Brevet FR2942941A1 — publié le 20100917

L'invention concerne un gilet réfrigérant, dans lequel on peut insérer d'une manière amovible un ou plusieurs sacs rempli d'un matériau réfrigéré dans le but de refroidir la température externe d'une personne portant le gilet. En particulier, le gilet réfrigérant est destiné à être porté dans des 5 environnements chauds. Ainsi, un domaine général d'application est l'exercice d'un travail physique par la personne portant le gilet. Un domaine d'application concerne par exemple les vêtements anti-feu, par exemple pour les pompiers ou dans les industries nécessitant un travail dans la 10 chaleur, comme la sidérurgie, les fonderies. Un autre domaine d'application est la pratique sportive, avant, après ou pendant un exercice physique. On connaît par le document US-A-5 415 222 un gilet réfrigérant dont un panneau avant et un panneau arrière comprennent des poches définissant des cavités, 15 ayant une ouverture et des moyens de fermeture des poches. Un sac scellé contenant un moyen de stabilisation de température par un matériau à changement de phase, qui est de la paraffine, est inséré de manière amovible dans chaque poche. Pour obtenir un effet réfrigérant, l'utilisateur doit placer les sacs remplis du matériau à changement de phase dans les poches du gilet, en s'assurant que le matériau à 2 0 changement de phase est à l'état solide, puis enfiler le gilet. En fonction du gradient de température entre le corps de l'utilisateur et le matériau à changement de phase, ainsi que d'autres facteurs comme l'humidité relative de l'atmosphère et l'importance de la dépense physique de l'utilisateur, l'utilisateur portant le gilet peut s'attendre à ressentir un effet réfrigérant pour environ deux à quatre heures. Lorsque 25 le changement de phase est complet, les sacs peuvent être enlevés, puis regelés à l'état solide pour être remis dans les poches ou d'autres sacs à l'état solide peuvent être remis dans les poches. Le gilet réfrigérant connu par le document US-A-5 415 222 présente de nombreux inconvénients. En effet, c'est un gilet dont les poches contiennent des sacs initialement gelés à l'état solide pour avoir un effet réfrigérant. Il s'ensuit un gilet d'une grande rigidité lorsqu'il est doit être enfilé et porté par l'utilisateur, ce qui le rend peu maniable et peu confortable. Les sacs à l'état solide se trouvant dans les poches du gilet gênent les mouvements de l'utilisateur le portant et occupent un grand volume dans les poches. L'invention vise à obtenir un gilet réfrigérant palliant les inconvénients de l'état de la technique et permettant d'obtenir un gilet confortable et efficace. A cet effet, un premier objet de l'invention est un gilet réfrigérant, comprenant une partie avant et une partie arrière, dont au moins l'une délimite au moins une poche ayant une ouverture d'accès et des moyens pour fermer l'ouverture d'accès, et au moins un sac contenant une matière à changement de phase pour la réfrigération du corps de la personne portant le gilet, le sac étant agencé pour être inséré de manière amovible dans la poche, caractérisé en ce que la matière à changement de phase est contenue dans le sac à paroi souple et imperméable à l'eau et comprend de l'eau et des moyens adaptés pour donner au sac au moins sur une plage de température allant de -18 °C à 0°C une consistance souple, la poche comporte du côté intérieur au moins une couche respirante et du côté extérieur au moins une couche d'isolation thermique entre lesquelles est disposé le sac lorsqu'il est inséré dans la poche. Suivant des modes de réalisation de l'invention, - La matière à changement de phase contenue dans le sac comprend de l'eau et des absorbeurs hydrophiles ayant une forme discrète au moins sur une plage de température allant de -18 °C à o°c de manière à donner au sac une consistance souple. - Le sac disposé dans la poche a une forme plate dont la plus grande surface 3 0 est tournée vers le côté intérieur. - Le sac est agencé pour absorber une énergie d'au moins 240 kJ en passant d'une température déterminée de congélation inférieure à 0°C à une température de supérieure ou égale à 0°C. - Le gilet comprend une couche extérieure en un matériau anti-feu. - La couche d'isolation thermique comporte une couche de réflexion de la chaleur. - La couche de réflexion de la chaleur est formée par une couche aluminisée. - La couche