant de rigidifier les plaques isolantes diffusantes est thermosoudé sur la face principale de celles-ci de façon à la recouvrir en épousant parfaitement chaque canal de façon à établir une excellente conductivité thermique entre la paroi externe des tubes de chauffage et le matériau conducteur (aluminium) répartiteur de chaleur. De manière classique, le plancher chauffant est recouvert par une chape sèche de répartition sur laquelle est posé notamment collé un revêtement de sol tel que carrelage, parquet ou moquette. Les plaques isolantes diffusantes sont de préfé- rence des plaques rectangulaires réalisées en un polystyrène expansé ayant une densité de l'ordre de 40 g/l ce qui leur confère de très bonnes caractéristiques d'isolation thermi- que. Leur épaisseur peut varier d'environ 20 à 50 mm en fonction des contraintes techniques du local à chauffer et est de préférence de l'ordre de 25 mm. Leur dimension est en règle générale de 1 150 mm x 750 mm, soit une surface utile de plaque de 0,862 m Conformément à l'invention, le film d'aluminium de recouvrement intégral a de préférence une épaisseur de / ce qui, compte tenu d'un coefficient X de 200 W/m.K donne aux plaques isolantes diffusantes d'excellentes carac- téristiques de diffusion thermique. Il est à noter que le film d'aluminium peut avan- tageusement être traité sur une face avec une colle réactiva- ble à chaud de façon à réaliser le thermoformage et le thermosoudage en une seule opération. Conformément à l'invention, les plaques isolantes diffusantes ont donc une triple fonction d'isolation thermi- que, de guidage et " clipsage " des tubes de chauffage et de répartition de la chaleur. Il est connu que les performances d'un plancher chauffant dépendent de plusieurs facteurs notamment de l'espacement des tubes de chauffage et de la conductivité thermique de l'environnement dans lequel ils sont places. Or, en règle générale, les circuits de chauffage réalisés en un tube en polyéthylène réticulé sont d'une seule longueur sans soudures ni raccords. A chaque extrémité du lo- cal à chauffer le tube est cintré à 180 c'est-à-dire coudé en forme de U de façon à réaliser un serpentin. Compte tenu du rayon de cintrage minimum admissible pour le tube en poly- éthylène réticulé (7 fois la valeur du diamètre extérieur), les performances d'un plancher chauffant sont largement con- ditionnées par la conductivité thermique. On a pu vérifier conformément à l'invention que la présence d'un film en aluminium à recouvrement intégral de 100 g assure une excellente conductivité thermique transmet- tant ainsi une température homogène particulièrement confor- table pour l'utilisateur. Par ailleurs les canaux reçoivent en règle géné- rale un tube en polyéthylène réticulé bénéficiaire d'un avis technique de classe 2 de diamètre exclusif de 16 x 1,5. Par suite conformément à l'invention, ils ont une largeur de l'ordre de 16 mm et une profondeur de l'ordre de 16 mm au niveau de la génératrice inférieure du tube de chauffage associé. La dimension de ces canaux qui sont en règle gé- nérale espacés d'environ 7,5 cm permet le maintien en place des tubes de chauffage de telle façon que leur génératrice supérieure affleure la partie supérieure de plaques isolantes diffusantes. C'est le bilan thermique du bâtiment à chauffer qui permet de déterminer l'espacement des tubes. Compte tenu des caractéristiques de conductivité thermique précédemment décrites, tous les canaux ne reçoivent donc pas obligatoire- ment un tube de chauffage. Comme il a déjà été indiqué, le circuit de chauf- fage est en règle générale un serpentin réalisé d'une seule pièce et constitué par un ensemble de tubes de chauffage rec- tilignes en polyéthylène réticulé reliés à leurs extrémités par des coudages en forme de U et s'étendant sur la surface du support entre des bords longitudinaux parallèles aux tubes de chauffage et des bords transversaux perpendiculaires à ces tubes. Conformément à cette configuration, et selon une autre caractéristique de l'invention, les plaques isolantes diffusantes contiguës aux bords transversaux du support coo- pèrent avec des plaques de liaison équipées sur leur face principale opposée à ce dernier de canaux pouvant recevoir et maintenir le serpentin au niveau des coudages en forme de U. Les canaux des plaques de liaison doivent bien entendu être situés dans le prolongement des canaux des pla- ques isolantes diffusantes. Les plaques de liaison ont une largeur et une épaisseur identiques à celles des plaques isolantes diffusan- tes; elles ont en règle générale pour dimension 750 x 575 mm soit une surface utile de 0,431 m Par ailleurs, les plaques de liaison sont réali- sées dans le même matériau que les plaques isolantes diffu- santes et leurs canaux sont également formés par thermomoulage sous l'action conjuguée de la pression et de la vapeur; ces plaques de liaison ont de préférence une géomé- trie leur permettant de moduler l'espacement des tubes de chauffage et par suite de préserver le rayon de cintrage au niveau des coudages en forme de U. Il est à noter que les plaques de liaison ne sont revêtues d'un film d'aluminium