Brevet FR2920796A1 — publié le 20090313

- 1 - �Procédé et dispositif pour extraire un gaz d'une structure maçonnée� La présente invention concerne un procédé pour extraire un gaz d'une structure maçonnée. La présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention concerne l'assainissement des structures maçonnées telles que les murs de bâtiments, notamment pour les débarrasser de l'humidité en excès. On connaît des procédés et des dispositifs de ce genre, dans lesquels on forme dans la structure maçonnée une cavité qui est typiquement cylindrique, ouverte à une extrémité. On insère dans cette cavité un dispositif qui définit dans la cavité une circulation d'air léchant les parois de ladite cavité. Un courant s'établit naturellement par convection. L'air entre dans la cavité par des ouïes supérieures, s'alourdit en se chargeant d'humidité et ressort de la cavité par des ouïes inférieures. L'efficacité de ces dispositifs connus est limitée. On connaît encore d'après le WO 03/078749 un dispositif dans lequel un extracteur électrique entretient un flux d'air dans la cavité. Le trajet d'aspiration de l'extracteur passe en contact avec la paroi de la cavité. L'humidité contenue dans la structure maçonnée est absorbée par le flux d'air. La dépression qui règne dans le trajet d'aspiration accélère le transit de l'humidité contenue dans le mur vers la surface de la cavité qui délimite le trajet d'aspiration, et favorise l'absorption de l'humidité par le trajet d'aspiration. Ce dispositif a l'inconvénient de nécessiter un raccordement électrique, ce qui nécessite une installation incorporée dans le mur, chère, complexe et qui peut dégrader la façade du bâtiment ou autre structure maçonnée. En outre, si l'alimentation électrique est défaillante, l'assainissement du mur peut être interrompu pendant une longue période avant que le défaut soit détecté. Le document prévoit en variante d'équiper le dispositif avec un capteur solaire pour son alimentation électrique. Toutefois, un capteur ayant une surface raisonnable, c'est-à-dire pas trop grande, ne permet pas toujours un fonctionnement satisfaisant de l'extracteur. En outre, un capteur solaire ne permet pas le fonctionnement nocturne. - 2 - Un but de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif d'extraction qui soit d'un coût raisonnable, efficace, et qui dans son principe soit capable de fonctionner en l'absence de raccordement électrique, ou en cas de défaut d'alimentation électrique. Suivant l'invention, le procédé pour extraire un gaz d'une structure maçonnée, dans lequel on place dans une cavité correspondante aménagée dans la structure, un extracteur électrique produisant une dépression dans un trajet d'aspiration partiellement délimité par une paroi de la cavité, est caractérisé en ce qu'on permet le long de la paroi de la cavité une circulation d'air par convection pendant des phases d'arrêt de l'extracteur électrique. Ainsi, lorsque l'extracteur n'est pas alimenté électriquement, l'assainissement continue par convection naturelle. Il a été trouvé que cette combinaison des deux modes d'assainissement est particulièrement avantageuse car elle garantit la continuité du traitement même pendant les phases où l'extracteur électrique est inactif. De préférence, on alimente l'extracteur électrique à partir d'un générateur solaire placé en façade. Lorsque l'ensoleillement est insuffisant, ou plus généralement lorsque l'extracteur électrique est à l'arrêt, l'assainissement continue par convection. Il est avantageux de faire volontairement fonctionner l'extracteur électrique par intermittence à partir d'une réserve d'énergie elle-même alimentée par le générateur solaire. Typiquement, on ne fait fonctionner l'extracteur électrique que lorsque la réserve d'énergie est suffisamment chargée, ou plus généralement lorsque la puissance électrique est suffisante. Ainsi, on ne pratique l'extraction électrique que lorsqu'elle est efficace grâce à une énergie électrique disponible suffisante, et on définit d'autres périodes de temps réservées à l'assainissement par convection. L'efficacité d'ensemble est ainsi améliorée. Dans la version préférée avec réserve d'énergie tampon, cette dernière permet en outre de concentrer l'énergie électrique disponible sur des périodes limitées, ce qui permet de l'utiliser plus efficacement et permet en outre d'ajouter davantage de fonctionnement en convection. Suivant