d'isolation thermique comporte une couche de rétention d'air. - La couche de rétention d'air comprend de la ouate. - La couche d'isolation thermique comporte une couche aluminisée pourvue d'aspérités d'accrochage réparties sur sa face tournée vers une couche de ouate, pour permettre la fixation de la couche de ouate à la couche aluminisée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, 15 sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement en perspective un exemple de gilet réfrigérant suivant l'invention, - la figure 2 est une vue schématique de profil de l'intérieur d'une poche du gilet suivant la figure 1, dans lequel un sac réfrigérant a été inséré, 2 0 - la figure 3 représente un appareillage utilisé pour tester un sac réfrigérant utilisé dans le gilet suivant la figure 1, - la figure 4 représente des courbes de température et de flux de chaleur d'un sac réfrigérant en fonction du temps lors de la fonte de l'eau gelée qu'il contient. Aux figures, le gilet 1 comporte une partie avant 2 devant venir en face du 2 5 ventre et de la poitrine de l'utilisateur et une partie arrière 3, destinée à venir contrte le dos de l'utilisateur et reliée en haut à la partie avant 2. Une ou plusieurs poches 10 se trouvent dans la partie avant 2 et/ou la partie arrière 3. La partie avant 2 comporte par exemple une fermeture 8 à glissière verticale allant du bord supérieur 9 bordant le cou au bord inférieur 21, pour partager la partie avant 2 en deux moitiés. La partie 3 0 avant et la partie arrière peuvent reliées latéralement par une ou plusieurs attaches 30 prévus sur leurs bords latéraux, pour être solidarisées l'une à l'autre contre le buste de la personne ayant enfilé le gilet 1 et pour être désolidarisées l'une de l'autre. Les attaches 30 sont par exemple sous la forme de sangles fixées à droite et à gauche à la partie arrière 3 et munies de bandes agrippantes 32 pour la fixation à des bandes correspondantes 31 prévues sur la partie avant 2. Ces sangles sont par exemple élastiques pour plaquer le gilet contre le corps de l'utilisateur le portant. Les bandes agrippantes 31, 32 sont par exemple à velours et crochets du type Velcro (marque déposée). Chaque poche 10 comporte une ouverture 5 d'accès pour y introduire un sac réfrigérant 6. Des moyens 7 pour fermer chaque ouverture 5 d'accès, au moins lorsque l'ouverture 5 se trouve en bas de la poche 10 pour retenir le sac 6, sont prévus, par exemple par bandes agrippantes à velours et crochets du type Velcro (marque déposée). A la figure 1, la partie avant 2 comporte par exemple une première ouverture inférieure 51 située à proximité ou dans le bord inférieur 21 de la partie avant 2, pour donner accès à l'intérieur d'une première poche 101 située au-dessus de cette ouverture 51. Les poches peuvent être dans le prolongement l'une de l'autre depuis l'ouverture 51 en étant séparées par des moyens 72 de fermeture entre elles, par exemple du même type que les moyens 7 à bandes agrippantes à velours et crochets. Ainsi, une deuxième poche 102 est située dans la partie avant 2 au-dessus de la 2 0 première poche 101. La deuxième poche 102 possède une deuxième ouverture 52 permettant d'y accéder depuis la première poche 101. La partie arrière 3 comporte également une poche 10, par exemple plus large que les poches de la partie avant 2 et occupant sensiblement toute la largeur de la partie 3. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, le gilet 1comporte une 25 poche avant droite inférieure 101, une poche avant droite supérieure 102, une poche avant gauche inférieure 101b, une poche avant gauche supérieure 102b, une poche arrière inférieure 101c et une poche arrière supérieure 102c. Les poches 10, 101, 102, désignées ci-dessous d'une manière générale par la référence 10, sont prévues pour recevoir chacune un ou plusieurs sacs réfrigérants 3 0 6, ainsi que cela est représenté par les flèches à la figure 1. Ainsi que cela est représenté à la figure 2, la poche 10 comporte une cavité 11 délimitée par une paroi intérieure 12, c'est-à-dire située du côté 120 tourné vers l'utilisateur, et une paroi extérieure 13. Les parois 12 et 13 sont souples et pliables. La paroi intérieure 12 du gilet 1 comprend, dans le sens allant de l'intérieur vers l'extérieur, une première couche respirante 121 située du côté 120 du corps de la personne portant le gilet, et une deuxième couche 122 