Brevet FR3040209A1 — publié le 20170224

DISPOSITIF MODULAIRE STOCKEUR ECHANGEUR A BARRIERE PERIPHERIQUE D'ETANCHEITE La présente invention concerne un dispositif modulaire stockeur 5 échangeur de chaleur où l'énergie thermique est apportée par un fluide frigorigène ou caloporteur, tel de l'huile d'un moteur ou de l'eau glycolée d'un circuit de refroidissement, notamment. Un problème de gestion des flux thermiques se pose tant module par module que sur l'ensemble, dès lors qu'on prévoit qu'individuellement les 10 modules contiendront au moins un volume où sera présent le fluide frigorigène ou caloporteur à faire circuler. Or, par exemple dans le domaine automobile ou aéronautique, la tendance actuelle à intégrer dans les véhicules (voitures, avions... ) des systèmes devant assurer une augmentation de la performance (turbo, 15 super-capacités, ...) alourdit et tend à augmenter le besoin en capacité des systèmes thermiques, en particulier les stockeurs et les échangeurs de chaleur. Par ailleurs, l'industrie est invitée à accélérer la mise sur le marché de nouvelles technologies pouvant réduire les émissions de polluants, 20 lisser d'éventuelles augmentations ponctuelles de charges ou de gradients thermiques par rapport à un fonctionnement nominal dimensionnant, ou encore proposer des solutions pour décaler dans le temps la restitution d'une énergie disponible à un autre moment, ou favoriser le fonctionnement opérationnel d'un élément dans sa gamme optimale de températures de 25 fonctionnement (cas par exemple d'une batterie d'accumulateurs). C'est donc dans ce contexte qu'est ici notamment proposé un dispositif modulaire stockeur échangeur de chaleur comprenant, réunis en une unité: - plusieurs modules comportant individuellement: 30 -- une paroi périphérique, -- au moins un volume intérieur, 3040209 2 -- au moins une communication fluide entre les volumes intérieurs, pour le passage d'un fluide frigorigène ou caloporteur, - des éléments de stockage et de restitution d'une énergie thermique, disposés dans lesdits volumes, en échange thermique avec le fluide qui 5 peut circuler dans ces volumes sous l'action de moyens de circulation, - au moins une première couche de matériau comprenant au moins un matériau MCP, - au moins une seconde couche comprenant un matériau thermiquement isolant poreux disposé dans une enceinte sous vide, pour définir au moins 10 un panneau isolant sous vide, PIV, lesdites au moins une première et seconde couches étant intercalées autour des volumes intérieurs des modules, entre eux et l'extérieur. A toute fin, il est précisé qu'un panneau isolant sous vide, PIV, se réfère à une structure thermiquement isolante à matériau isolant poreux 15 (voire nano-poreux ; tailles de pores inférieures à 1micron) placé dans une enveloppe étanche, sous vide d'air partiel. « Poreux » désignera un matériau possédant des interstices permettant le passage de l'air. Les matériaux poreux, à cellules ouvertes, inclut donc les mousses mais également les matériaux fibreux (tels que la 20 laine de verre ou de roche). Les interstices de passage que l'on peut qualifier de pores ont des tailles inférieures à 1 ou 2mm de façon à pouvoir garantir une bonne isolation thermique, et de préférence à 1micron, et préférentiellement encore à 10-9m, pour des questions en particulier de tenue au vieillissement et donc de possible dépression moins forte dans 25 l'enveloppe PIV. Et un matériau à changement de phase - ou MCP- désigne tout matériau capable de changer d'état physique dans une plage de température restreinte. Le stockage thermique peut s'opérer par utilisation de sa Chaleur Sensible (CS) : le matériau peut céder ou stoker de l'énergie 30 en voyant varier sa propre température, sans pour autant changer d'état, et/ou de sa Chaleur Latente (CL) : le matériau peut alors stocker ou céder 3040209 3 de l'énergie par simple changement d'état, tout en conservant une température, celle du changement d'état. On peut citer les paraffines, sels eutectiques... Le matériau thermiquement isolant de la seconde couche, qui ne 5 sera donc pas un matériau MCP, pourrait un isolant tel qu'une laine de verre, mais on préfèrera un isolant poreux, une mousse de polyuréthane ou de polyisocyanurate, ou encore plus favorablement un matériau thermiquement isolant poreux, voire nano-poreux, disposé dans une enceinte sous vide, pour définir au moins un panneau isolant sous vide, 10 PIV. Le matériau thermiquement isolant de la seconde couche présentera une conductivité thermique plus faible que le matériau MCP. Avec un PIV, la performance de la gestion thermique à assurer sera améliorée, voire le poids d'ensemble diminué par rapport à un autre isolant. 