un objet de l'invention, on utilise le procédé de circulation d'air dans une cavité d'une structure maçonnée, par convection ou de préférence par extraction électrique, de préférence en faisant lécher les - 3 - parois de la cavité par un écoulement d'air en dépression, pour extraire de la structure maçonnée telle qu'un mur de bâtiment le radon que peut contenir cette structure. Le radon est un gaz radioactif nocif que l'on trouve à des teneurs parfois relativement grandes dans les matériaux de construction. Il a été trouvé que le procédé de circulation suivant l'invention est capable d'évacuer progressivement le radon présent dans les matériaux de construction utilisés. Suivant un second aspect de l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon le premier aspect, comprenant un extracteur électrique dans un boîtier destiné à être installé dans la cavité, est caractérisé par des moyens pour définir entre deux ouvertures de façade du dispositif un trajet de convection s'étendant au moins partiellement le long d'une face extérieure du boîtier située en service dans la cavité, ce trajet comprenant une partie entrante et une partie sortante raccordées l'une à l'autre à proximité d'un fond du boîtier. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif. Aux dessins annexés : - la figure 1 est une vue en perspective avant d'un dispositif selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe axiale verticale du dispositif de la figure 1, installé dans une cavité de mur ; - la figure 3 est une vue suivant III-III de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en perspective arrière du dispositif selon l'invention - la figure 5 est une vue partielle en coupe horizontale suivant V-V de la figure 3 - la figure 6 est une vue en perspective partielle montrant la platine de la façade du dispositif, le cadre de la façade et le capteur solaire étant ôtés ; et - la figure 7 représente un schéma électrique d'alimentation du moteur de l'extracteur. Le dispositif selon l'invention comprend un boîtier 1 de forme générale allongée pouvant typiquement avoir une longueur de l'ordre d'une quinzaine de centimètres et une dimension transversale de l'ordre de 3 à 4 - 4 - cm. Le boîtier 1 est destiné à être introduit dans une cavité 2 qui a été pratiquée dans le mur ou autre structure maçonnée 3 sous la forme d'un alésage cylindrique borgne ayant une profondeur et un diamètre appropriés pour loger le boîtier 1 d'une manière sensiblement ajustée que l'on décrira plus loin. La cavité 2 s'ouvre par un orifice 4 à travers la surface extérieure 6 de la structure maçonnée 3. Dans l'exemple typique qui est représenté, la cavité 2 possède un axe géométrique 7 horizontal et la surface 6 de la structure 3 s'étend dans un plan vertical. Le dispositif comprend en outre une façade 8, de forme générale typiquement rectangulaire. La façade 8 est fixée à l'extrémité antérieure du boîtier 1, pour se positionner sensiblement contre la surface 6 de la structure 3, plus particulièrement contre le pourtour de l'orifice 4 de la cavité 2. La façade 8 comprend une platine arrière 9 (voir aussi figure 4) destinée à se trouver en service contre la surface 6, un cadre 11 (figure 1) coiffant la platine 9, et un générateur solaire photovoltaïque 12 monté dans l'ouverture du cadre 11 de façon que sa surface formant capteur soit tournée vers l'extérieur de la cavité 2 pour être ainsi exposée à la luminosité ambiante. Comme le montre la figure 2, le boîtier 1 est installé dans la cavité 2 de manière à ménager un espacement entre la surface extérieure du boîtier 1 et la surface de la cavité 2. Pour cela, le dispositif comprend des moyens de centrage du boîtier 1 dans la cavité 2. Comme on l'exposera en détail plus loin, ces moyens de centrage constituent en même temps des moyens de canalisation pour l'air dans la cavité 2. Les moyens de centrage comprennent un collet cylindrique 13 qui est solidaire du boîtier 1 et adjacent à la façade 8. Le collet 13 s'emboîte sensiblement sans jeu dans l'orifice 4 de la cavité 2. Le collet 13 a une longueur axiale suffisante pour lui permettre de participer activement à l'alignement coaxial du boîtier avec la cavité, mais suffisamment petite pour ne masquer qu'une faible partie de la longueur axiale de la surface de la cavité 2. En outre, les moyens de centrage comprennent deux nervures longitudinales opposées 14 (figures 1, 3 et 4) qui