délimitant la cavité 11 de la poche 10 pour le logement d'un sac réfrigérant 6. La première couche respirante 121 est pourvue de trous ou de mailles pour la traversée de l'humidité et de la transpiration de l'intérieur vers l'extérieur. La couche respirante 121 est par exemple un tissu de polyester de la marque Coolmax (marque déposée). La deuxième couche 122 est par exemple en polyester. La paroi extérieure 13 comprend, dans le sens allant de l'intérieur vers l'extérieur, au moins une troisième couche 131 délimitant la cavité 11 de la poche 10 pour le logement d'un sac réfrigérant 6, au moins une quatrième couche 132 d'isolation thermique et une cinquième couche extérieure 133. Dans un mode de réalisation, il est par exemple prévu plusieurs couches 13, telles que par exemple deux couches 131 à la figure 2. La troisième couche 131 ou les troisièmes couches 131 sont par exemple en polyester. 2 0 Il est par exemple prévu comme quatrième couche 132 d'isolation thermique une couche 1321 de réflexion de la chaleur, formée par exemple par une couche aluminisée et/ou une couche 1322 de rétention d'air, par exemple en ouate. Dans le mode de réalisation représenté, la quatrième couche 132 d'isolation thermique comprend la couche 1321 de réflexion de la chaleur, formée par la couche 25 aluminisée du côté de la couche 131, et la couche 1322 d'ouate du côté de la couche extérieure 133. La couche aluminisée est pourvue d'aspérités d'accrochage réparties sur sa face tournée vers la couche 1322, par exemple par poiçonnage, pour permettre la fixation de la couche 1322 à la couche 1321. La couche extérieure 133 est par exemple en tissu. 3 0 Dans un mode de réalisation, la couche extérieure 133 est en tissu en PE avec traitement téflon, la ouate 1322 est en PES avec la face aluminisée 1321, la doublure intérieure 12 est constituée d'une maille ajourée 121 en PES et d'une couche 122 en PES. Dans un mode de réalisation, la couche extérieure 133 est en un matériau ignifuge pour avoir une résistance ou une action retardante à la flamme dans des applications anti-feu. Par exemple, la couche extérieure 133 est en un matériau de la marque Nomex (marque déposée). Le matériau de la couche extérieure 133 a une caractéristique anti-feu. Dans un autre mode de réalisation, la couche extérieure 133 est en un matériau imperméable à l'eau et à la vapeur d'eau, pour empêcher l'humidité 10 atmosphérique de traverser la paroi extérieure. D'une manière générale, la couche extérieure 133 est en un matériau non abrasif, en étant par exemple téfloné sur la face externe, pour avoir une meilleure résistance à l'abrasion. A la figure 2, les bandes agrippantes 7 délimitant la cavité 11 de la poche 10 15 par le bas comprennent une première bande agrippante 7a cousue à la couche 122 et une deuxième bande 7b agrippante cousue à la couche 131 la plus à l'intérieur pour coopérer avec la première bande agrippante 7a pour ouvrir et fermer l'ouverture inférieure 5. Les bandes agrippantes 72 délimitant la cavité 11 de la poche 102 par le bas comprennent une troisième bande agrippante 72a cousue à la couche 122 et une 2 0 quatrième bande 72b agrippante cousue à la couche 131 la plus à l'intérieur pour coopérer avec la troisième bande agrippante 72a pour ouvrir et fermer l'ouverture 52. Les bandes 7a et 72a sont distantes l'une de l'autre. Les bandes 7b et 72b sont distantes l'une de l'autre. Le sac 6 disposé dans la poche a une forme plate tournée vers l'intérieur du 25 gilet pour s'adapter à la forme de la poche dans laquelle il est inséré. Le sac 6 contient de l'eau et des moyens adaptés pour donner au sac au moins sur une plage de température allant de -18 °C à 0°C une consistance souple. Le sac 6 est formé par une paroi flexible 61 imperméable à l'eau. Comme moyens adaptés à donner cette forme souple au sac à une température inférieure en-dessous 3 0 de 0°C, il est par exemple prévu dans le sac des absorbeurs hydrophiles discrets hydratés par un liquide contenant de l'eau. Le contenu du sac 6 est à majorité d'eau. La paroi 61 forme un conteneur fermé déformable par simple pression. Les absorbeurs hydrophiles sont formés par exemple de granules de polymère acrylique. Les absorbeurs ont par exemple une taille de 1 mm à environ 6 mm lorsqu'ils sont déshydratés. La paroi 61 du sac 6 comporte un passage 62 pour l'air. Ce passage 62 est recouvert par une membrane perméable à