Brevet FR2925386A1 — publié le 20090626

La présente invention concerne la fabrication de collecteur du domaine de la géothermie. En premier lieu, l'invention se rapporte à un procédé de fabrication de collecteur du domaine de la géothermie en matériau plastique typiquement du polyéthylène haute densité dit PEhd adapté à des réseaux hydrauliques horizontaux dits pompes à chaleur et à des réseaux hydrauliques verticaux. Par le document FR 2 546 281, on connaît des procédés de fabrication d'élément de circuit de fluide de pompe à chaleur comprenant deux tôles embouties qui sont soudées afin qu'elles délimitent des cavités contenant différents composants du circuit, soit un corps principal qui comprend un robinet à quatre voies. Donc, quatre tubulures de sortie, un silencieux, un détendeur, un clapet ou vanne, une cartouche déshydratante, etc. Il comprend encore au moins une tubulure d'entrée, au moins une tubulure de purge. Dans l'état de la technique connue par le document FR 2 546 281, les éléments doivent être fixés de manière étanche. Ce qui exige le soudage d'une matière d'apport, après que les deux organes emboutis ont été soudés l'un à l'autre à la molette ou par points. Ce procédé connu présente les inconvénients supplémentaires découlant d'une fabrication artisanale, soit de nombreuses opérations de fabrication à l'unité pour chaque collecteur. Ainsi, il est nécessaire de percer les tubes, de réaliser des soudures spécifiques pour finalement réaliser des éléments uniquement adaptés à une installation. Dans ce procédé connu, l'élément présente quatre sorties de fluide et pas plus. Les diamètres sont définitivement fixés lors de la fabrication. En conséquence, les produits fabriqués selon le procédé connu sont limités à une installation d'un seul type de départ, sont chers, longs à réaliser et demandent beaucoup de matériaux. Pour les éléments en laiton, il est difficile d'obtenir une étanchéité satisfaisante, le gel risque de casser lesdits éléments qui sont de plus susceptibles de se corroder. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Pour surmonter ces inconvénients, l'invention se caractérise en ce que le procédé comprend au moins une étape de rotomoulage, l'empreinte du moule formant le corps du collecteur, lié par jonction arrondie à au moins une tubulure d'entrée, au moins une tubulure de vidange, au moins quatre tubulures de sortie. Afin que dans le même procédé l'on obtienne les différentes possibilités de départs utilisées dans la profession, le noyau de moule forme quatorze tubulures de sortie et l'étape de moulage est suivie d'au moins : - une étape de découpage du corps à la longueur correspondant au nombre de tubulures recherchées, - une étape de soudage d'un fond de fermeture de l'ouverture résultant du découpage dudit corps. Dans le but de s'adapter aux diamètres de canalisation utilisés dans les circuits de géothermie, le procédé comprend au moins les étapes suivantes : - Fixation de vannes standards aux dites tubulures de sortie, - Fixation typiquement par soudage de pièces formant siège côté vanne et emboîture côté canalisation de sortie, en particulier le côté siège étant de diamètre standard correspondant à la vanne et le diamètre de l'emboîture étant variable selon les canalisations de réseaux horizontaux ou verticaux. Fixation typiquement par soudage de pièces formant siège côté vanne et emboîture côté canalisation de sortie, en particulier le côté siège étant de diamètre standard correspondant à la vanne et le diamètre de l'emboîture étant variable selon les canalisations de réseaux horizontaux ou verticaux. L'invention a encore pour objet un moule mobile en aluminium permettant la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication de collecteur en matériau plastique du domaine de la géothermie caractérisé en ce que l'empreinte forme le corps d'axe sensiblement confondu avec l'axe d'au moins une tubulure d'entrée et sensiblement perpendiculaire dans le même plan des axes d'au moins quatre tubulures de sortie, typiquement lesdites tubulures de sorties étant du même côté de l'axe dudit corps. Suivant d'autres caractéristiques de la présente invention : - Le moule mobile en aluminium permet la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication de collecteur en matériau plastique du domaine de la géothermie caractérisé en ce que l'empreinte forme le corps d'axe sensiblement confondu avec l'axe d'au moins une tubulure d'entrée et sensiblement perpendiculaire dans le même plan des axes d'au moins quatre tubulures de sortie, typiquement lesdites tubulures de sorties étant du même côté de l'axe dudit corps ; - La dite empreinte forme quatorze tubulures de sortie ; -Ladite empreinte forme perpendiculairement aux tubulures de sortie et à 10 proximité et sensiblement perpendiculairement à chaque tubulure d'entrée aux moins une tubulure