15 A toute fin, il est encore précisé que les panneaux PIV (panneau isolant sous vide ; VIP en anglais) sont des isolants thermiques où des noyaux en matériau poreux, par exemple en gel de silice ou poudre d'acide silicique (SiO2), sont pressés en plaque et entourés chacun, sous vide d'air partiel, d'une feuille enveloppante étanche aux gaz, par exemple en matière 20 plastique et/ou ou aluminium laminé. Le vide obtenu, d'une pression résiduelle typiquement inférieure à 1 mbar (102 Pa), permet typiquement d'abaisser la conductivité thermique à moins de 0,01/0,020 W/(m-K) environ dans les conditions d'utilisation. On obtient ainsi une efficacité d'isolation 3 à 10 fois supérieure à celle de matériaux isolants plus 25 classiques. Or, dans au moins certaines applications ou situations de fonctionnement à anticiper, il pourra être nécessaire d'atteindre une efficacité d'isolation thermique via ladite « seconde couche » en particulier notablement supérieure à celle des matériaux isolants plus classiques, tels 30 certains polymères techniques comme la résine polyester PET RYNITE® 3040209 4 ou l'élastomère polyester thermoplastique HYTREL® de chez Dupont de Nemours ®. Typiquement, une conductivité thermique À inférieure à 0.008/0,01 W/m.K est ici attendue, de préférence. Concernant ces panneaux PIV et matériaux MCP, il a en outre été noté qu'ils ne semblent pas répondre jusqu'à présent aux attentes du marché. Notamment, leurs mises en oeuvre sur le terrain est un problème, en particulier leur conditionnement. Aussi est-il proposé dans une première réalisation qu'individuellement les parois périphériques des modules comprennent chacun un support en matériau moulable qui incorporera une partie au moins des première et seconde couches. De préférence, des poches à constitution PIV seront alors prévues pour conditionner ces première et/ou seconde couches avant de les intégrer au matériau de la paroi. Une difficulté a aussi été de définir des conditions industrielles pour que les objectifs de performance énergétiques, de poids et de compacité soient atteignables. A cette fin, il est proposé, dans une première forme de réalisation: - qu'individuellement, les volumes intérieurs des modules soient ouverts 20 d'un côté pour permettre d'y mettre en place ou d'en retirer lesdits éléments de stockage et de restitution d'énergie thermique et comportent sur un côté opposé un fond, - que les modules soient disposés suivant une ligne passant par lesdits fonds et ouvertures, 25 - et que le dispositif comprenne en outre, face aux premier et dernier fond(s) et/ou ouverture(s) de la ligne, des couvercles qui individuellement ferment une dite ouverture ou double un dit fond, les couvercles étant individuellement pourvus d'une partie des première et seconde couches. En particulier dans ce cas, il sera alors possible que les fonds soient 30 dépourvus des première et seconde couches. 3040209 5 Notamment dans ce cas, il pourra être intéressant qu'au moins la(les) seconde(s) couche(s) (et de préférence également la/les premières couches) soient en partie au moins disposées dans une série de poches à constitution PIV : 5 - réunies par des portions intermédiaires flexibles où deux poches successives pourront s'articuler l'une par rapport à l'autre, et - s'étendant avec lesdites portions intermédiaires autour de ladite paroi périphérique. Ainsi, on disposera d'une possible réalisation monobloc des moyens 10 d'isolation thermique (via les panneaux PIV) et retardateur de transfert thermique (via le ou les matériaux MCP). Ceci pourra faciliter le processus de fabrication industrielle tant si les bandes ainsi réalisées sont intégrées avec un matériau moulable (voir ci-avant) que si elles sont structurellement indépendantes des parois, en étant 15 disposées autour d'elles. Dans les deux, ceci pourra être complété par une disposition où : - au moins la(les) seconde(s) couche(s) (et de préférence également la/les premières couches) seront en partie au moins disposées dans une série de poches à constitution PIV : - ces poches étant réunies par des portions intermédiaires dont certaines au moins seraient définies continûment par au moins une structure imprégnée d'un matériau isolant thermique, assurant ainsi une continuité d'isolation thermique entre les poches. On limitera ainsi les problèmes de ponts thermiques. Une solution alternative a toutefois été envisagée qui prévoit : - toujours qu'individuellement, les volumes intérieurs des modules soient ouverts d'un côté pour permettre d'y mettre en place ou d'en retirer lesdits éléments de stockage et de restitution d'énergie thermique et comportent sur un côté opposé un fond, - que les modules soient disposés suivant une ligne passant par lesdits fonds et ouvertures, 3040209 6 - que le dispositif comprenne en outre, face aux premier et dernier fond(s) et/ou ouverture(s) de la ligne, des couvercles qui individuellement fermeront une dite ouverture ou doubleront un dit fond, - mais aussi que les fonds et les parois périphériques soient pourvus 5 desdites première et/ou seconde couches disposées dans une série de poches à constitution PIV, - et, si un couvercle ferme une première ou dernière dite ouverture, que ce couvercle soit aussi pourvu d'au moins une dite poche. Ceci permettra en particulier de fonctionnaliser les modules qui 