Brevet FR2849341A1 — publié le 20040625

La présente invention concerne un dispositif de chauffage notamment d'un sol, d'un plafond ou d'une paroi d'un local, ce dispositif de chauffage se présentant sous la forme d'une nappe souple et étanche, apte à être 5 découpée à la longueur voulue par l'utilisateur en fonction des besoins de celui-ci La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'une telle nappe souple de chauffage. On a déjà proposé dans l'état antérieur de la 10 technique des dispositifs de chauffage de ce type constitués de deux feuilles support en matériau souple isolant et étanche entre lesquelles est fixée une bande métallique conductrice et résistive qui est pliée de façon à former des lignes successives séparées par un espace 15 donné Cette bande est alimentée en courant électrique à chacune de ses extrémités et fournit ainsi une puissance électrique de chauffage qui est fonction de sa longueur, de sa résistivité, et de sa tension d'alimentation. Un inconvénient de la technique de chauffage précitée 20 est qu'elle nécessitait une intervention individuelle et manuelle spécifique de chaque dimension particulière des panneaux chauffants souhaités, qui excluait celle-ci d'une véritable fabrication industrielle. La présente invention a pour but de proposer une 25 nappe de chauffage de ce type qui d'une part est apte à être produite en usine de façon totalement industrielle, et qui d'autre part permet à son utilisateur de l'adapter à ses besoins propres par une opération simple de découpage et de connexion. Dans ces conditions, l'utilisateur disposera d'un dispositif de chauffage constitué d'une nappe enroulée -2 possédant une largeur déterminée qu'il pourra découper à sa guise afin de disposer de la longueur souhaitée Il pourra également disposer des lés de cette nappe côte à côte lorsque la largeur de la surface d'utilisation sera supérieure à celle de la nappe. La présente invention a ainsi pour objet une nappe souple de chauffage longitudinale, constituée d'une bande métallique fine et conductrice destinée à être alimentée, par ses extrémités, en courant électrique et qui est 10 emprisonnée entre deux feuilles souples et isolantes, caractérisée en ce que: la bande conductrice est constituée d'au moins deux éléments, partant de l'une des extrémités longitudinale de la nappe et aboutissant à l'autre extrémité 15 longitudinale de celle-ci, les premières extrémités de ces éléments sont destinées à être reliées à des bornes d'alimentation respectives en courant électrique, les secondes extrémités de ces éléments sont 20 libres et destinées à être réunies l'une à l'autre par des moyens de connexion. Les éléments de bande pourront être fixés sur au moins l'une des feuilles support souples par des moyens adhésifs, notamment de type repositionnable. Préférentiellement la configuration des deux éléments de bande sera telle qu'ils comportent au moins une partie qui s'étend sensiblement transversalement vers l'un des bords de la feuille souple en formant un angle dit angle de " dépouille " par rapport à son axe transversal Cet 30 angle de dépouille des éléments de bande sera formé par un déplacement s'effectuant toujours suivant le même sens -3 longitudinal de la nappe combiné au déplacement transversal. Dans un tel mode de mise en oeuvre de l'invention les éléments de bande seront disposés suivant une 5 configuration telle que, dans le sens longitudinal, ils se distribuent de façon périodique Préférentiellement la configuration des éléments de bande sera telle qu'ils s'étendront de façon successive transversalement et longitudinalement d'une extrémité à l'autre de la nappe 10 tout en restant parallèles entre eux si bien qu'ils se présenteront de façon enchevêtrée On obtient ainsi suivant l'invention une surface couverte par les éléments de bande chauffants qui peut être très importante, ce qui assure une répartition et une régularité du chauffage 15 remarquable sur la surface chauffée Les éléments de bande pourront partir de l'une des extrémités longitudinales de la nappe, s'étendre transversalement vers un bord de celle-ci pour revenir ensuite vers l'autre. Afin de favoriser la fixation de la nappe suivant 20 l'invention, les deux feuilles souples et isolantes pourront être traversées par des orifices disposés entre les éléments de bande, ainsi qu'exposé ci-après. Par ailleurs, afin de favoriser la mise en place des moyens de connexion, l'une des feuilles souples et 25 isolantes pourra être percée d'un orifice donnant accès aux deux extrémités des éléments de bandes. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une nappe souple de chauffage se présentant sous la forme d'une bande formant un lé de 30 largeur déterminée, constituée d'une bande conductrice alimentée à chacune de ses extrémités par un courant -4 électrique et qui est maintenue entre deux feuilles support souples et isolantes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : fixer une feuille métallique support souple sur une feuille support isolante électriquement, séparer électriquement la feuille métallique en plusieurs parties isolées les unes des autres de façon à former dans celle-ci deux éléments de bande, les premières extrémités de ces éléments étant destinées à être reliées 10 à des bornes d'alimentation respectives en courant électrique, et les secondes extrémités de ces éléments étant libres et destinées à être réunies l'une à l'autre par des moyens de connexion, fixer une seconde feuille support souple et isolante sur 15 l'autre face des éléments de bande de façon que ceux-ci soient pris en sandwich entre les deux feuilles support. Dans un mode de mise en oeuvre particulièrement intéressant de l'invention la séparation électrique de la feuille métallique en plusieurs parties isolées est 20 réalisée par découpe de cette feuille métallique sur au moins son épaisseur, et élimination de la décortique résultant de cette découpe. Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, la séparation électrique de la feuille métallique en 25 plusieurs parties isolées est réalisée par écrasement de la matière métallique à l'aide d'un outil, et écartement de celle-ci de part et d'autre de l'outil. Préférentiellement on effectuera au moins l'étape de découpe à l'aide d'une machine rotative travaillant en 30 continu. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue en plan d'un exemple de mise en oeuvre d'une nappe souple de chauffage suivant l'invention; la figure 2 est une variante de réalisation de la nappe de chauffage souple suivant l'invention représentée sur la figure 1; les figures 3 a à 3 d sont des vues schématiques montrant les différentes étapes d'un exemple de procédé de réalisation de la nappe souple de chauffage suivant l'invention; la figure 4 est une vue en plan d'un autre mode de mise en oeuvre d'une nappe souple de chauffage suivant l'invention. La figure 5 est une vue en plan partielle d'une variante de mise en oeuvre de l'invention. La figure 6 est une vue en plan d'une autre configuration de disposition des deux éléments d'une bande conductrice appartenant à la nappe suivant l'invention. La nappe souple de chauffage suivant l'invention qui est représentée sur la figure 1 est constituée d'une feuille support 1 qui est constituée d'une bande 25 longitudinale enroulée, réalisée dans un matériau souple et isolant, tel que notamment un film de polychlorure de vinyle (dit ciaprès PVC), dont l'épaisseur est d'environ 0,25 mm et la largeur est de l'ordre de 1,5 m Sur cette feuille support 1 on a fixé, notamment au moyen d'une 30 colle adhésive repositionnable, deux bandes conductrices - 6 du courant électrique 3 a,3 b, notamment des bandes métalliques d'une épaisseur de l'ordre de 0,5 mm et d'une largeur de 40 mm Le métal conducteur utilisé sera par exemple de l'aluminium qui présente les avantages d'être 5 d'une conductivité appropriée et de se prêter facilement à la réalisation de bandes de faible épaisseur en raison de sa bonne ductilité. Les bandes conductrices 3 a, 3 b sont disposées de façon telle qu'elles s'étendent à la fois suivant la 10 longueur de la feuille support 1 mais également suivant la largeur de celle-ci, de façon qu'elles soient imbriquées l'une dans l'autre Ainsi la chaleur qui est