qu'au moment de la pose. Il n'est en effet pas possible de recouvrir les plaques de liaison d'un tel film lors de leur fabrication; en conséquence un film en aluminium de 100 y d'une largeur de mm et d'une longueur de 20 m faisant partie des accessoi- res complémentaires et associé à un outillage adapté permet de façonner sur place, lors de la mise en oeuvre, le recou- vrement d'aluminium afin d'équiper le maximum de surface de son pouvoir diffusant. Conformément à l'invention, la chape sèche de ré- partition de charge peut bien entendu être constituée par une dalle de béton traditionnelle; cependant visant l'équipement de chauffage par le sol dans les anciens bâtiments on cherche conformément à l'invention à diminuer considérablement la charge (poids) et à éviter les contraintes imposées par les travaux lourds. A cet effet et selon une caractéristique préfé- rentielle de l'invention la chape sèche de répartition de charge est constituée par un ensemble de plaques de réparti- tion de charge préfabriquées assemblées par vissage et col- lage sur place. Ces plaques de répartition de charge sont de pré- férence réalisées en un mélange plâtre/fibres de cellulose; la chape sèche offre ainsi une conductivité thermique de 0,82 W/m.K et une résistance en flexion de 5 N/mm. Plus précisément la chape sèche de répartition est avantageusement constituée par une double couche de pla- ques de répartition de charge ayant une épaisseur de l'ordre de 12,5 mm chacune et assemblées en usine de façon à obtenir une épaisseur totale d'environ 25 mm pour un poids spécifique d'environ 30 kg. Il est à noter que conformément à l'invention la chape sèche accepte des charges de 250 kg par m. Cette chape présente en outre l'avantage d'être facile et rapide à mettre en oeuvre, ce tout en admettant tout type de revêtement de sols. Il est à noter que conformément à l'invention, le plancher chauffant et la chape sèche de répartition de charge sont avantageusement séparés par un film en polyéthylène in- terposé entre ces éléments pour former une couche de glisse- ment. Les caractéristiques du système qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe transversale partielle du sys- tème, - la figure 2 est une vue de dessus du plancher chauffant, - la figure 3 est une vue de dessus d'une plaque isolante diffusante, - la figure 4 est une vue de dessus d'une plaque de liaison. Selon la figure 1, le système est destiné à être placé sur un support plan 1 d'une pièce à équiper et est schématiquement constitué par un plancher chauffant 2 recou- vert d'une chape sèche de répartition de charge 3 sur laquelle est posé un revêtement de sol non représenté sur les figures. Le plancher chauffant 2 et la chape sèche de ré- partition 3 sont désolidarisés par un.film en polyéthylène 7 interposé entre ces éléments pour former une couche de glis- sement. Le plancher chauffant 2 est constitué par une sé- rie de plaques isolantes diffusantes 4 en polystyrène expansé disposées côte à côte de façon à recouvrir la majeure partie de la surface du support 1 comme représenté sur la figure 2. Selon la figure 3, les plaques isolantes diffu- santes 4 sont des plaques rectangulaires de longueur L et de largeur équipées sur leurs faces principale 41 (figure 1) de canaux de chauffage parallèles 5 formés par thermomoulage. Chacune des plaques isolantes diffusantes 4 est positionnée de façon à assurer le prolongement des canaux de la plaque précédemment positionnée comme représenté sur la figure 2. Selon la figure 1, les faces principales 41 des plaques isolantes diffusantes 4 sont par ailleurs recouvertes d'un film d'aluminium 6 thermosoudé sur celles-ci de façon à les recouvrir en épousant chacun des canaux 5. Comme représenté sur les figures 1 et 2, les ca- naux 5 sont dimensionnés pour maintenir des tubes de chauf- fage 8 de forme et de dimension correspondantes de sorte que leur génératrice supérieure affleure la face principale 41, de la plaque isolante diffusante 4. Selon la figure 2, ces tubes 8 font partie d'un circuit de chauffage 9 dans lequel circule un fluide calopor- teur. Le circuit de chauffage 9 est de manière habi- tuelle conçu sous la forme d'un serpentin réalisé d'une seule pièce sans raccords ni soudure et constitué par un ensemble de tubes de chauffage rectilignes 8 cintrés à 180 à leurs extrémités c'est-à-dire équipés à ce niveau de coudages en forme de U 10. Selon la figure 2, le serpentin 9 recouvre la to- talité de la surface du support 1 entre des bords longitudi- naux 11 parallèles aux tubes de chauffage 8 et des bords transversaux 12 perpendiculaires à ces tubes. Selon la figure 1, les plaques isolantes diffu- santes 4 contiguës aux bords transversaux 12 du support 1 coopèrent avec des plaques de liaison 13 représentées sur la figure 4. Ces plaques de liaison 13 ont une longueur L1 et une largeur ú correspondant à celle des plaques isolantes diffusantes 4. Les plaques de liaison 13 ont, par ailleurs, la même épaisseur e que les plaques isolantes diffusantes 4 et sont elles aussi équipées sur leur face principale opposée au support 1 de canaux 14 formés par thermomoulage situés dans