10 serviraient alors non seulement de réservoir à éléments de stockage et de restitution d'énergie thermique et de sous-volume pour une circulation optimisée du fluide frigorigène ou caloporteur, mais aussi de barrière thermique active tant entre sous-volumes que vis-à-vis de l'extérieur. La fabrication des modules sera en outre encore davantage 15 standardisable, dans version moulée intégrant toute le complexe isolant et retardeur P IV/M C P. Il sera alors d'autant plus intéressant : - que les éléments de stockage et de restitution d'énergie thermique comprennent individuellement un matériau MCP, 20 - et de préférence que ces éléments de stockage et de restitution d'énergie thermique soient constituées de billes ou sphères entre lesquelles peut circuler le fluide. L'efficacité des échanges thermiques avec le fluide en sera optimisée, étant précisé que ceci est applicable même si l'isolation est faite 25 autour des parois périphériques des modules, ce qui amène toutefois à une solution a priori moins compacte et intégrée et un peu moins standardisée notamment si de « grande quantité » de modules sont à produire (tels dans le monde automobile où des dizaines ou centaines de milliers de pièces annuelles peuvent être à fabriquer et à mettre en place avec des conditions 30 délicates de gestion, avec par exemple des nombres de modules différents suivant un nombre important de modèles différents de véhicule concernés). 3040209 7 Si nécessaire, l'invention sera encore mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels : 5 - la figure 1 est un schéma d'unité de type stockeur-échangeur d'énergie thermique, en vue éclaté ; - la figure 2 montre, en vue éclaté, l'un de ses modules entouré de blocs isolants thermiques enveloppés, à la manière d'un panneau articulable continu; 10 - les figures 3 et 4 montrent, en vue éclaté (figure 3) et dans l'état final assemblé (figure 4), l'un de ses modules entouré de blocs MCP/PIV ; - les figures 5,6 montrent, encore en vue éclaté, deux autres modes de réalisation d'une unité de type stockeur-échangeur à volumes internes isolé de l'extérieur comme prévu dans l'invention (les poches sont à imaginer 15 totalement fermées en périphérie); - les figures 7,8 montrent deux réalisations alternatives des poches et portions intermédiaires, à la manière d'un panneau continu moulé avec le matériau de la paroi périphérique, laquelle est soit monobloc (figure 8) soit en plusieurs parties (figure 7) ; 20 - la figure 9 schématise un état fermé d'un panneau articulable d'isolation ; - la figure 10 schématise des poches 19 à forme courbe, au moins localement - et les figures 11 à 13 schématisent, suivant des bandes, des alternatives de réalisation desdites poches, avec leurs portions intermédiaires. 25 Comme mentionné ci-avant, l'invention propose une réalisation modulaire dont on va pouvoir ajuster la masse et dont la performance thermique permettra d'obtenir une capacité tant d'atteinte d'une température cible du fluide dans le dispositif (via la capacité d'échange optimisé de chaleur par l'intermédiaire de la construction en modules et 30 desdits éléments de stockage et de restitution d'énergie thermique) que de 3040209 8 maintien en température de ce fluide dans le dispositif (via le complexe matériau MCP/PIV à effets retardateur et isolant thermique). On voit figure 1 un mode de réalisation d'un stockeur/échangeur d'énergie thermique conforme à l'invention. 5 Il comprend: - au moins plusieurs modules 3, chacun pourvu d'une paroi périphérique 5 et présentant un volume intérieur 7, - au moins une couche 15 contenant un matériau MCP qui peut être disposée dans au moins une cavité quasi périmétrique 17 (figure 2) de la 10 paroi 5 ou (latéralement) tout autour de ladite paroi, en particulier à l'intérieur des poches 19 des figures suivantes, - et donc une série de telles poches 19 à constitution PIV, ces poches : -- pouvant ou non (comme figures 3,4) être réunies par des portions intermédiaires 21 où deux poches successives peuvent s'articuler l'une 15 par rapport à l'autre, -- contenant individuellement au moins un matériau isolant thermique 23, et -- s'étendant, latéralement par rapport à l'axe 27 de superposition, de préférence tout autour des volumes 7, pour les isoler thermiquement, de 20 l'extérieur (EXT) avec leur contenu, au moins dans leur globalité, c'est-à- dire non nécessairement module par module ou volume par volume. Ace sujet, dans les volumes intérieurs 7, sont ici présents : - un fluide 9 frigorigène ou caloporteur pouvant circuler, dans un circuit hors de l'unité et dans lesdits volumes (en série ou en parallèle) sous l'action de 25 moyens 11 de circulation, - et des éléments 13 de stockage et de restitution d'une énergie thermique ; Il peut en particulier s'agir de billes 130. Dans l'exemple de la figure 1, la solution consiste en deux modules ou corps 3, empilés ici suivant une unique ligne axiale 27 qui est 30 perpendiculaire à leurs fonds respectifs 29, lesquels ferment les modules, 