s'étendent sur toute la longueur du boîtier à partir de l'extrémité arrière du collet 13, sensiblement dans un plan axial horizontal du boîtier. Les nervures 14 forment entretoise - 5 - entre la surface latérale extérieure du boîtier 1 et la surface latérale de la cavité 2 (voir figure 3). Les moyens de centrage comprennent enfin des moyens 18 formant entretoise entre le fond 16 (figures 2, 4 et 5) du boîtier 1 et le fond 17 de la cavité 2. Dans l'exemple représenté, les moyens 18 sont constitués par des becs prolongeant les nervures 14 au- delà du fond 16 du boîtier 1. Comme le montre la figure 3, l'espacement entre le pourtour du boîtier 1 et la surface de la cavité 2 est cloisonné de manière sensiblement étanche par les nervures 14 en une partie supérieure 19 et une partie inférieure 21. Les deux parties 19, 21 sont cependant raccordées entre elles au-delà du fond 16 du boîtier 1 grâce à un passage 22 défini entre les deux becs 18 (voir figure 5 ). La partie supérieure 19 communique par un conduit 23 avec des ouïes de ventilation 24 formées dans la région supérieure du cadre 11 de la façade 8. De façon similaire, la partie inférieure 21 communique par un conduit 25 avec que des ouïes de ventilation 26 formées dans la région inférieure du cadre 11. Les conduits 23 et 25 sont formés entre la surface intérieure du collet 13 et la surface extérieure du boîtier 1, qui présente à cet effet des méplats profilés 30. Un extracteur électrique 27 possédant un rotor équipé de pales 61 est monté axialement dans le boîtier 1, sensiblement au milieu de la longueur axiale de ce dernier. L'extracteur 27 subdivise l'intérieur du boîtier 1 en une chambre d'aspiration 28 située à l'arrière et une buse de refoulement 29 communiquant avec l'extérieur de la cavité par des ouïes latérales 31 formées dans le cadre 11 de part et d'autre du générateur 12. Les parties 19 et 21 précitées communiquent chacune avec la chambre d'aspiration 28 par des grilles 32 formées dans la paroi latérale du boîtier 1 au voisinage de son fond 16. La figure 6 montre la face intérieure de la platine 9 équipée de deux nervures 33 en forme de C. La barre centrale du C prolonge d'une seule pièce le méplat 30 correspondant du boîtier. Chacune des nervures 33 entoure une chambre 34 dans laquelle débouche l'un respectif des conduits 23 et 25. Chaque chambre 34 communique avec l'un respectif des ensembles d'ouïes de ventilation supérieures 24 et respectivement inférieures 26 par un passage 35 défini entre les extrémités des deux branches du C. En outre, les - 6 - deux nervures 34 définissent entre elles une chambre 36 qui communique avec la buse de refoulement 29. La chambre 36 communique aussi avec les ouïes latérales 31 (non représentées à la figure 6) par des passages 40 formés entre les nervures en C. En fonctionnement, les chambres 34 et 36 sont complétées par la face arrière du générateur 12 et la face intérieure du cadre 11 qui ne sont pas présents à la figure 6. Le dispositif comprend encore une plaquette de circuit imprimé 37 (figure 2) installée dans la buse 29 derrière le générateur 12, grâce à des nervures 38 formées sur la face intérieure du boîtier 1. La plaquette 37 est raccordée par des fils électriques 39 avec le générateur 12 et par des fils électriques 41 avec le moteur électrique 42 de l'extracteur 27. En outre deux autres fils 43, également raccordés à la plaquette 37, offrent une possibilité de raccordement électrique du dispositif avec une source d'alimentation externe. Les fils 43 s'étendent jusque dans un logement 44 formé dans le fond 16 du boîtier 1 et fermé par une trappe amovible 46. Entre la plaquette 37 et le logement 44, les fils 43 passent par une goulotte 48 (figure 3) ménagée dans le pourtour extérieur de la volute 47 de l'extracteur 27, cette volute étant elle-même encastrée dans des formations intérieures complémentaires du boîtier 1. Les fils 43 atteignent ainsi la chambre d'aspiration 28, d'où ils passent dans le logement 44 grâce à un orifice 49 prévu dans la cloison qui sépare la chambre 28 et le logement 44. Comme le montre la figure 7, la plaquette de circuit imprimé 37 porte un condensateur 51 formant réserve d'énergie tampon entre d'une part la source d'alimentation formée par le capteur 12 ou l'alimentation extérieure via les fils 43, et d'autre part le moteur 42 de l'extracteur. Le condensateur 51 se charge en permanence lorsque l'une au