le prolongement des canaux 5 des plaques isolantes diffusan- tes 4. Les canaux 14 ont pour fonction de recevoir et maintenir le serpentin 9 au niveau des coudages en forme de U 10. Il est à noter que les plaques de liaison 13 qui sont réalisées dans le même matériau que les plaques isolan- tes diffusantes 4; toutefois l'habillage du film aluminium n'étant techniquement pas réalisable lors de la fabrication celui-ci est réalisé au moment de la mise en oeuvre. La géométrie des canaux 14 équipant les plaques de liaison 13 qui est détaillée sur la figure 4 est conçue de manière à permettre de faire varier l'espacement des tubes de chauffage 8 tout en conservant un rayon de cintrage optimal pour les coudages 10 en forme de U comme représenté sur la figure 2. Par ailleurs et selon la figure 1, la chape sèche de répartition 3 est constituée par une double couche (encollée en usine) de plaques de répartition 15 découpées et assemblées par vissage et collage sur le chantier. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Système de chauffage par le sol destiné à être posé sur un support plan en particulier pour la rénovation de bâti- ments anciens, caractérisé en ce qu'il comporte: e d'une part un plancher chauffant (2) constitué par des pla- ques isolantes diffusantes (4) en polystyrène expansé dis- posées côte à côte de façon à recouvrir la majeure partie de la surface du support (1) et équipées sur leur face O10 principale (41) opposée à ce dernier de canaux parallèles (5) formés par thermomoulage sous l'action conjuguée de la pression et de la vapeur et coopérant, d'une plaque iso- lante diffusante à une autre, pour recevoir et maintenir des tubes de chauffage (8) faisant partie d'un circuit de chauffage (9) dans lequel circule un fluide caloporteur qui s'étendent parallèlement sur la surface du support (1), un film d'aluminium (6) étant thermosoudé sur la face princi- pale (41) des plaques isolantes diffusantes (4) de façon à recouvrir celles-ci en épousant chaque canal (5), et * d'autre part une chape sèche de répartition de charge (3) recouvrant le plancher chauffant (2) et sur laquelle est posé notamment collé un revêtement de sol notamment du type carrelage, parquet ou moquette. 2 ) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques isolantes diffusantes (4) sont des plaques rec- tangulaires réalisées en un polystyrène expansé ayant une densité de l'ordre de 40 g/l et ayant une épaisseur (e) d'environ 20 à 50 mm, de préférence de l'ordre de 25 mm. 3 ) Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les canaux (5) ont une largeur de l'ordre de 16 mm et une profondeur de l'ordre de 16 mm au niveau de la génératrice inférieure du tube de chauffage (8) associé. 4 ) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le film d'aluminium (6) a une épaisseur de l'ordre de 100 p. ) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les canaux (5) des plaques isolantes diffusantes (4) sont distants d'environ 7,5 cm. 6 ) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le circuit de chauffage est un serpentin réalisé d'une seule pièce et constitué par un ensemble de tubes de chauffage rectilignes notamment en polyéthylène réticulé re- liés à leurs extrémités par des coudages en forme de U et s'étendant sur la surface du support entre des bords longitu- dinaux parallèles aux tubes de chauffage et des bords trans- versaux perpendiculaires à ces tubes, caractérisé en ce que les plaques isolantes diffusantes (4) contiguës aux bords transversaux (12) du support (1) coopèrent avec des plaques de liaison (13) équipées sur leur face principale opposée à ce dernier de canaux (14) pouvant recevoir et maintenir le serpentin (9) au niveau des coudages en forme de U (10), ces plaques de liaison (13) ayant une largeur (X) et une épais- seur (e) identiques à celles des plaques isolantes diffusan- tes (4) et étant réalisées dans le même matériau, mais n'étant revêtues d'un film d'aluminium qu'au moment de la pose. 7 ) Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que les canaux (14) de plaques de liaison (13), formés par ther- momoulage sous l'action conjuguée de la pression et de la va- peur, ont une géométrie leur permettant de moduler l'espacement des tubes de chauffage (8) et par suite de pré- server le rayon de cintrage au niveau des coudages en forme de U (10). 8 ) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la chape sèche de répartition de charge (3) est constituée par un ensemble de plaques de répartition de charge préfabriquées (15) assemblées par vissage et collage.5 9 ) Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que la chape sèche de répartition (3) est constituée par une dou- ble couche de plaques de répartition de charge (15) ayant une épaisseur de l'ordre de 12,5 mm chacune et assemblées en usine de façon à obtenir une épaisseur totale d'environ 25 mm pour un poids spécifique d'environ 30 kg. ) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le plancher chauffant (2) et la chape sèche de répartition (3) sont séparés par un film en polyéthylène (7) interposé entre ces éléments pour former une couche de glissement.