l'air et empêchant le contenu du sac de sortir. La paroi 61 du sac 6 est par exemple en polyéthylène souple. Le sac 6 est par exemple un sac de la marque FIRSTICE (marque déposée). Le contenu du sac 6 est par exemple conforme à la matière décrite dans le 10 document US-A-5 800 491. Pour utiliser le gilet réfrigérant 1, on retire les sacs 6 des poches 5 pour les mettre dans un appareil de congélation à une température de congélation de l'eau, donc inférieure à 0°C, par exemple à une température inférieure ou égale à -18°C. On peut utiliser pour ce faire un congélateur classique. La plage de congélation du 15 sac dans laquelle son contenu reste souple va de -18°C à 0°C ou de -28°C à 0°C. Dans les sacs 6 mis à cette température de congélation, l'eau initialement présente dans les absorbeurs migre vers l'extérieur de ceux-ci dans le sac et gèle à l'extérieur de ces absorbeurs dans le sac. On conditionne les sacs à cette température de congélation de l'eau pendant une durée déterminée, de par exemple 2 à 4 heures. Le 2 0 contenu du sac 6 est composée d'une matière gélatineuse qui se transforme à moins de 0°C en cristaux de neige. Après deux heures de fonte, la matière retrouve sa consistance gélatineuse initiale. Sur la plage de congélation à température inférieure à 0°C, la matière contenue dans le sac est sous la forme de flocons de neige dissociés les uns des autres avec une dimension inférieure à 1 cm. 25 Puis, on insère un sac 6 congelé dans chaque poche 10 du gilet 1, en ouvrant puis refermant les ouvertures 5 par les moyens 7, 72. L'utilisateur enfile le gilet 1. La fonte progressive de l'eau dans les sacs 6 congelés ayant été insérés dans le gilet 1 rafraîchit le corps de l'utilisateur. Pendant l'opération préalable de congélation, la sortie de l'eau en dehors des 3 0 absorbeurs hydrophiles est réduite en formant le liquide hydratant d'une solution d'eau et d'un humectant, tel que par exemple le propylène glycol, ou l'éthylène glycol, la glycérine, le diméthyl sulfoxyde, le diméthyl formamide, ou des combinaisons de ceux-ci. Cet humectant diminue la mobilité de l'eau en dehors des absorbeurs hydrophiles. Dans un exemple de réalisation, le liquide hydratant contenu dans le sac 6 comprend de 80 à 90 % d'eau et de 10 à 20 % de propylène glycol en poids. Du fait de la quantité limitée d'eau qui gèle en dehors des absorbeurs, les absorbeurs hydrophiles sont empêchés d'être connectés par de l'eau gelée extérieure. Une grande partie de l'eau gèle dans les absorbeurs hydrophiles. Lorsque l'eau du sac dégèle, elle est réabsorbée par les absorbeurs. Le contenu du sac garde donc à la température de congélation et lorsque l'eau fond une consistance de glace pilée pouvant être déformée en exerçant une force sur la paroi du sac. Les sacs 6 congelés se déforment donc dans le gilet 1 pour s'adapter à la forme du corps de l'utilisateur. Le sac 6 et son contenu restent donc souples et déformables lorsqu'ils sont congelés à une température inférieure à 0°C et lorsqu'ils passent de la température de congélation à une température supérieure à 0°C. On a testé un sac 6 tel que décrit ci-dessus avec l'appareillage représenté à la figure 3. Ce sac 6 a une masse de contenu de 160 grammes, de forme plate carrée de 15cm par 15 cm. 2 0 Le sac 6 de 160 grammes a été isolé thermiquement et a été réchauffé par une source S de chaleur ayant une température constante de 35,5°C. Cette température de 35,5°C correspond à la température habituellement observée à la surface du corps d'un être humain lors d'un exercice physique. L'appareillage de test comporte un premier capteur Cl de la température T 1 25 entre la source S de chaleur et le sac 6. La température Tl enregistrée par ce capteur Cl correspond à la valeur théorique de la température cutanée. Un second capteur C2 de température T2 est placé sur l'autre face du sac 6, c'est-à-dire sur la face du sac 6 la plus éloignée de la source S de chaleur. Un capteur C3 de flux F de chaleur est placé entre la source S de chaleur et le sac 6 pour mesurer le transfert de chaleur 30 entre eux. Autour de la source S de chaleur et sur le sac 6 sont disposés des isolants thermiques I, formés par un sachet de billes de polystyrène sur le sac 6. La source S de chaleur est formée par une cuve en aluminium parcourue par de l'eau maintenue en permanence à 35,5°C. La figure 4 représente les courbes des températures Tl