moins des sources est active. Un montage 52 à transistor 53 déclenche la décharge du condensateur 51 dans le moteur 42 lorsque la tension aux bornes du condensateur 51 atteint un certain seuil haut et fait cesser cette décharge lorsque la tension aux bornes du condensateur passe en dessous d'un seuil bas. Dans ce montage comprenant cinq résistances R1 à R5, le rapport R1 /R2 est plus grand que le rapport R3 /R4. Le transistor 53 devient passant lorsque la tension à la jonction entre les résistances R1 et R2 dépasse un certain seuil, il cesse d'être passant lorsque la tension à la jonction entre les résistances R3 et R4 passe en dessous de ce seuil. - 7 - On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif, et décrire en même temps le procédé selon l'invention. Lorsque le moteur 42 est alimenté (flèches en trait plein à la figure 2), l'extracteur 27 aspire de l'air provenant de l'extérieur à travers les ouïes supérieures et inférieures 24, 26, les conduits supérieur et inférieur 23, 25, les parties d'espacement supérieure 19 et inférieure 21, puis les grilles 32 et la chambre d'aspiration 28. Le long des parties d'espacement 19, 21, l'air aspiré circule au contact de la surface de la cavité 2 en se chargeant de l'humidité et des autres gaz tels que le radon qui peuvent se dégager de la structure maçonnée 3. Ce dégagement est favorisé par la dépression générée par l'extracteur 27 dans son trajet d'aspiration. L'extracteur 27 refoule l'air chargé à travers la buse de refoulement 29 et les ouïes latérales 31. Lorsque le moteur 42 n'est pas alimenté électriquement (flèches en pointillés à la figure 2), il s'établit spontanément un écoulement par convection allant des ouïes supérieures 24 aux ouïes inférieures 26 en passant par le conduit supérieur 23, la partie d'espacement supérieure 19, formant alors partie entrante du trajet de convection, le passage 22 au-delà du fond 16 du boîtier 1, la partie d'espacement inférieure 21, formant alors partie sortante du trajet de convection, et le conduit 25. Ainsi, dans ce mode en convection, le sens d'écoulement est inversé dans la région basse du dispositif, par rapport à ce qui se passait dans le cas de l'extraction motorisée décrite précédemment. Lorsque les fils 43 de raccordement à une source externe ne sont pas utilisés, le capteur solaire 12 charge le condensateur 51 en fonction de la luminosité ou de l'ensoleillement. Lorsque le condensateur 51 est suffisamment chargé pour que le transistor 53 devienne passant, le moteur 42 est alimenté et le dispositif fonctionne en extraction. Dès que la charge 51 atteint son seuil bas, le moteur 42 s'arrête, permettant au dispositif de fonctionner en convection. La nuit, le condensateur 51 n'est pratiquement plus chargé, de sorte qu'en général le dispositif fonctionne de manière permanente en convection. Si les fils 43 sont alimentés, une diode 54 isole le capteur 12 et le condensateur 51 subit le même cycle de charges et décharges déjà décrit, mais à un rythme plus rapide, et par conséquent le moteur 42 alterne lui aussi à un rythme plus rapide les phases de - 8 - fonctionnement et de repos. Il peut également être prévu des moyens non représentés pour protéger le capteur 12 lorsqu'il est isolé par la diode 54. Dans les cas d'installation où il est prévu de raccorder les fils 43, on déploie ceux-ci à l'extérieur du logement 44 puis on referme la trappe 46 (figure 4) qui comporte une moulure 56 permettant la sortie des fils 43 lorsque la trappe est fermée. On place ensuite les fils le long de la surface de la cavité 2 à l'extérieur du boîtier 1 jusqu'à l'orifice 4 de la cavité 2 pour raccorder les fils avec un câblage non représenté que l'on réalise le long de la surface 6. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté. On pourrait par exemple activer ou désactiver le capteur en fonction de la luminosité mesurée par un détecteur, pour faire fonctionner le dispositif exclusivement en convection lorsque la luminosité est insuffisante, et exclusivement en alimentation solaire lorsque la luminosité est suffisante. Le dispositif pourrait ne pas présenter de possibilité de raccordement à un réseau électrique extérieur, ou au contraire ne pas comporter de générateur solaire et être par exemple obligatoirement raccordé à un réseau électrique extérieur. Le procédé d'évacuation du radon peut être mis en oeuvre avec un dispositif fonctionnant uniquement par