3040209 9 transversalement à la paroi périphérique 5 et axialement à l'opposé d'une ouverture 31. Des passages 30 communiquant au moins deux à deux, dans les fonds 29, permettent au fluide 9 (qui peut être de l'eau ou de l'huile, voire 5 un gaz, tel de l'air), de circuler, depuis une entrée 33 jusqu'à une sortie 35, entre les modules 3 et l'extérieur de ceux-ci dans un circuit fonctionnel 300 qui peut être celui d'un moteur thermique de véhicule. Là où cela est nécessaire, dès lors que les modules ouverts 3 peuvent être disposés notamment dos à dos (figure 1) ou au contraire face 10 à face, un ou plusieurs couvercles 32, ici deux doubles, ferment les ouvertures 31, de façon à étancher chaque volume 7. Extérieurement, chaque couvercle 32 peut être doublé par une poche unique 34 à constitution PIV. Et une plaque 36 de protection mécanique peut fermer le tout, suivant l'axe 27, comme illustré. Les entrée 33 et sortie 35 traversent 15 les pièces 32,34,36 pour déboucher dans les volumes 7 respectifs, comme montré figure 1. Des moyens de liaison 40, tels des tirants, réunissent les modules 3 ensemble, suivant l'axe 27, de façon étanche. Et un fourreau 38 de protection mécanique ouvert aux deux extrémités, par exemple en plastique dur, enveloppe les modules 3, les pièces 32,34,36 et les poches 20 19 qui sont donc ici intercalées latéralement entre les parois 5 et ce fourreau. Bien que pouvant couvrir axialement plusieurs modules comme figure 1 ou 6 ou, les poches les entoureront individuellement, comme figures 2,3,4 ou 5, à défaut d'y être intégrées comme le laisse comprendre 25 les figures 7,8. Ainsi, l'ensemble 1 est, dans l'exemple, de construction modulaire, ce qui doit permettre de limiter le poids global de l'ensemble, de l'adapter aisément à chaque cas rencontré et de favoriser les performances thermiques. 30 A ce sujet, la performance thermique des matériaux MCP est reconnue. Et un complexe local MCP/isolant thermique, de préférence sous 3040209 10 constitution PIV, permettra d'associer une isolation thermique vis-à-vis de l'extérieur (EXT) et de pouvoir délivrer tard dans le temps (jusqu'à 10 à 15h après l'arrêt du moteur thermique d'une automobile) le fluide considéré à la température attendue. 5 Le matériau thermiquement isolant 23 de chaque poche 19 sera donc un isolant tel qu'une laine de verre, une mousse de polyuréthane ou de polyisocyanurate, ou encore plus favorablement un matériau thermiquement isolant poreux, tel qu'une silice nano-poreuse, disposé dans une enceinte sous vide, pour définir donc au moins un tel panneau isolant 10 sous vide, PIV. Dans l'exemple de la figure 1, le (ici chaque) volume intérieur 7 contient donc des éléments 13 de stockage et de restitution d'une énergie thermique avec lesquels le fluide frigorigène ou caloporteur 9 vient en échange thermique. 15 En tant que constitution des éléments 13 (ou 15 ou 81 ci-après), on pourra prévoir une composition de caoutchouc telle que décrite dans EP2690137 ou dans EP2690141, à savoir dans le second cas une composition réticulée à base d'au moins un élastomère silicone « RTV » vulcanisé à température ambiante et comprenant au moins un matériau à 20 changement de phase (MCP), ledit au moins un élastomère silicone présentant une viscosité mesurée à 23°C selon la norme ISO 3219 qui est inférieure ou égale à 5000 mPa.s. Dans ce cas, la matrice élastomère sera majoritairement constituée (i.e. selon une quantité supérieure à 50 pce, de préférence supérieure à 75 pce) d'un ou de plusieurs élastomères silicones 25 « RTV ». Ainsi, cette composition pourra avoir sa matrice élastomère comprenant un ou plusieurs élastomères silicones selon une quantité totale supérieure à 50 pce et optionnellement un ou plusieurs autres élastomères (i.e. autres que des silicones « RTV ») selon une quantité totale inférieure à 50 pce. Le matériau à changement de phase (MCP) thermique est 30 constitué de n-hexadécane, d'eicosane ou d'un sel de lithium, tous présentant des points de fusion inférieurs à 40° C. 3040209 11 Un matériau à base de paraffine, d'acide gras eutectique (myristique-caprique) ou de sel hydraté eutectique (chlorure de calcium + potassium) pourrait aussi être utilisé en tant que matériau constitutif, seul ou non, des éléments précités. En alternative, le matériau MCP des 5 éléments cités pourrait être à base d'acide gras, de paraffine, ou de sel eutectique ou hydraté. D'autres possibilités existent, comme un MCP imprégné dans un réseau poreux. De fait, le choix du matériau et son conditionnement dans chaque élément concerné, en particulier sa dispersion au sein d'une matrice 10 polymère, dépendra de l'application prévue et des résultats attendus. A priori les éléments 13, ici individualisés, telles les billes évoquées, seront disposés en vrac dans les volumes 7, avec libre circulation du fluide 9 entre elles, de module en module. Le rapport taille des structures individualisées / dimensions de chaque sous-volumes sera alors défini en conséquence, 15 afin de préférence d'optimiser les surfaces d'échange éléments 13/fluide 9. Bien que ceci ne soit pas strictement imposé (voir figures 3-8), il sera a priori préféré, si les poches 19, avec des portions intermédiaires alors flexibles 21, sont disposées autour de la paroi 5, que celles-ci définissent ensemble un panneau articulable 50 pouvant : 20 - typiquement dans un état opérationnel, être fermé sur lui-même (voir figures 9, où la structure 50 est à imaginer à disposer ainsi autour d'une paroi 5 à isoler, ou 10), - et être déployé sensiblement à plat, par exemple pour être stocké et dans un état qui peut être non opérationnel (voir figures 11-13). 