de vidange ; - Ladite empreinte forme à chacune des deux extrémités du corps d'axe confondu une tubulure d'entrée, soit un total de deux tubulures d'entrée. - Ladite empreinte forme deux tubulures de vidange sensiblement 15 perpendiculaires aux tubulures d'entrée et sensiblement perpendiculaires aux tubulures de sortie. Un exemple non limitatif de mise en oeuvre de la présente la présente invention va maintenant être décrit au regard des dessins annexés sur lesquels : L.a figure 1 représente schématiquement vu en coupe longitudinale un moule de 20 rotomoulage avec son empreinte selon une forme de réalisation préférée de l'invention ; L.a figure 2 est une vue en éclaté des pièces principales assemblées lors du procédé de fabrication de collecteurs selon l'invention ; La figure 3 est un organigramme du procédé de fabrication de collecteurs 25 utilisant le moule de la figure 1 selon l'invention. Le moule 1 de rotomoulage en aluminium représenté Fig. 1 présente une empreinte 2 destinée à recevoir le matériau plastique sous forme de granulés. L'axe A correspond à l'axe du corps 3 et des tubulures d'entrées 4a, 4b. Perpendiculairement, l'empreinte forme deux tubulures de vidange 5a, 5b. Enfin, dans le plan perpendiculaire, l'empreinte forme quatorze tubulures de sorties dont deux séries de quatre 6a, 6b sont représentées. Ainsi, il est possible d'obtenir un collecteur à tous les nombres de sorties utilisées sur le marché, ce nombre variant de quatre à quatorze sorties. Pour un collecteur à quatorze sorties, celui-ci sera assemblé sur un corps dans sa forme sortant du moule. Pour obtenir deux collecteurs à quatre sorties, le dispositif sortant du moule sera découpé selon les plans C-C et D-D représentés en traits mixtes Fig. 1. Ainsi, les deux collecteurs à quatre tubulures de sortie 6a, 6b auront respectivement une tubulure de vidange 5a, 5b et une tubulure d'entrée 4a, 4b. Pour obtenir un nombre de tubulures inférieur à quatorze mais supérieur à quatre, l'un et/ou les deux plans de coupe C-C, D-D seront déplacés de façon à correspondre au nombre du tubulure recherché. Ainsi, le collecteur comprendra un corps réalisé en une seule pièce pour les quatorze tubulures de sorties, ou deux pièces, comme expliqué au regard du procédé de fabrication. Il ne présente pas de fuite, est facilement réalisé de manière répétitive, utilise peu de matériau car permettant une épaisseur de pièce de 5mm à la place des épaisseurs de 10 à 14mm pour les nombreuses pièces assemblées de manière artisanale dans l'état de la technique connu. Enfin, il a été constaté que les corps de collecteurs réalisés par rotomoulage selon l'invention ne produisent plus les rétentions d'air qui provoquaient les tourbillons que l'on voit dans les circuits géothermiques réalisés selon les procédés connus qui exigent de très nombreux assemblages. Le procédé de fabrication préférentielle de collecteur comprend les étapes représentées Fig. 3 : Ae) Apport de granulés de matériau plastique, typiquement de polystyrène expansé 7 dans l'empreinte 2 du moule 1 de rotomoulage ; Be) Rotation et chauffe du moule 1 ; Ce) Le matériau plastique se fixe aux parois de l'empreinte 1 et prend la forme de corps de collecteur 8 ; De) Sortie de la pièce de corps 8 représentée Fig. 2. Ladite pièce de corps 8 présente un creux 9 délimité par une paroi interne représentée en pointillé. Ainsi, l'épaisseur 10 de la pièce 8 résulte de la distance séparant la paroi externe 10 représentée en trait fort à la paroi interne représentée en trait pointillé. Le rotomoulage permet d'obtenir une faible épaisseur régulière sur toute la pièce 8 ; Ee) Découpage de la pièce 8 selon les plans C-C et D-D pour obtenir deux corps 8a, 8b à quatre tubulures de sortie ; Fe) Pose de fonds 11 a, 11 b dans les corps respectifs 8a, 8b ; Ge) Soudage des fonds 11 a, 11 b He) Perçage des tubulures permettant les ouvertures de passage de fluide 12a, 12b. Ainsi, l'apport de pièces dans le corps suivant les procédés de l'état de la technique est évité. Ce qui permet d'éviter la rétention d'air et les tourbillons importants. le) Assemblage des vannes ou clapets de type connu aux différentes tubulures. La vanne d'arrivée 13a ou 13b est fixée par emboiture à la tubulure d'arrivée 4a ou 4b ; les vannes de départ 14a ou 14b sont fixées par emboiture aux tubulures de sortie 6a ou 6b ; la vanne de purge 15a ou 15b est fixée par emboiture à la tubulure de purge 5a ou 5b. Pour une jonction avec les réseaux hydrauliques de pompe à chaleur, les vannes 13a, 13b, 14a, 14b, 15a,15b présentent une réduction de diamètre des emboitures côté extérieur permettant la jonction avec un réseau de diamètre plus réduit, typiquement de 25mm, les emboitures côté intérieur ou côté corps 8 la jonction restant de diamètre constant, typiquement de diamètre 32mm. En variante, pour les réseaux installés en forage typiquement de diamètre 32mm, le diamètre des emboitures entrée comme sortie de vannes 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b est constant. Suivant une autre variante de réalisation pour obtenir un collecteur à quatorze départs, la pièce de corps 8 n'est pas découpée. Il n'y aura par conséquent pas d'étape de pose et de soudage de fond 11a ou 1 1 b. Au contraire, suivant une variante d'exécution pour obtenir dix départs, il n'y aura qu'un seul découpage de la pièce de corps 8 selon le plan C-C ou D-D. Un premier corps 8 aura huit départs, l'autre corps obtenu 8b aura quatre départs. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des structures particulières, elle n'y est nullement limitée et on peut y apporter de nombreuses variantes. Les combinaisons des différentes réalisations représentées sur les dessins ou décrites ci-dessus ne sortent pas du cadre de l'invention. Signes de référence A Axe B-B Axe C-C Plan D-D Plan 1 Moule 2 Empreinte 3 Corps 4a Tubulure d'entrée 4b Tubulure d'entrée 5a Tubulure de purge ou vidange 5b Tubulure de purge ou vidange 6a Tubulure de sortie 6b Tubulure de sortie 7 Polystyrène expansé 8 Pièce de corps 8a Pièce de corps 8b Pièce de corps 9 Creux 10 Epaisseur / paroi externe 11a Fond 11b Fond 12a Fluide 12b Fluide 13a Vanne d'arrivée 13b Vanne d'arrivée 14a Vanne de départ 14b Vanne de départ 15a Vanne de purge ou vidange 15b Vanne de purge ou vidange Ae Etape d'apport de granulés de matériau plastique Be Etape de rotation et chauffe du moule Ce Etape de fixation du matériau plastique aux parois de l'empreinte De Etape de sortie de la pièce de corps Ee Etape de découpage de la pièce Fe Etape de pose de fonds Ge Etape de soudage des fonds He Etape de perçage des tubulures le Etape d'assemblage des vannes Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de collecteur du domaine de la géothermie en matériau plastique typiquement du polyéthylène haute densité dit PEhd adapté à des réseaux hydrauliques horizontaux dits pompes à chaleur et à des réseaux hydrauliques verticaux comprenant au moins un corps principal (8a, 8b) comprenant au moins une tubulure d'entrée (4a, 4b), au moins une tubulure de purge (5a, 5b) et au moins quatre tubulures de sortie (6a, 6b), caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de rotomoulage (B), l'empreinte du moule formant le corps (8) du collecteur, lié par jonction arrondie à au moins une tubulure d'entrée, au moins une tubulure de vidange, au moins quatre tubulures de sortie. 2. Procédé de fabrication de collecteur selon la revendication précédente dans lequel le noyau de moule forme quatorze tubulures de sortie (6a, 6b). 3. Procédé de fabrication de collecteur selon la revendication précédente dans lequel l'étape de moulage est suivie d'au moins : - une étape (F) de découpage du corps à la longueur correspondant au nombre de tubulures de sortie (6a, 6b) recherchées, - une étape de soudage d'un fond de fermeture (11a, 11b) de l'ouverture résultant du découpage dudit corps (8a, 8b). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins les étapes suivantes : - Fixation de vannes standards aux dites tubulures de sortie, - Fixation typiquement par soudage de pièces formant siège côté vanne et emboîture côté canalisation de sortie, en particulier le côté siège étant de diamètre standard correspondant à la vanne et le diamètre de l'emboîture étant variable selon les canalisations de réseaux horizontaux ou verticaux. 9 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, dans lequel les soudages sont extérieurs audit corps. 6. Moule mobile en aluminium permettant la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication de collecteur en matériau plastique du domaine de la géothermie caractérisé en ce que l'empreinte forme le corps (8) d'axe sensiblement confondu avec l'axe d'au moins une tubulure d'entrée (4a, 4b) et sensiblement perpendiculaire dans le même plan des axes d'au moins quatre tubulures de sortie (6a, 6b), typiquement lesdites tubulures de sorties étant du même côté de l'axe dudit corps. 7. Moule selon la revendication précédente dans lequel l'empreinte forme quatorze tubulures de sortie (6a, 6b). 8. Moule selon l'une des revendications 6 ou 7 dans lequel l'empreinte forme perpendiculairement aux tubulures de sortie et à proximité et sensiblement perpendiculairement à chaque tubulure d'entrée aux moins une tubulure de purge (5a, 5b). 9. Moule selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 dans lequel 20 l'empreinte forme à chacune des deux extrémités du corps d'axe confondu une tubulure d'entrée, soit un total de deux tubulures d'entrée (4a, 4b). 10. Moule selon la revendication précédente dans lequel l'empreinte forme deux tubulures de vidange sensiblement perpendiculaires aux tubulures d'entrée (4a, 25 4b) et sensiblement perpendiculaires aux tubulures de sortie (6a, 6b).