Brevet FR2809425A1 — publié le 20011130

Dispositif électrique entrant dans le domaine domestique per mettant d'assécher les matériaux de construction poreux soumis aux remontées capillaires et infiltrations latérales d'eau, grâce à l'action d'une contre poussée osmotique. Dans des conditions normales les matériaux de constructions présentent une polarité naturelle positive vers le haut et négative au niveau des fondations. La présence de l'eau dans un sol sur lequel sont posés des matériaux poreux, amène l'apparition du phénomène élec trocinétique naturel. L'eau combinée avec des sels hydrolysables se transforme en électrolyte et vient polariser les matériaux en contact avec le sol; le champ devient alors inverse de celui présent naturelle ment. Cette inversion de polarité provoque une aspiration de l'eau par le phénomène d'électro-osmose (poussée osmotique), son courant est fonction de la nature des matériaux et de la composition chimique des sels dissouts dans l'eau. Le potentiel électrocinétique n'apparaît que si il y a un mouvement relatif d'une couche liquide par rapport à une autre (électrolyte inter capillaires). La plupart des matériaux de cons truction présentent au contact de l'eau un potentiel spontané négatif, ce qui fait que la couche de diffusion portant une charge positive se transporte automatiquement vers le négatif, donc vers le haut du mur. L'humidité est un fléau dont les conséquences sont de moins en moins acceptables. Ces conséquences nuisent - aux matériaux, par leurs modifications physiques. - aux revêtements, par leur décollement et coloration - à la santé, par la présence de champignons et efflorescences. Plusieurs systèmes existent mais trois problèmes restent posés # une installation lourde et technique, donc onéreuse : Généralement les solutions pour combattre l'humidité demandent l'intervention de personnel qualifié pour mettre en place un équi pement qui nécessite des travaux importants pour une durée mini mum de 6 heures ..., et donc, un coût relativement élevé. # les traitements et techniques sont différents suivant le type de matériaux à assécher, de plus, souvent des tensions parasites per- turbent le milieu à traiter, La composition des matériaux oblige à adapter les procédés sui vant qu'ils sont compacts ou hétérogènes, certains sensibles aux contraintes mécaniques ou même fragilisés par la technique employée. De par la constitution de la construction et de la nature de ses matériaux, des tensions parasites et des courants induits peuvent altérer la bonne marche d'un traitement de type électrocapillaire. # pas de contrôle de l'évolution d'assèchement des surfaces traitées. La présence de d'humidité se fait toujours par une constatation visuelle de ses conséquences sur un milieu délimité, son taux d'hu midité actuel ne peut être évalué ni suivi dans le temps. L'utilisa tion d'un hygromètre ne renseigne que du taux d'humidité ambiante. La présente invention propose de banaliser l'installation, la mise en oeuvre, et d'améliorer la technique du traitement ainsi que son contrôle, grâce à l'électronique qui permet maintenant de prendre en compte tous les petits problèmes rencontrés durant les cinquante dernières années, et ceci 1) en occultant le caractère technique et en facilitant l'installation. L'appareil décrit ci-après se compose d'un boîtier de petite dimen sion comportant des indications et commandes simplifiées pour une utilisation facile. L'installation se limite au perçage de deux trous d'un diamètre de 12 mm. pour y placer chacune des deux électrodes d'une longueur de 150 mm., et à la mise en place des peti tes fixations du boîtier. La pose se faisant en 30 minutes, il est ainsi facile de déplacer l'appareil pour traiter un autre endroit ; 2) en corrigeant les manifestations électriques naturelles et parasites des matériaux, en intervenant par l'emploi de deux électrodes dans tous les types de matériaux poreux: la conception électrique de l'ap pareil prend en compte les possibles perturbations électriques et électromagnétiques pouvant rentrer en conflit avec le signal issu des deux seules électrodes recouvertes d'une couche de graphite, en mettant en phase ou en équilibrant ces tensions par rapport à une prise de terre de bonne qualité (en conformité avec l'installation électrique domestique). La nature du signal émis par les électrodes diffère des autres procédés du type Wagner. Ici le signal n'est ni continu, ni en forme de créneau, ni carré. Après étude directe sur les milieux humides, le signal alternatif redressé d'une alternance puis écrêté d'un quart rempli toutes les conditions pour un traite ment efficace permettant entre autre le dégazage dû au déplace ment forcé de l'eau dans les capillaires. La tension et le courant délivrés par l'appareil de traitement sont fonction du taux d'humi dité du milieu. La consommation: maxi. 2 W. Les deux électrodes sont recouvertes d'une couche de graphite pour une meilleure dif fusion du signal de traitement dans les matériaux. 