25 Les cas des figures 7-8 montrent une alternative où ces poches 19 et portions intermédiaires sont intégrées avec la paroi périphérique 5. Cette paroi 5 sera alors a priori plus rigide que les éléments 19 et 21 qui conserveront leurs propriétés, bien qu'immobilisées par, ou dans, ladite paroi par la matière environnante de celle-ci. Les poches et portions 30 intermédiaires 21 pourront d'ailleurs avoir conservées les spécificités ci-avant présentées. Les portions intermédiaires 21 qui réunissent les poches 3040209 12 19 sont moins épaisses que celles-ci et sont alors courbes ou pliées si un angle y est formé, comme figure 8 où on se situe à un angle 52 de la paroi 5. Figure 8, les poches 19 et leurs portions intermédiaires 21 sont 5 moulées de façon monobloc avec le matériau moulable de la paroi latérale 5. Figure 7 elles sont ensemble au coeur de la paroi 5 ; mais celle-ci est en plusieurs parties. Un plan de joint 93 passant par les poches 19 et leurs portions intermédiaires 21 permet d'accoler les deux parties 5a,5b de la paroi 5 qui seront fixées ensemble par tout moyen adapté : collage ou 10 autre. La référence à une paroi latérale périphérique 5 en matériau moulable couvre tant les résines thermoplastiques chargées de fibres et injectées que les résines thermodurcissables imprégnant un tissu ou un mat, tel un tissé ou un non tissé. 15 De façon générale, la paroi périphérique 5 définira un élément enrobant pour les poches 19 et leurs portions intermédiaires 21. Elle pourra notamment être en élastomère, en matériau polymère plus rigide (polyéthylène moyenne ou haute densité, par exemple), ou en composite (chargée de fibres). 20 Du fait qu'elles sont moins épaisses que les poches 19, les portions intermédiaires 21, intrinsèquement flexibles, pourront être disposées en ligne (figure 7) , mais aussi courbes ou pliées si un angle 52 y est formé (figure 8 ) ou encore de façon à créer un décalage de niveau entre deux poches successives. Les poches 19 étant plus rigides, c'est à 25 l'emplacement d'une portion intermédiaire que l'on réalisera favorablement un changement de plan (décalage de niveau, angle ou coin, vif ou arrondi, etc) dans la paroi. Si une réalisation avec des «zones 191,193» comme ci-après est prévue, c'est à l'endroit de ces zones et des portions renflées 59 que seront de préférence créés lesdits changements de plan dans la paroi 30 5. 3040209 13 Indépendamment d'une disposition desdits éléments 19,21 autour de la paroi périphérique ou intégrée avec elle, ce qui suit présente maintenant une réalisation favorable de ces poches et portions intermédiaires, comme mieux visible figures 3,11-13 dans plusieurs modes de réalisation parmi 5 différents possibles. Ainsi, on peut prévoir que certaines au moins des poches 19 à constitution PIV comprennent : - au moins un élément constitué dudit matériau isolant thermique 23 qui sera donc ici poreux compte tenu de la constitution PIV à réaliser, et - au moins une enveloppe extérieure 37 fermée qui contient au moins ce 10 matériau et est constituée d'au moins une feuille 49 flexible étanche au matériau MCP avec, dans un mode réalisation adapté, cette feuille 49 qui est en outre scellable (thermiquement/chimiquement, en 49a, tout autour des poches et entre elles) et étanche au matériau poreux 23 et à l'air (voire aussi à l'eau), de sorte qu'un vide d'air régnant dans l'enveloppe 37, un dit 15 panneau isolant sous vide (P IV) puisse être ainsi défini. On notera, comme montré figures 7,8 13, qu'au moins une couche 15 contenant un matériau MCP pourra doubler d'un côté la couche 23, dans les poches 19, sous la(les) feuille(s) 49. Comme (où elles pourraient ne pas être prévues). La couche 15 sera côté intérieur (INT). 20 Cet isolant thermique poreux 23 se composera favorablement d'un matériau nano-poreux (à nanostructure, tel poudre de silice ou un aérogel ou son pyrolat, tel un aérogel de silice) confiné donc de préférence dans au moins une feuille flexible 49 qui ne laissera passer ni les vapeurs d'eau ni les gaz. Le PIV obtenu sera vidé de son air pour obtenir par exemple une 25 pression de quelques millibars, puis pourra être scellé. Typiquement, la conductivité thermique À d'un tel PIV sera de 0.004/0,008 W/m.K. L'utilisation de panneaux isolants sous vide devrait permettre d'atteindre une résistance thermique R = 5 m2.K/W avec seulement 35 mm d'isolant. Une possible composition du matériau 23 est la suivante : 80-85 % 30 de dioxyde de silice (SiO2), 15-20 % de carbure de silicium (SiC) et possiblement 5 % d'autres produits (liant/charges). Une épaisseur de 0.4 à 3040209 14 3 cm est possible. Des exemples, pouvant ici s'appliquer, de panneau PIV et de matériau super-isolant sont en outre fournis dans PCT/FR2014/050267 et dans W02014060906 (matériau poreux), respectivement. 