et T2 en °C et du flux F de chaleur en kW/m2 en fonction du temps en secondes. Le sac 6 a d'abord été au préalable congelé plusieurs heures de la manière indiquée ci-dessus. L'instant à 0 seconde correspond au début de l'application du sac 6 congelé contre la source S de chaleur. Dans les toutes premières secondes, au contact de la source S maintenue à 10 35,5°C, la capteur Cl enregistre une température Tl de 20°C qui très rapidement se stabilise aux alentours de 33 °C. Au bout de 3000 secondes, la température T2 passe à 0°C. Durant les 3000 premières secondes, la température T2 du capteur C2 reste négative entre -8°C et 0°C. A partir de 3000 secondes, les cristaux de glace se 15 transforment et la température du sac 6 augmente brutalement. Le flux F mesuré correspond à une quantité d'énergie absorbée par le sac 6 de 30 kJ. Pour faire baisser de 1°C la température corporelle d'une personne de 70 kg, 240 kJ sont nécessaires. 2 0 On dimensionne donc le gilet 1 pour pouvoir contenir un suffisamment grand nombre de sacs 6 pour pouvoir absorber une énergie supérieure à 240 kJ. Par exemple, on prend des sacs de volume double par rapport au sac testé aux figures 3 et 4, ayant par exemple une forme rectangulaire de 30 cm par 15 cm. Toutefois, les sacs 6 ne sont pas appliqués directement au contact de la peau 25 de la personne portant le gilet, le contact de la matière plastique des sacs étant inconfortable et la température du sac étant trop froide. Le gilet comporte au moins une couche entre chaque sac et la peau de la personne portant le gilet. Bien entendu, l'invention peut être appliquée à tout vêtement réfrigérant à au moins une poche où au moins un sac 6 est inséré. 30 REVENDICATIONS1. Gilet réfrigérant, comprenant une partie avant (2) et une partie arrière (3), dont au moins l'une délimite au moins une poche (10) ayant une ouverture (5) d'accès et des moyens (7) pour fermer l'ouverture (5) d'accès, et au moins un sac (6) contenant une matière à changement de phase pour la réfrigération du corps de la personne portant le gilet, le sac (6) étant agencé pour être inséré de manière amovible dans la poche (10), caractérisé en ce que la matière à changement de phase est contenue dans le sac (6) à paroi souple et imperméable à l'eau et comprend de l'eau et des moyens adaptés pour donner au sac au moins sur une plage de température allant de -18 °C à 0°C une consistance souple, la poche (10) comporte du côté intérieur (12) au moins une couche respirante (121) et du côté extérieur (13) au moins une couche (132) d'isolation thermique entre lesquelles est disposé le sac (6) lorsqu'il est inséré dans la poche (10). 2. Gilet suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière à changement de phase contenue dans le sac (6) comprend de l'eau et des absorbeurs hydrophiles ayant une forme discrète au moins sur une plage de température allant de 2 0 -18 °C à 0°C de manière à donner au sac une consistance souple. 3. Gilet suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sac (6) disposé dans la poche (10) a une forme plate dont la plus grande surface est tournée vers le côté intérieur (12). 4. Gilet suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé 25 en ce que le sac (1) est agencé pour absorber une énergie d'au moins 240 kJ en passant d'une température déterminée de congélation inférieure à 0°C à une température supérieure ou égale à 0°C. 5. Gilet suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une couche extérieure en un matériau anti-feu. 6. Gilet suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche (132) d'isolation thermique comporte une couche (1321) de réflexion de la chaleur. 7. Gilet suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la couche (1321) de 5 réflexion de la chaleur est formée par une couche aluminisée. 8. Gilet suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche (132) d'isolation thermique comporte une couche (1322) de rétention d'air. 9. Gilet suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la couche (1322) de 10 rétention d'air comprend de la ouate. 10. Gilet suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche (132) d'isolation thermique comporte une couche (1321) aluminisée pourvue d'aspérités d'accrochage réparties sur sa face tournée vers une couche (1322) de ouate, pour permettre la fixation de la couche (1322) de ouate 15 à la couche (1321) aluminisée.