3) en pouvant contrôler à tout moment l'avancement du traitement en cours, de manière simple et claire. La mesure électrique de l'humidité est liée à la loi d'ohm. Deux conditions doivent être prises en compte : la distance et la diffé rence de potentiel entre les deux points de mesure (électrodes haute et basse). Un circuit intégré de type courant dont l'utilisation est celle d'une rampe lumineuse pour la mesure de niveau est utili sé. Un point de référence minimum est fixé par la mesure de la résistance sur un matériau sec. Pour une plus grande sensibilité de lecture, deux positions de contrôle sont disponibles. Le contrôle est effectué par l'appui sur un bouton poussoir. L'affichage est donné par l'allumage progressif d'une rangée de 12 Leds. Figure 1: schéma électrique de l'appareil avec les valeurs et référen ces des composants (version avec contrôle d'assèchement à 12 leds). 1 interrupteur secteur E entrée secteur 230 volts. F F1- fusible secteur 100 ma F2 - fusible traitement basse tension 160 ma T transformateur 220 v/ 2 6 v. 250 ma. N N1 - enroulement primaire N2 - premier enroulement secondaire 6 volts N3 - deuxième enroulement secondaire 6 volts S S1- électrode positive (haute) S2 - électrode négative (basse) # borne de raccordement de la terre O voyant led orange de marche J voyant led jaune de présence de terre V voyant led verte de traitement P poussoir (contact au repos) K inverseur 2 positions 1. potentiomètre de 10 kohm 2. circuit intégré UAA C condensateur 330 mf. Z . diodes zener : Z1= 5,1 v. Z2 =13 v D . diodes de filtrage D1 à D3 =1N4001 R .résistances :R1 et R2 = 91 k. R3 = 10. R4 = 680. R5 = 33. R6 =2,7k R7 = 1 k. R8 = 27 k. R9 22 k. R10 = 0 (shunt). L Jeds (L1 à L8 = rouge. L9 à L11 = orange. L12 = verte.) Figure 2:, Représentation circuit imprimé (afficheur 12 leds) l'échelle 1 Figure 3 : Branchements et connections dans le boitier en regard des indications de la figure n 1 et 2. Exposé détaillé de l'appareil à 12 leds :(en regard de la figure n 1) Le transformateur (T) est alimenté avec une tension secteur de 230 volts sur son primaire (N1), en sortie secondaire, chacun des deux enroulements (N2) et (N3) délivrent une tension de 6 volts. La protec tion du transformateur est assurée par un fusible de 100 ma. (Fi). Le premier enroulement (N2) de 6 volts sert à la partie traitement, le second (N3) est mis en série pour délivrer une tension totale de 12 volts et sert à l'alimentation de la partie afficheur de contrôle d'humi dité. Cette tension alternative de 12 volts est redressée par une diode de filtrage (D2) pour délivrer sur une résistance de charge (R5), une alternance positive qui sera filtrée par un condensateur (C) et proté gée en tension crête par une diode zener (Z2). Cette tension ainsi redressée est appliquée à la pin 18 du circuit intégré (2) et à une base commune des quatre groupes de quatre leds de l'afficheur. La sortie 6 volts alternative du deuxième enroulement (N2) traverse une diode de filtrage (D3) appliquant une alternance positive sur une résistance de charge (R3) puis, écrêtée d'un quart par une zener (Z1), à ce point on établit la connexion de la première électrode positive (haute) (Si). La sortie secondaire qui est commune aux deux tensions de 6 et 12 volts est raccordée à la terre (#) (disponible sur la prise secteur 2P+T EDF 230 volts) à travers un fusible de protection de 160 ma. (F2), ce point sera la base négative à tous les composants du circuit. La sonde néga tive (basse) (S2) y sera reliée à travers un poussoir (P) qui établit le contact en position repos. La led (J) du témoin de présence de terre est alimentée à son positif (anode) par une diode de filtrage (Di) raccor dée au point milieu de deux résistances (Ri) et (R2) mises en parallèle sur l'entrée secteur (primaire) (N1) du transformateur et la borne de raccordement de la terre (#). Si celle-ci est présente, une différence de potentiel sera détectée et allumera la led (J). Les leds témoin de mar che (O) et de traitement (V) sont alimentées chacune par