5 Les solutions présentées ci-avant doivent permettre, dans un volume et poids acceptables notamment par des constructeurs aéronautiques ou automobiles, un stockage rapide, dans un circuit d'huile d'un moteur, d'une énergie thermique disponible au bout d'environ 6-10 minutes, le maintien de cette énergie pendant 12 à 15 heures, avant sa restitution rapide, 10 typiquement quelques minutes (en particulier moins de 2-3mns), par exemple lors d'une phase de démarrage à froid du moteur. La ou chaque feuille flexible 49 du panneau PIV pourra typiquement être réalisée sous la forme d'un film multicouche comportant des films polymère (PE et PET) et de l'aluminium sous forme par exemple laminée 15 (feuille d'épaisseur de l'ordre d'une dizaine de micromètre) ou métallisée (dépôt sous vide d'un film de quelques dizaines de nanomètre). La métallisation peut être effectuée sur une face ou sur les deux faces d'un film PE et plusieurs films PE métallisés peuvent être complexés pour former un film unique. Exemple de conception du film : - Scellement 20 intérieur PE, environ 40 pm - Métallisation sous vide Al, env. 0.04 pm Couche extérieure PET, environ 60 pm. La/chaque enveloppe 37 pourra être typiquement formée de deux telles feuilles disposées de part et d'autre d'au moins la couche du matériau 23 et réunies ensemble, comme en 49a. Entre deux poches, l'utilisation simple de cette ou ces feuilles y 25 créera une discontinuité d'isolation thermique. Pour limiter cela et un problème de ponts thermiques, il est proposé une portion renflée 59 soit disposée entre deux poches successives ceci de façon régulière ou non dans la chaîne. Chaque portion 59 pourra consister dans l'enroulement d'un isolant 30 thermique en rouleau (blanket en anglais). Un matériau 57 nano-structuré, ou nano-poreux, conviendra particulièrement, tel un aérogel de silice. Il 3040209 15 peut par exemple s'agir du produit souple, en rouleau, dénommé Spaceloft®, un isolant SIPA (Super Isolant à Pression Atmosphérique) proposé par la société ISOLProducts avec une conductivité thermique: À = 0,0044 à 0,021 W/m.K. 5 Comme montré figures 7,8,11 ce matériau 57, identique à ou différent du matériau isolant thermique 23 sera a priori entouré étroitement par la/les feuilles flexibles précitées réunissant les poches 19, et ainsi naturellement lié à elles. Une portion renflée 59 sera alors définie entre deux zones d'articulation 191,193 (chacune formée par la ou les feuilles 10 flexibles précitées appliquées l'une contre l'autre), chaque zone étant elle-même réunie latéralement d'un côté à la poche 19 concernée. Enveloppés donc par la ou lesdites feuilles flexibles précitées, les portions renflées 59 seront sous vide partiel d'air, comme des structures PIV. Et tant l'un que l'autre présenteront favorablement une surface 15 extérieure convexe. Ceci pourra notamment permettre un appui contre des surfaces extérieures complémentaires de positionnement de la paroi 5, concaves si les portions 59 enveloppés sont extérieurement convexes. Malgré ces éléments 57,59, les portions intermédiaires 21 ne sont pas encore totalement thermiquement isolantes. On peut pourtant souhaiter 20 associer les fonctions d'articulation entre poches 19 et d'isolation thermique sans quasiment de pont thermique, qu'il s'agisse d'une solution intégrée à la paroi 5 ou extérieure à elle. Ainsi est-il proposé, comme schématisé figures 12-13, que certaines au moins des portions intermédiaires 21 réunissant des poches 19 soient 25 définies par au moins une bande (de préférence intrinsèquement flexible) 79 à matériau isolant thermique 81 (de préférence poreux pour être intégré à une structure PIV globale). Le matériau 81 pourra être identique au(x) matériau(x) isolant(s) thermique(s) poreux 23,57. La bande 79 pourra être continue ou être réalisée par tronçons ou 30 s'interrompre à chaque poche dans le matériau isolant thermique poreux 23 qui les remplit. Sa structure pourra être à base d'un maillage polymère 3040209 16 imprégné d'aérogel. Figure 12, la bande 79 s'étend en partie intermédiaire de l'épaisseur des poches 19. Figure 13, c'est le long d'un même bord de ces poches 19. Plus épaisses que les structures flexibles d'articulation 79, par exemple plus de 2.5 à 3 fois plus épaisses, les poches 19 seront 5 typiquement plus rigides qu'elles. Pour que le panneau 50 acquière sa constitution PIV sous vide partiel, on procédera bien sûr à une telle mise sous vide, avec scellement, après que les couches ou plaques de matériaux poreux 23,81 aient été toutes enveloppées par la ou les feuilles étanches flexibles 49. 