Brevet FR3057587A1 — publié le 20180420

DISPOSITIF ANTI-HUMIDITÉ DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine de la lutte contre la propagation de l'humidité dans les constructions et notamment aux adaptations permettant d'atténuer les champs électromagnétiques responsables de cette propagation dans les meilleures conditions. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Il est connu qu'un passage d'eau dans le sol, une nappe phréatique ou une source, génèrent un champ électromagnétique. Ce champ électromagnétique est composé de nombreuses fréquences qui varient en fonction du débit de l'eau, de la composition de l'eau et des matériaux traversés. Par effet d'induction, ce champ électromagnétique crée des différences de potentiel dans les couches terrestres qui vont permettre à l'eau de progresser vers la surface de la terre jusqu'au niveau des constructions. Ces différences de potentiel sont mesurables au niveau des murs de la construction. Ainsi, par exemple, entre le bas des murs humides, la partie positive et le début de la zone sèche qui est négative, ce sont des valeurs variant de 150 mv à 700 mv qui peuvent être constatées. Ces valeurs, qui sont variables d'un bâtiment à l'autre, dépendent de plusieurs paramètres tels le taux d'humidité des matériaux, la composition des murs et la quantité de sels minéraux présents dans les murs. Ces valeurs varient également en fonction de la température et du taux d'humidité de l'air. Ces variations peuvent être mises en évidence grâce à un 30 enregistreur de données de tension connecté à deux électrodes. Pour raccourcir la durée de l'assèchement, il faut atténuer le plus possible le champ électromagnétique produit par le passage de l'eau pour qu'il n'ait plus suffisamment de puissance, pour alimenter la charge électrique qu'il a créée au niveau des murs du 35 bâtiment et qui permet à l'eau de monter vers le haut des murs. Plus le champ électromagnétique sera diminué, plus la différence de potentiel disparaitra rapidement. Il est par conséquent important de traiter le plus de fréquences possibles. 3057587 2 Il existe dans l'art antérieur une pluralité de dispositifs conçus à cette fin. Ainsi, par exemple, le document EP0152510 décrit un dispositif pour l'assèchement de la maçonnerie qui comporte des condensateurs 5 et des conducteurs électriques enroulés en bobines, les deux pôles de chaque condensateur étant reliés chaque fois à une extrémité d'un conducteur enroulé en bobine. Ce dispositif comportait au moins une première et une deuxième bobines, et au moins un premier et un deuxième condensateurs, et le premier condensateur étant relié à la 10 première bobine et le deuxième condensateur étant relié à la deuxième bobine, les axes longitudinaux des condensateurs croisant chaque fois les axes des bobines qui leur sont reliés, et les condensateurs et les bobines étant disposés dans un boîtier en matière non conductrice de l'électricité, lequel boîtier présente 15 une surface d'assise et l'axe longitudinal de chaque condensateur s'étendant normalement à l'arc de la bobine correspondante et parallèlement à la surface d'assise. Ce dispositif était remarquable en ce que les axes d'au moins la première et deuxième bobines s'étendent parallèlement l'un à l'autre, les bobines ayant des 20 diamètres extérieurs différents et un nombre de tours différent et en ce qu'au milieu d'au moins une des bobines est disposé un aimant permanent. Un autre exemple est proposé par le document EP0354150 décrit un dispositif contre les remontées capillaires d'humidité pour 25 l'assèchement des murs. Le dispositif est remarquable en ce qu'il comporte avantageusement au moins quatre selfs reliées respectivement à au moins quatre condensateurs et disposées en deux paires de selfs comportant chacune une self interne et une self externe, chaque self interne étant reliée électriquement, d'une part, par ses deux extrémités au condensateur correspondant et d'autre part, par une extrémité à la self externe correspondante, ces selfs externes étant en outre reliées chacune par leurs deux extrémités à un dipôle rayonnant correspondant qui est lui-même relié électriquement par ses deux pôles au condensateur correspondant, chaque self externe étant ainsi également reliée électriquement à chaque condensateur, l'ensemble des quatre circuits oscillants parallèles ainsi formés et associés aux dipôles rayonnants créant un contre-champ déphasé électriquement par rapport 3057587 3 aux initiaux de stimulation électromagnétique, de façon à annuler l'effet de pompage de l'eau vers le haut des murs. Ces dispositifs sont des dispositifs passifs, autonomes qui ont une grande durée de vie et qui sont donc parfaitement adaptés à une 5 installation intégrée à la maçonnerie de bâtiments très anciens où l'électricité n'est pas facilement disponible. Néanmoins, comme expliqué plus haut, comme les fréquences sont nombreuses, il est nécessaire de prévoir une pluralité de circuits