la prise de la tension 6 volts et 12 volts du transformateur, leur intensité est ajustée par une résistance de charge (R4) et (R6). Pour la partie afficheur, nous avons vu que le CI (2). était alimenté à environ 12 volts à sa pin 18 (+) ; la pin 17 est reliée au point de connexion de l'électrode néga tive (S2) ainsi qu'au contact commun de l'inverseur (V), cet inver seur détermine par sa position, la valeur de résistance (R7 ou R7 et R8 en série) qui réglera la tension de référence haute par rapport à la masse (négatif). Une tension est appliquée sur la pin 3 par le réglage du potentiomètre (1), cette tension sert à déterminer la référence mini mum pour l'extinction de l'avant dernière led (L11) indiquant la fin du traitement. Ce potentiomètre (1) est raccordé entre la pin 2 et la masse, cette même pin 2 est alimentée en tension à travers la résis tance (R9) à partir du 12 volts disponible sur la pin 18. La pin 1 et 16 du CI (2). est raccordée à la masse (négatif), les douze autres pins (de 4 15) sont raccordées chacune à une led (L4 à L15) de l'afficheur. Un interrupteur marche/arrêt (I) commande l'alimentation du circuit. Réalisation du montage sur la platine du circuit imprimé. (figure 2) Placer d'abord les résistances puis les diodes, le condensateur, le support de connecteur 10 fils et le circuit intégré. Placer la rangée de leds de l'afficheur et les ajuster en hauteur, faites de même pour les trois autres leds de contrôle, veiller au bon positionnement anode/cathode, le transformateur terminera le montage. Réglage du niveau minimum de l'afficheur brancher une résistance de 330 kOhm. aux bornes de raccorde ment des électrodes, placer l'inverseur dans la position pour que la résistance R7 se ferme sur la masse, puis alimenter le montage. Agir sur le potentiomètre pour arriver à n'allumer que la led verte (L12) à la limite de la bascule d'allumage de la led orange suivante (L11). Figure 4 : Schéma électrique de l'appareil avec voyant de contrôle d'as sèchement à 1 Led. A. interrupteur marche/arrêt B. transformateur 220 / 9 v. 200 mA. F fusible 160 ma D diodes D1 et D2 = 1N4001 Z diodes zener Z1= 5,6 v. R résistances Ri = 100. R2 = 2,7 k. R3 = 75 k. R4 = 300 k. L led de fonctionnement L1= verte V led transparente rouge de contrôle LC = L-793 SRC/C P bouton poussoir de test Q électrode positive haute W électrode négative basse Figure 5:. Représentation circuit imprimé (afficheur 1 led) l'échelle 3 Figure 6 : Branchement des connexions et commandes et de contrôle pour l'appareil à 1 led. Figure 7 : Composition de l'appareil (version à 12 leds). En façade 1. 1 interrupteur marche /arrêt 2. 1 inverseur à deux positions pour les phases de traitement 3. 1 échelle lumineuse à 12 voyants (8 rouge, 3 orange, 1 vert) 4. 1 bouton poussoir pour le test 5. 1 voyant de marche rouge 6. 1 voyant présence de terre orange 7. 1 voyant de traitement vert Sur la plaquette inférieure 8 1 câble d'alimentation secteur muni d'une fiche 2 P+T 9 1 fusible protection secteur 10 1 fusible de protection circuit traitement 11 1 connecteur femelle pour recevoir l'électrode basse Sur la partie supérieure droite du boîtier 12 1 connecteur femelle pour recevoir l'électrode haute. Exposé détaillé de l'appareil à 1 leds :(en regard de la figure n 4) Le transformateur (B) est alimenté en 230 volts à son enroule ment primaire, il est commandé par un interrupteur (A) et protégé par un fusible (F) de 160 ma. Une des deux bornes de l'enroulement secon daire est le point de connexion de l'électrode négative basse (W). C'est aussi la masse des composants du circuit. Sur l'autre borne de l'enrou lement une tension alternative de 9 volts traverse la diode de filtrage (D1) puis la résistance de charge (R1). L'alternance positive sera écrê tée par une diode zener de 5,6 volts (Z). Ce point sert aussi de con nexion à la led transparente rouge (V) de 8 mm., celle-ci se fermant sur le raccordement de l'électrode positive haute (Q). En parallèle sur cette led sera branché le poussoir de contrôle (P) et la résistance de découplage (R3) servant à régler la plage d'éclairement de la led de contrôle. Une charge de sortie (R4) réglera le niveau d'éclairage mini mum de la led de contrôle (V). Le voyant led verte (L) de fonctionne ment sera raccordé en parallèle sur la diode zener (Z) après le filtrage de (D2) et l'ajustage en tension de (R2). Figure 8 : Composition de l'appareil (version à 1 led) Facade 1. 1 interrupteur marche/arrêt 2. 1 voyant de traitement 3. 1 bouton poussoir pour le test 4. 