10 Pour réaliser les structures 79, on pourra en particulier utiliser, un support flexible en maillage polymère imprégné d'un aérogel 81, par exemple de silice, ou son pyrolat (aérogel pyrolyse, étant précisé que cette alternative de pyrolat s'applique à chaque cas de la présente description où un matériau poreux thermiquement isolant est concerné). Le support 15 flexible sera favorablement formé d'une trame vierge (par exemple un tissé, non tissé organique ou inorganique) tel un polyester ou un polyamide imbibé de particules isolantes d'aérogel (monolithique fin fractionné par exemple) coincées entre les fibres, ce qui permettra de conserver une bonne flexibilité. 20 Pour information, une poche d'isolation 19 comme présentée ci- avant, avec pour matériaux coeur des aérogels nano-poreux ou de leur pyrolat pourra présenter une conductivité thermique inférieure à 10mW.m1.K-1 pour une pression interne de 2 à 5 à 10-3 Pa. La dépression dans les poches, voire les portions 21, pourra être celle habituelle des PIV : 10-2 à 25 10-3 Pa. Sur certaines figures, on pourra encore remarquer en 89a,89b les moyens de maintien sur elle-même de la bande 50, une fois pliée sur elle-même. On peut imaginer une solution par clip, par bande auto-agrippante, type Velcro (TM), ou autre. 30 Il est aussi à noter que les poches 19 ne seront pas nécessairement strictement planes. Ainsi, une forme courbe est possible, comme dans 3040209 17 l'exemple de la figure 10, Cette forme peut être réalisée en raccourcissant la longueur L3 de la feuille de l'enveloppe 37 d'un côté par rapport à la longueur L4 de la feuille de l'autre côté. Une fois scellée, la poche se cintre naturellement sous la tension mécanique exercée. 5 Ce qui précède a permis de détailler différentes manières de réaliser vis-à-vis de l'extérieur (EXT) des modules, les fonctions attendues d'isolation thermique (via les panneaux PIV) et de retardateur de transfert thermique (via le ou les matériaux MCP). Dès lors que ce but visé concerne les modules 3 dans leur 10 ensemble, il pourra être préféré que les fonds 29 soient individuellement dépourvus des première et seconde couches 15,23. Ainsi, la température s'uniformisera entre les volumes 7. Tant dans la réalisation à deux modules 3 alignés et barrière active périphérique à bande unique 50 (comme figure 1) que dans les variantes à 15 chicanes des figures 5,6 les poches individualisées 19 sont à complexe MCP 15 /PIV 23 de l'un des types précités, sans qu'aucune soit interposée entre deux fonds ni entre un fond 29 et une ouverture 31 en regard. Bien que non représenté, un couvercle (du type 32) fermera de préférence l'/chaque ouverture d'extrémité, entre elle et la poche 19. Les entrée 33 et 20 sortie 35 de fluide permettent une circulation du fluide 9 vers puis hors de l'unité 1. Les poches 19 sont intercalées entre les modules et l'extérieur, tout autour des volumes intérieurs 7, dans le sens où elles s'étendent entre eux et l'extérieur (EXT), sur cinq faces, à l'exception donc d'une face frontale 25 (figures 5,6) de petite surface par rapport à quatre des cinq autres faces où sont situés les raccordements tubulaires 33,35. Si nécessaire même cette face pourra être doublé par de petites poches 19, ou en intégrer. Un boîtier 380 (figure 6) poches en deux parties 380a,380b, de protection mécanique et maintien extérieur entourent les poches. Les raccordements tubulaires 30 33,35 ont leurs orifices de passage visibles. 3040209 18 Dans ces deux réalisations, on trouve entre les volumes des chicanes 85 crées des cloisons transversales 87. Figure 5, il n'y a qu'un corps 3. La construction modulaire est assurée par ces cloisons 87 qui forment une partie de la paroi périphérique 5 de chaque volume interne 7 du corps lequel est périphériquement et latéralement fermé par la paroi 5. Les éléments précités de stockage et de restitution d'énergie thermique (non représentés) sont placés dans les volumes 7 ainsi définis. Par les passages restreints créés par les chicanes en bout des cloisons 87, le fluide passe de volume en volume depuis 10 l'entrée 33 jusqu'à la sortie opposée 35. Les volumes 7 tous réunis à l'intérieur de la paroi 5 du corps 3 sont protégés globalement par la double barrière des couches 15 et 23. Figure 6, cette réalisation est dupliquée, avec des corps 3 alignés suivant un axe 27 et qui communiquent entre eux par des passages 30, 15 comme figure 1, avec donc des chicanes internes dans chaque corps 3, en plus. Figures 3,4, des poches 19 à double barrière 15/23 entourent donc le volume 7 contenant les éléments 13 entre lesquels circule le fluide 9. Individuelles ici, les poches sont maintenues par des excroissances 20 22 fixées avec la paroi périphérique 5 du corps 3 considéré, deux excroissances délimitant entre elles, latéralement et autour de la paroi périphérique, un espace 24 ouvert où est disposé l'un au moins des éléments 19 isolants thermiques à constitution PIV. S'étendant autour des espaces 24, des excroissances 