oscillants pour atténuer les champs électromagnétiques. Or, ces 10 dispositifs ne couvrent qu'une gamme limitée de fréquences. En outre, la disposition des différents sous-ensembles et leur dimensionnement ne sont pas clairement définis en regard des effets techniques recherchés. En effet, lorsqu'un circuit résonnant est placé dans la zone de champ proche d'un autre circuit résonnant, un 15 fort couplage existe entre les deux circuits résonnant (couplage électrique assimilable à une capacité) ou magnétique (assimilable à une inductance mutuelle) qui va contribuer à fortement modifier les propriétés de chaque circuit résonnant (impédance, diagramme de rayonnement, fréquence de résonance). De plus, tout objet métallique 20 placé à proximité du circuit résonnant va modifier ses propriétés. Ces interactions ne sont pas suffisamment prises en compte dans les dispositifs de l'art antérieur. DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait et d'un cahier des charges 25 prédéfini, la demanderesse a mené des recherches visant à améliorer les capacités d'atténuation d'un dispositif passif en proposant des circuits oscillants atténuant une large gamme de fréquences et optimisant les dispositions et les dimensionnements des différents sous-ensembles fonctionnels en fonction des effets techniques 30 recherchés. Ces recherches ont abouti à la conception et à la réalisation d'un dispositif nouveau permettant d'obvier aux inconvénients des dispositifs de l'art antérieur. Ce dispositif anti-humidité est du type de celui associant, dans un boîtier muni d'un couvercle, une 35 pluralité de dipôles et de circuits oscillants. Ce dispositif est remarquable en ce qu'il comprend, agencés dans le boîtier, les sous-ensembles suivants : - au moins deux inductances planaires comprenant deux brins inversés 3057587 4 à 180° sur le même plan pour conserver la même phase, lesdites inductances étant associées à au moins 4 condensateurs de valeur 1 pF à 1 nF, pour traiter les fréquences basses VLF et LF, - au moins une self à fort enroulement sans condensateur pour 5 traiter les fréquences MF, la proximité des spires entre elles ainsi que leur nombre permettant de créer une capacité parasite de quelques nanofarads, - au moins deux selfs méandres et au moins une self à deux brins spirales pour traiter les VHF, 10 - au moins une antenne qui permet de couvrir les UHF. Le sigle « VLF » signifie « très basse fréquence » et désigne la bande de radiofréquences qui s'étend de 3kHz à 30 kHz. Le sigle « LF » signifie « basse fréquence » et désigne la bande de radiofréquences qui s'étend de 30kHz à 300 kHz. 15 Le sigle « MF » signifie « moyenne fréquence » et désigne la bande de radiofréquences qui s'étend de 300 kHz à 3000 kHz. Le sigle « VHF » signifie « très haute fréquence » et désigne la partie de spectre radioélectrique qui s'étend de 30 MHz à 300 MHz. Le sigle « UHF » signifie « ultra haute fréquence » et désigne la 20 partie du spectre radioélectrique qui s'étend de 300 MHz à 3000 MHz. Ce dispositif est particulièrement avantageux en ce qu'il traite plusieurs types de fréquences et plusieurs fréquences à l'intérieur d'un même type. En effet, comme il n'y a pas une 25 fréquence bien précise à traiter, le dispositif de l'invention augmente au maximum la bande des fréquences traitées. Cette large gamme de fréquences assure une atténuation optimisée du champ électromagnétique produit par le passage de l'eau en ne se limitant pas à un type de fréquence ou à une valeur de fréquence comme dans 30 l'art antérieur. Ainsi, l'effet sur la diminution de la différence de potentiel est plus rapide et l'eau présente dans les murs à proximité desquels est placé le dispositif, commence à s'évaporer plus tôt. La durée de l'assèchement sera ainsi raccourcie. Cette atténuation est avantageusement réalisée de façon passive sans 35 alimentation électrique. Ce dispositif doit être contenu dans un boîtier et doit présenter un encombrement réduit pour être intégré dans la maçonnerie. L'utilisation de selfs/inductances partagées en deux 3057587 5 permet d'obtenir pour un encombrement réduit les effets d'une self/inductance plus grande. L'inversion des brins à 180 degrés permet de garder une même phase pour les deux brins malgré la séparation. 5 Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les condensateurs sont identiques pour chaque brin d'une même inductance ce qui permet de traiter la même fréquence. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les différents sous-ensembles sont disposés selon un 10 empilement d'au moins deux plans horizontaux et sont répartis de la façon suivante : - un premier plan accueillant lesdites au moins deux inductances planaires à deux brins inversés à 180°, - un deuxième plan disposé au-dessus du premier et accueillant 15 lesdites au moins deux selfs méandres et au moins une self avec deux brins spirales pour traiter les VHF, et ladite au moins une self à fort enroulement sans condensateur. Cet empilement assure l'intégration de l'ensemble des sous-ensembles fonctionnels du dispositif dans un volume réduit facilitant son 20 intégration dans la maçonnerie. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, ladite antenne est installée dans un plan vertical traversant les plans horizontaux. Cette disposition verticale optimise l'encombrement. 25 Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les condensateurs sont de type polypropylène avec une métallisation argent à basse constante diélectrique. Un tel choix a pour avantage de maximiser la conductivité électrique. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de 30 l'invention, le dispositif comprend un plan réflecteur en aluminium collé sur le couvercle du boitier côté intérieur au-dessus desdits sous-ensembles. La réflexion proposée, disposée au-dessus des inductances, augmente la directivité de l'onde réfléchie. Ainsi, l'onde réfléchie par les selfs (enroulements) est elle-même 35 réfléchie par ledit plan vers le sol. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, ladite antenne comprend au moins quatre brins horizontaux de longueurs et d'espacement différents installés 3057587 6 verticalement au milieu du boitier. Selon un mode de réalisation préféré, le brin supérieur est de longueur supérieure aux trois brins inférieurs. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de 5 l'invention, les brins de ladite antenne sont en cuivre de 3mm de diamètre. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, lesdites selfs et inductances sont réalisées en cuivre sur une épaisseur de 70 microns. 10 Le choix du cuivre se justifie par sa faible résistivité. L'écartement entre les spires, pistes constituant les selfs et inductances a également été optimisé pour diminuer ou augmenter la capacité parasite. L'ensemble est inséré dans un boitier plastique et noyé dans une résine perméable aux champs électromagnétiques. 15 Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un 20 dispositif conforme à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'une vue de face en coupe d'un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention; 25 La figure 2 est un dessin schématique d'une vue de dessus en coupe du dispositif selon le plan de coupe II-II apparaissant en figure 1; La figure 3 est un dessin schématique d'une vue de dessus en coupe du dispositif selon le plan de coupe III-III apparaissant en 30 figure 1. DESCRIPTION DU MODE DE RÉALISATION PRÉFÉRÉ Comme illustré sur le dessin de la figure 1, le dispositif anti-humidité référencé D dans son ensemble est du type de celui associant dans un boîtier 100, une pluralité de dipôles et de 35 circuits oscillants. Ce boîtier 100 est en plastique et constitue une enceinte parallélépipédique fermée par un couvercle 110. Comme illustrés, ces dipôles et circuits oscillants sont noyés dans de la résine R perméable aux champs électromagnétiques. Comme 3057587 7 illustrée, la résine R ne remplit pas complétement le volume intérieur du boîtier 100 et laisse un volume d'air entre sa limite haute et le couvercle 110. Les différents sous-ensembles se répartissent selon 3 plans : 5 - un premier plan horizontal inférieur Pl, - un deuxième plan horizontal supérieur P2 disposé au-dessus du premier, - un troisième plan vertical médian P3 disposé au centre du boîtier 100 et disposé donc perpendiculairement aux deux premiers 10 plans Pl et P2. Comme illustré par les dessins des figures 1 et 2, le plan inférieur horizontal Pl accueille une plaque 200 en matériau plastique de type polyépoxyde, indépendante partagée en deux portions 210 et 220 de plaque 200. Cette plaque 200 est en liaison 15 avec le boîtier 100 au moyen de quatre tiges filetées verticales également en matériau plastique. Elle est positionnée et maintenue en position de façon à laisser un espace entre elle et le fond du boîtier 100. Une première portion 210 de plaque 200 comprend, sur sa surface 20 supérieure deux pistes conductrices 211 et 212 séparées formant inductances adoptant une géométrie identique mais orientées sur la portion 210 de la plaque 200 à 180° l'une de l'autre pour être en phase. La géométrie de la piste consiste une pluralité de demi-anneaux 25 concentriques reliés entre eux de façon à former une piste continue allant de la périphérie jusqu'au centre. Ces pistes conductrices 211 et 212 sont en cuivre et présentent une épaisseur de 70 microns avec une largeur de lmm, un diamètre de 160mm et un écartement inter anneaux régulier de 2mm. 30 Comme illustrés, un condensateur 213 pour la piste 211 et un condensateur 214 pour la piste 212 relient les extrémités de départ et d'arrivée de chaque piste 211 et 212. Ces condensateurs 213 et 214 sont identiques et traitent avec les brins auxquels ils sont associés une même fréquence. Ils sont de type polypropylène avec une 35 métallisation argent à basse constante diélectrique. Leur capacité électrique est comprise entre 100nF et 500nF. Les sous-ensembles associés