délivrée par ces bandes conductrices se distribue de façon uniforme sur la surface totale de la nappe. Ainsi que représenté sur la figure 1, dans ce mode de mise en ouvre de l'invention, les bandes 3 a et 3 b partent d'une extrémité amont A de la nappe pour aller vers l'extrémité aval B de celle-ci Pour des raisons d'ordre diélectrique, on fait en sorte que l'espace 20 compris entre deux bandes soit de l'ordre d'environ la moitié de la largeur e de celles-ci, soit une distance e/2 Tout au long de leur parcours, les deux bandes restent parallèles l'une à l'autre tout en maintenant entre elles un tel écartement e/2. On constate ainsi que la configuration générale de ces bandes 3 a,3 b sur la feuille support 1 est de forme répétitive, la distance séparant, dans le sens de la longueur de la nappe, la même configuration de nappe constituant le pas P des bandes conductrices 3 a,3 b La 30 feuille support 1 et les bandes conductrices 3 a, 3 b sont recouvertes d'une autre feuille support souple et isolante -7 électriquement dont la constitution peut par exemple être identique à celle de la feuille support 1, cette feuille pouvant être fixée sur la nappe 1 et sur les bandes conductrices 3 a, 3 b par tout moyen approprié et notamment au moyen d'une colle adhésive. La nappe de chauffage suivant l'invention peut être mise en oeuvre ainsi que décrit ci-après Les deux extrémités amont C et D des bandes conductrices 3 a, 3 b sont respectivement réunies à deux bornes d'alimentation 10 en courant électrique, préférentiellement un courant électrique d'une tension, de l'ordre de 50 volts. Les autres extrémités, ou extrémités aval, E et F de ces bandes respectives sont quant à elles réunies entre elles par un pont conducteur 7, de façon à assurer la 15 continuité électrique du circuit formé par les deux bandes 3 a et 3 b, la résistance interne de ce circuit formant la résistance électrique de chauffage de la nappe. Préférentiellement, à chaque valeur du pas P les deux bandes 3 a,3 b seront voisines afin que lors d'une découpe 20 de longueur éventuelle s'effectuant à ce niveau les deux bornes aval E et F soient également voisines ce qui permet de minimiser la longueur de leur connexion. En fonction de la surface et de la géométrie de la pièce que l'on souhaite chauffer, l'utilisateur aura la 25 faculté de découper la nappe de chauffage à la longueur la plus proche de la longueur de la pièce formant un multiple entier du pas P. On comprend, dans ces conditions, que la configuration de la disposition des bandes conductrices 30 3 a,3 b sur la feuille support 1 la plus intéressante sera celle permettant d'obtenir le pas P le plus réduit -8 possible ce qui permettra à l'utilisateur d'obtenir une meilleure précision dans sa découpe. La nappe souple de chauffage suivant l'invention est ainsi particulièrement intéressante en ce qu'elle permet 5 une très grande adaptabilité en ce qui concerne la longueur de la pièce à chauffer Bien entendu, en ce qui concerne la largeur de celle-ci, l'utilisateur aura la faculté de disposer côte à côte plusieurs bandes, formant des lés, en fonction de cette largeur. Une fois la longueur L de la nappe déterminée, l'utilisateur découpera celle-ci puis assurera ensuite la connexion des deux extrémités libres aval E et F afin d'assurer la continuité électrique, et ceci au moyen d'un pont conducteur 7 ou d'une soudure. Dans le présent mode de mise en oeuvre de l'invention, la configuration représentée permet même à l'utilisateur de réaliser sa découpe suivant chaque demi-valeur P/2 du pas P(trait mixte H-H) ou suivant un pas entier (trait mixte J-J). Le présent mode de mise oeuvre est intéressant en ce que d'une part il minimise la valeur du champ électrique créé par les éléments de bande 3 a, 3 b lorsqu'ils sont parcourus par un courant, et d'autre part, en raison de la simplicité de la configuration, ils permettent une 25 réalisation simple de l'outil de découpe, et notamment des filets réalisés sur un cylindre de découpe Pour ce type de mise en ouvre on préférera une configuration des bandes du type de celle représentée à la figure 6. On peut, bien entendu