22 et des 25 éléments 19, le manchon 38 participe au maintien des éléments 19 dans les espaces 24, comme montré figure 4. Les excroissances de maintien 22 pourront être en plusieurs parties. Ainsi voit-on une solution où elles sont en deux parties 22a,22b. La partie 22b est amovible et peut se fixer, par des coopérations de formes entre 30 elles, avec la partie 22a qui est monobloc avec la paroi périphérique 5, en périphérie extérieure de celle-ci. Les parties amovibles 22b peuvent 3040209 19 chacune se présenter comme un clip ou un embout à engager par déformation élastique forcée, ou par coulissement latéral, autour de la partie fixe 22a. Ces parties de maintien 22b peuvent être thermiquement isolantes et renfermer pour cela une couche 23 en matériau isolant 5 thermique. Les corps 3 présentant typiquement des angles, les excroissances de maintien 22 se pourront se présenter comme des baguettes s'étendant dans les angles, comme illustré. 10 REVENDICATIONS1. Dispositif modulaire stockeur échangeur de chaleur comprenant, réunis en une unité: - plusieurs modules (3) comportant individuellement : -- une paroi périphérique (5,87) -- au moins un volume intérieur (7), -- au moins une communication (30) fluide entre les volumes intérieurs (7), pour le passage d'un fluide (9) frigorigène ou caloporteur, - des éléments (13,130) de stockage et de restitution d'une énergie thermique, disposés dans lesdits volumes, en échange thermique avec le fluide qui peut circuler dans ces volumes sous l'action de moyens (6) de circulation, - au moins une première couche (15) de matériau comprenant au moins un 15 matériau à changement de phase (MCP), - au moins une seconde couche (23) comprenant un matériau thermiquement isolant poreux disposé dans une enceinte sous vide, pour définir au moins un panneau isolant sous vide, PIV, lesdites au moins une première et seconde couches étant intercalées 20 autour des volumes intérieurs (7) des modules, entre eux et l'extérieur. 2. Dispositif selon la revendication 1 où les éléments (13,130) de stockage et de restitution d'énergie thermique comprennent individuellement un matériau MCP. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, où les éléments de stockage 25 et de restitution d'énergie thermique sont constituées de sphères (130) entre lesquelles peut circuler le fluide. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, où, individuellement les parois périphériques comprennent un support (5) en matériau moulable qui incorpore une partie au moins des première et 30 seconde couches (15,23). 3040209 21 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, où : - individuellement, les volumes intérieurs (7) sont ouverts d'un côté (31) pour permettre d'y mettre en place ou d'en retirer lesdits éléments de stockage et de restitution d'énergie thermique et comportent sur un côté 5 opposé un fond (29), - les modules sont disposés suivant une ligne (27) passant par lesdits fonds et ouvertures, - et le dispositif comprend en outre, face aux premier et dernier fond(s) et/ou ouverture(s) de la ligne, des couvercles qui individuellement ferme 10 une dite ouverture ou double un dit fond, les couvercles étant individuellement pourvus d'une partie des première et seconde couches. 6. Dispositif selon la revendication 5, où les fonds (29) sont dépourvus des première et seconde couches. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, où au moins la seconde couche (15,23) est en partie au moins disposée dans une série de poches (19) à constitution PIV réunies par des portions intermédiaires (21) dont certaines au moins sont définies continûment par au moins une structure (79) imprégnée d'un matériau isolant thermique (81), assurant ainsi une continuité d'isolation thermique entre les poches. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, où au moins la seconde couche est en partie au moins disposée dans une série de poches (19) à constitution PIV : - réunies par des portions intermédiaires (21) flexibles où deux poches successives peuvent s'articuler l'une par rapport à l'autre, et - s'étendant avec lesdites portions intermédiaires autour de ladite paroi périphérique (5). 9. Dispositif selon la revendication 4, où : - individuellement, les volumes intérieurs (7) sont ouverts d'un côté pour permettre d'y mettre en place ou d'en retirer lesdits éléments de stockage 30 et de restitution d'énergie thermique et comportent sur un côté opposé un fond, 3040209 22 - les modules sont disposés suivant une ligne passant par lesdits fonds et ouvertures, - le dispositif comprend en outre, face aux premier et dernier fond(s) et/ou ouverture(s) de la ligne, des couvercles qui individuellement ferment une 5 dite ouverture ou double un dit fond, - les première et/ou seconde couches sont disposées dans une série de poches (19) à constitution PIV dont les fonds et les parois périphériques sont pourvus, - et si un couvercle ferme une première ou dernière dite ouverture, il est 10 aussi pourvu d'au moins une dite poche.