convection, ou uniquement par extraction. Le bord libre des nervures en C 33 peut être profilé, par exemple légèrement évidé pour se conformer à la surépaisseur créée par la présence du générateur 12, et/ou peut être équipé d'un joint d'étanchéité pour bien séparer les flux d'air entrant des flux d'air sortant. REVENDICATIONS 1- Procédé pour extraire un gaz d'une structure maçonnée (3), dans lequel on place dans une cavité (2) correspondante aménagée dans la structure (3), un extracteur électrique (27) produisant une dépression dans un trajet d'aspiration (24, 23, 19, 32, 28) partiellement délimité par une paroi de la cavité, caractérisé en ce qu'on permet le long de la paroi de la cavité une circulation d'air par convection pendant des phases d'arrêt de l'extracteur électrique (27). 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on alimente l'extracteur électrique (27) à partir d'un générateur solaire possédant un capteur (12) placé en façade. 3- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on fait fonctionner l'extracteur électrique (27) par intermittences lorsque l'énergie disponible est suffisante, fournie de préférence à partir d'une réserve d'énergie (51) alimentée par le générateur solaire. 4- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise une partie basse (21) du trajet d'aspiration comme trajet sortant pendant les phases d'arrêt de l'extracteur. 5- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le gaz extrait contient du radon. 6- Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 5 , comprenant un extracteur électrique (27) dans un boîtier (1) destiné à être installé dans la cavité (2), caractérisé par des moyens pour définir entre deux ouvertures (24, 26) de façade du dispositif un trajet de convection s'étendant au moins partiellement le long d'une face extérieure du boîtier (1) située en service dans la cavité, ce trajet comprenant une partie entrante 19) et une partie sortante (21) raccordées l'une à l'autre à proximité d'un fond (16) du boîtier. 7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que des moyens (14, 18) délimitant latéralement le trajet de convection forment entretoise entre le boîtier (1) et la paroi de la cavité (2). 8- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens délimitant latéralement le trajet de convection comprennent deux- 10 -nervures longitudinales opposées (14) formées sur la face latérale extérieure du boîtier (1). 9- Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que des moyens (18) garantissent un écartement entre le fond (16) du boîtier et le fond (17) de la cavité et délimitent un passage de raccordement (22) entre la partie entrante (19) et la partie sortante (21) du trajet de convection. 10- Dispositif selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend près de la façade un collet (13) de centrage dans la cavité, l'une au moins des parties entrante (19) et sortante (21) comprenant un conduit (23, 25) ménagé entre le collet (13) et le boîtier (1). 11- Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend une façade (9) munie des ouvertures (24, 26) et renfermant des chambres (34) raccordant chaque ouverture (24, 26) avec la partie entrante (19) et respectivement la partie sortante (21) du trajet de convection. 12-Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que la partie entrante et la partie sortante sont raccordées à l'arrière du boîtier. 13- Dispositif selon l'une des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que le refoulement (29) de l'extracteur (27) s'étend à l'intérieur du boîtier (1) jusqu'à au moins une ouverture de refoulement (31) près de la façade du dispositif. 14- Dispositif selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur solaire comprenant un capteur d'énergie solaire (12) en façade du dispositif et l'extracteur électrique (27) est alimenté au moins indirectement à partir du générateur solaire (12). 15- Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend un condensateur (51) qui est chargé par le générateur solaire (12) et qui se décharge de façon intermittente dans le moteur (42) de l'extracteur électrique. 16- Dispositif selon l'une des revendications 6 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (43) de raccordement à une source électrique externe, ces moyens comprenant de préférence des fils qui sont en réserve dans un logement (44) du boîtier en situation d'inutilisation.