suivant l'invention, adopter 30 une autre configuration de disposition des bandes conductrices 3 a et 3 b sur la feuille support 1 Ainsi on a -9 représenté sur la figure 2 une autre disposition de ces bandes dans laquelle les bandes 3 a, 3 b ne sont pas imbriquées l'une dans l'autre Sur cette figure les bandes 3 a,3 b partent du milieu de l'extrémité amont A de la nappe 5 pour ensuite s'éloigner l'une de l'autre et se diriger vers chacun des deux bords transversaux de celle-ci, pour ensuite se rapprocher du centre et repartir de nouveau vers les bords latéraux. On a représenté sur cette figure 2 le pas P de cette 10 configuration mettant en évidence les zones possibles de découpe, c'est-à-dire là o l'utilisateur aura la possibilité de réaliser la découpe de la nappe, et de disposer des deux autres extrémités E,F rapprochées des bandes conductrices 3 a, 3 b, ou extrémité aval, qu'il 15 pourra réunir facilement par une connexion afin de respecter la continuité du circuit électrique ainsi constitué. La présente invention est également particulièrement intéressante en ce qu'elle se prête à une fabrication 20 industrielle permettant de réaliser une telle nappe souple de chauffage à des prix de revient tout particulièrement compétitifs. Suivant le procédé selon l'invention, dont les différentes étapes sont représentées à titre d'exemple de 25 façon schématique sur les figures 3 a à 3 d, on part tout d'abord d'une feuille métallique 3 en bande, notamment en aluminium, dont la largeur est sensiblement égale à la largeur de la nappe, ou lé, une fois terminée On admet cette bande 3 entre deux cylindres 4 qui déposent sur 30 celle-ci un film adhésif 5 La bande 3 ainsi traitée est ensuite enroulée de façon à former un rouleau 6. Au cours de la seconde étape, représentée sur la figure 3 b, on admet entre des cylindres presseurs 8 la bande métallique 3 précédemment recouverte de l'adhésif et la feuille support 1 en PVC, de façon à les solidariser 5 l'une de l'autre, puis l'ensemble 3 ' est enroulé sur un rouleau 10. Au cours de la troisième étape, représentée sur la figure 3 c, on assure la découpe de la bande métallique 3 collée, sur la feuille support 1 en PVC Pour ce faire, la 10 nappe 3 ' issue du rouleau 10 est admise entre deux cylindres, à savoir un cylindre de découpe 12 et sa contrepartie 12 ' De façon connue, le cylindre de découpe 12 est pourvu de filets de découpe 12 '' qui reproduisent la configuration choisie des bandes représentées par exemple sur les figures 1 ou 2, la profondeur des filets de découpe 12 '' étant telle que seule la bande métallique est découpée au cours de cette opération Des moyens, de type connu, sont prévus, sur la machine de découpe pour éliminer la décortique 13, c'est-à-dire les éléments de la 20 bande conductrice que l'on souhaite éliminer, et qui sont extraits sur un rouleau de décortique 14 La nappe 3 '' quant à elle, qui est alors constituée de la feuille support 1 et des bandes conductrices 3 a et 3 b est alors enroulée sur un rouleau 16. Au cours de la quatrième étape, ou étape ultime, représentée sur la figure 3 d, la nappe 3 ''enroulée sur le rouleau 16 est admise, conjointement à la seconde feuille support 1 ', entre deux cylindres 18 qui assurent leur solidarisation, la nappe définitive résultante étant alors 30 enroulée sur un rouleau 20. On comprend qu'un tel procédé de fabrication est particulièrement intéressant dans la mesure o il peut s'effectuer sur des machines de collage et de découpe existantes en mesure d'assurer un débit particulièrement important. Bien entendu, suivant l'invention, on pourrait avoir recours à d'autres procédés de fabrication de type continu, ou même discontinu. On pourrait ainsi réaliser les bandes 3 a et 3 b dans 10 la feuille métallique 3 par une " découpe " réalisée par écrasement de la matière métallique par un outil, et notamment un outil rotatif, provoquant l'écartement de cette matière écrasée de part et d'autre de l'outil, créant ainsi un interstice isolant Ce mode de mise en 15 oeuvre est intéressant en ce qu'il évite dans le processus, que l'on ait à retirer la décortique. Dans un