1 voyant Led de 8 mm Sur la plaquette inférieure 5 1 câble d'alimentation secteur muni d'une fiche 2 P + T 6 1 fusible de protection secteur 7 2 connecteurs pour le raccordement des deux électrodes. Ainsi décrit, cet appareil peut être considéré comme apparte nant à la catégorie èlectrodomestique. Sa qualité première étant la facilité d'utilisation et d'installation, il est aisé de penser que sa com mercialisation sera présentée conditionnée en kit prêt à poser avec toutes les fournitures nécessaires à l'installation et au percement. Un mortier spécial composé de particules chimiques de phorése est joint pour le scellement des électrodes recouvertes d'une couche de gra phite. Le succès du résultat sera fonction de la bonne application du mode d'emploi. Celui-ci devra donc être un guide simplifié par la lec ture de dessins bien détaillés. Pour sa fabrication, le peu de composants actifs et passifs donne une idée du coût dérisoire si l'appareil est produit en série. I1 est aussi facile de pouvoir adapter cet appareil et le décliner dans une gamme de produit pour être utilisé dans d'autres lieux en agissant sur la tension, la forme du signal, et le mode de lecture des différents paramètres utilisés. Figure 9 : Pose et installation de l'un ou l'autre des appareils décrit dessus sur le mur à traiter. A - rayon de 5 mètres B - appareil d'assèchement C - électrode positive haute D - électrode négative basse E - mur de matériaux humides F - sol humide G - prise de courant 2 P + T H - électrode C inclinaison de 1- électrode D inclinaison de 45 . Figure 10_: fabrication du signal de traitement. dessin A : signal alternatif disponible au secondaire transformateur. dessin B : signal disponible après filtrage ( diode ). dessin C : signal disponible après écrêtement (zener). REVENDICATIONS 1) Dispositif électrique pour traiter les remontées capillaires et infiltrations latérales d'eau dans les matériaux de construction comportant une fondation dans le sol et sujet au phénomène électrocinétique. 2) Appareil rentrant dans le domaine électrodomestique caractéri sé par la simplicité de sa pose et son utilisation. L'installation ne demande pas de connaissances techniques, seul deux trous de 12 mm de diamètre doivent être pratiqués pour la mise en place des électrodes. (figure 9) 3) Appareil caractérisé par l'emploi d'une électronique simplifiée par le minimum de composants, et éprouvée sur leurs qualités. La forme et la fréquence du signal électrique délivrées par l'appareil sont adaptées pour permettre une meilleure progression de l'eau dans les capillaires en exerçant une contre poussée osmotique avec dégazage 4) Appareil caractérisé par le fait de pouvoir neutraliser les per turbations parasites du type électrique ou électromagnétique, Ceci en incorporant un élément neutre, à savoir le raccordement d'une prise de terre disponible sur la prise de courant EDF équilibrant l'ensemble du milieu à traiter. (figure 9 repère G) 5) Appareil caractérisé par la possibilité de contrôler à tout moment la progression du traitement en faisant un relevé visuel indicatif de l'humidité présente dans les matériaux. Ceci grâce à l'allumage ou à l'extinction progressive d'une série de 12 leds sur deux positions de mesure. (figure 7 repère 3) 6) Appareil caractérisé par l'emploi de deux électrodes en cuivre recouvertes d'une couche de graphite pour une meilleure réparti tion du signal dans les matériaux. Une positive (anode) et une néga tive (cathode). Dimensions: Diamètre 8 mm, longueur: 140 mm. 7) Appareil caractérisé par une consommation électrique varia ble en fonction de la résistance de charge relative au taux d'humi dité présent dans le milieu traité. (loi d'Ohm) 8) Appareil caractérisé par les dimensions réduites :200x150x50.et un poids inférieure à 1 kilogramme. 9) Appareil caractérisé par une consommation maximum ne pou vant dépasser volontairement 1 watt 1/2. 1. Dispositif électrique pour traiter les remontées capillaires et infiltrations latérales d'eau dans les matériaux de construction comportant une fondation dans le sol et sujets au phénomène électrocinétique. 2. Appareil remplissant les mêmes caractéristiques qu'aux para graphes 2, 3, 4, 6, 7, 8 et 9 précédents. 3. Appareil caractérisé par la possibilité de contrôler à tout moment la progression du traitement en faisant un relevé visuel indicatif de l'humidité présente dans les matériaux. Ceci grâce à l'allumage ou à l'extinction progressive d'un voyant de contrôle de 8 mm. de diamètre. (figure 8 repère 4)