tel mode de mise en oeuvre il sera intéressant de donner aux bandes une configuration particulière dans laquelle, ainsi que représenté sur la figure 6, elles 20 présenteront une sorte de " dépouille " leur conférant une inclinaison a par rapport à la direction transversale xx' de la nappe 1 Si l'on suit chacun des éléments de bande, lorsque l'on se déplace suivant une direction transversale, on se déplace à la fois dans le sens 25 longitudinal de façon que lorsque l'on a parcouru une largeur de bande, le déplacement longitudinal soit égal à une valeur H On aura alors l'angle de dépouille a On a ensuite un déplacement longitudinal des deux éléments de bande puis de nouveau un déplacement transversal en 30 direction du bord opposé de la nappe, en réalisant un angle de dépouille préférablement de même valeur x, dans -12 le même sens que l'angle de dépouille a précédent, si bien que le déplacement longitudinal correspondant L se fait dans le même sens que lors du déplacement transversal précédent. Une telle configuration des deux éléments de bande 3 a, 3 b sur la nappe est intéressante en ce que, lors de l'opération de découpe par écrasement qui est effectuée préférentiellement sur des cylindres de découpe, un filet transversal ne vient pas en appui contre la feuille à 10 découper par toute sa largeur de filet mais uniquement dans une zone de faible largeur qui va se déplacer au cours de la rotation du cylindre, si bien que dans ces conditions, on comprend que la pression exercée par le filet, du fait de cette géométrie particulière, est plus 15 importante ce qui permet de réaliser l'écrasement souhaité sans pour autant exercer des efforts plus importants sur les éléments mécaniques de la machine. La nappe souple de chauffage ainsi obtenue peut être utilisée pour chauffer aussi bien le sol ou le plafond que 20 les parois d'un local Son utilisation pour le chauffage du sol est particulièrement intéressante dans la mesure o il est facile de constituer une nappe qui soit totalement étanche aux liquides ou au gaz. Dans le mode de mise en oeuvre représenté sur la 25 figure 4 les feuilles support recto 1 et verso 1 ' de la nappe comportent des perforations longitudinales 30 et/ou transversales 32 favorisant l'adhésion de la nappe souple avec les éléments constituant d'une chape de ciment ou d'un revêtement mural. Ainsi que représenté sur la figure 5, on facilitera la mise en place des moyens de connexion entre les -13 extrémités des éléments de bande 3 a et 3 b, qui est nécessaire à l'établissement de la continuité électrique, en découpant dans l'une des feuilles support 1 ou 1 ' un orifice 36 Ce dernier pourra être obtenu en faisant appel à un outil de découpe, manuel ou automatique, qui s'enfoncera dans la feuille sur une profondeur égale à son épaisseur, ce qui permettra ensuite de détacher la surface interne, donnant ainsi accès aux deux extrémités des éléments 3 a et 3 b, sur lesquels on soudera le pont 10 conducteur 7. On a décrit la nappe souple de chauffage suivant l'invention dans le cas de l'utilisation d'un courant diphasé faisant appel à deux bandes Bien entendu la présente invention est applicable aux courants polyphasés 15 et l'on fera alors appel au nombre N d'éléments de boucles nécessaires à la constitution des circuits appropriés. -14 REVENDICATIONS 1 Nappe souple de chauffage longitudinale, constituée d'une bande métallique fine et conductrice ( 3) 5 destinée à être alimentée, par ses extrémités (C,D), en courant électrique et qui est emprisonnée entre deux feuilles souples et isolantes ( 1,1 '), caractérisée en ce que: la bande conductrice est constituée d'au moins deux 10 éléments ( 3 a,3 b), partant de l'une des extrémités longitudinale (A) de la nappe et aboutissant à l'autre extrémité longitudinale (B) de celle-ci, les premières extrémités (C,D) de ces éléments sont destinées à être reliées à des bornes d'alimentation 15 respectives en courant électrique, les secondes extrémités (E,F) de ces éléments sont libres et destinées à être réunies l'une à l'autre par des moyens de connexion ( 7). 2. Nappe souple suivant la revendication 1 20 caractérisée en ce que les éléments ( 3 a,3 b) de la bande conductrice sont fixés sur au moins l'une des feuilles support souples ( 1,1 ') par des moyens adhésifs. 3. Nappe souple suivant la revendication 1 caractérisée en ce que la configuration des deux éléments 25 de bande ( 3 a, 3 b) est telle qu'ils comportent au moins une partie qui s'étend sensiblement transversalement vers l'un des bords de celle-ci en formant un angle de dépouille (a) par rapport à son axe transversal (xx'). 4. Nappe souple suivant la revendication 3 30 caractérisée en ce que l'angle de dépouille (î) des -15 éléments de bande ( 3 a,3 b) est toujours dans le même sens lorsque l'on va d'une extrémité à l'autre de la nappe. 5. Nappe souple suivant l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les éléments de bande 5 ( 3 a,3 b) sont disposés suivant une configuration telle que, dans le sens longitudinal, ils se distribuent de façon périodique. 6. Nappe souple suivant l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la configuration des 10 éléments de bande ( 3 a,3 b) est telle qu'ils s'étendent de façon successive transversalement et longitudinalement d'une extrémité (A) à l'autre (B) de la nappe tout en restant parallèles entre eux. 7. Nappe souple suivant l'une des revendications 15 précédentes caractérisée en ce que les éléments de bandes ( 3 a,3 b) partent de l'une des extrémités longitudinale (A) de la nappe, s'étendent transversalement vers un bord pour ensuite revenir vers l'autre. 8. Nappe souple suivant l'une des revendications 20 précédentes caractérisée en ce que l'adhésif utilisé est de type repositionnable. 9. Nappe souple suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux feuilles souples et isolantes ( 1,1 ') sont traversées par des 25 orifices ( 30,32) disposés entre les éléments de bande ( 3 a,3 b). 10. Nappe souple suivant la revendication 9 caractérisée en ce que l'une des feuilles souples et isolantes ( 1,1 ') est percée d'un orifice ( 3 b) donnant accès 30 aux deux extrémités des éléments de bandes ( 3 a,3 b). -16 11. Nappe souple suivant la revendication précédente caractérisée en ce qu'à chaque valeur du pas (P) les deux éléments de bandes ( 3 a,3 b) sont voisines. 12. Procédé de fabrication d'une nappe souple de 5 chauffage se présentant sous la forme d'une bande formant un lé de largeur déterminée, constituée d'une bande conductrice ( 3 a,3 b) alimentée à chacune de ses extrémités (C,D) par un courant électrique et qui est maintenue entre deux feuilles support souples et isolantes ( 1,1 '), 10 caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : fixer une feuille métallique support souple ( 3) sur une feuille support isolante électriquement ( 1), séparer électriquement la feuille métallique en plusieurs parties isolées les unes des autres, de façon à 15 former dans celle-ci deux éléments de bande ( 3 a,3 b), les premières extrémités (C,D) de ces éléments ( 3 a,3 b) étant destinées à être reliées à des bornes d'alimentation respectives en courant électrique, et les secondes extrémités (E,F) de ces éléments ( 3 a,3 b) étant libres et 20 destinées à être réunies l'une à l'autre par des moyens de connexion ( 7), fixer une seconde feuille support souple ( 1 ') et isolante en bande sur l'autre face des éléments de bande ( 3 a,3 b) de façon que ceux-ci soient pris en sandwich entre 25 les deux feuilles support ( 1,1 '). 13. Procédé suivant la revendication 12 caractérisé en ce que la séparation électrique de la feuille métallique en plusieurs parties isolées électriquement est réalisée par découpe de cette feuille métallique sur au moins son 30 épaisseur, et l'élimination de la décortique résultant de cette découpe. 14. Procédé suivant la revendication 12 caractérisé en ce que la séparation électrique de la feuille métallique en plusieurs parties isolées est réalisée par écrasement de la matière métallique à l'aide d'un outil, et écartement de celui-ci de part et d'autre de l'outil. 15. Procédé suivant l'une des revendications 12 à 14 caractérisé en ce que l'on effectue au moins l'étape de découpe à l'aide d'une machine rotative travaillant en continu.