à cette première portion 210 de plaque 200 de ce plan inférieur Pl assurent l'atténuation des champs 3057587 8 magnétiques de la bande de fréquences LF c'est-à-dire la bande de radiofréquences qui s'étend de 30kHz à 300kHz. La deuxième portion 220 de plaque 200 comprend sur sa surface supérieure deux pistes conductrices 221 et 222 séparées formant 5 inductances adoptant une géométrie identique mais orientées sur la portion 220 de plaque 200 à 180° l'une de l'autre pour être en phase. La géométrie de la piste consiste une pluralité de demi-anneaux concentriques reliés entre eux de façon à former une piste continue 10 allant de la périphérie jusqu'au centre. Ces pistes conductrices 221 et 222 sont en cuivre et présentent une épaisseur de 70 microns avec une largeur de lmm, un diamètre de 160mm et un écartement inter anneaux régulier de lmm. Comme illustrés, un condensateur 223 pour la piste 221 et un 15 condensateur 224 pour la piste 222 relient les extrémités de départ et d'arrivée de chaque piste 221 et 222. Ces condensateurs 223 et 224 sont identiques et traitent avec les brins auxquels ils sont associés une même fréquence (différente de celle traitée par les pistes 211 et 212). Ils sont de type polypropylène avec une 20 métallisation argent à basse constante diélectrique. Leur capacité électrique est comprise entre 500nF et 111F. Les sous-ensembles associés à cette deuxième portion 220 de plaque 200 du plan inférieur Pl assurent l'atténuation des champs magnétiques de la bande de fréquences VLF c'est-à-dire la bande de 25 radiofréquences qui s'étend de 9kHz à 30kHz. Comme illustré par les dessins des figures 1 et 3, le plan supérieur horizontal P2 accueille une plaque 300 en matériau plastique de type polyépoxyde partagée en deux portions 310 et 320 de plaque 300. Cette plaque 300 est en liaison avec le boîtier 100 30 au moyen des quatre susdites tiges filetées verticales. Elle est positionnée et maintenue en position de façon à laisser un espace entre elle et la première plaque 200 ainsi qu'entre elle et le couvercle 110. Elle est également positionnée dans le volume noyé par la résine R comme la plaque 200. 35 Une première portion 310 de plaque 300 de ce plan supérieur horizontal P2 comprend sur sa surface supérieure six pistes conductrices séparées formant inductances et disposées par paire 311 et 312, 313 et 314, 315 et 316. 3057587 9 Les pistes 311 et 312 adoptent une géométrie identique mais orientées sur la portion 310 à 180° l'une de l'autre pour être en phase. La géométrie de ces pistes 311 et 312 consiste en une pluralité de demi-anneaux concentriques reliés entre eux de façon à 5 former une piste continue allant de la périphérie jusqu'au centre. Ces pistes conductrices 311 et 312 sont en cuivre et présentent une épaisseur de 70 microns avec une largeur de 0,5mm, un diamètre de 60mm et un écartement inter-anneaux régulier de 0,5mm. Les pistes 313 et 314 adoptent une géométrie identique et sont 10 disposées l'une dans le prolongement de l'autre. La géométrie de ces pistes 313 et 314 consiste en une succession de segments parallèles reliés entre eux de façon à former les méandres droits de deux pistes continues. Ces pistes conductrices 313 et 314 sont en cuivre et présentent une épaisseur de 70 microns avec une largeur de 0,5mm, 15 et un écartement inter-segments régulier de lmm. Les segments présentent une longueur de 38mm et se répartissent sur une largeur de 38mm. Les pistes 315 et 316 adoptent la même géométrie générale que les deux précédentes (313 et 314) mais avec des dimensions 20 différentes. Ainsi, ces pistes conductrices 315 et 316 sont en cuivre et présentent une épaisseur de 70 microns avec une largeur de lmm, et un écartement inter-segments régulier de 2mm. Les segments présentent une longueur de 36mm et se répartissent sur une largeur de 76mm. 25 Comme illustré, aucun condensateur ne relie les extrémités des pistes de cette première portion 310 de plaque 300 du plan supérieur P2. Les sous-ensembles associés à cette première portion 310 de plaque 300 de ce plan supérieur P2 assurent l'atténuation des champs 30 magnétiques de la bande de fréquences VHF, c'est-à-dire la bande de radiofréquences qui s'étend de 30MHz à 300MHz. La deuxième portion 320 de la plaque 300 comprend sur sa surface supérieure, une piste 321 formant inductance adoptant une géométrie en spirale sans condensateur reliant les deux extrémités 35 de la piste. Cette piste conductrice 321 est en cuivre et présente une épaisseur de 70 microns avec une largeur de 0,5mm, un diamètre de 160mm et un écartement inter-spires régulier de 0,5mm. Cette piste 321 associée à cette deuxième portion 320 de plaque 3057587 - 10 - 300 du plan supérieur P2 assure l'atténuation des champs magnétiques de la bande de fréquences MF, c'est-à-dire la bande de radiofréquences qui s'étend de 300Hz à 3MHz. Le dispositif D comprend en outre une antenne 400 qui permet de 5 couvrir la bande de fréquences UHF, c'est-à-dire d'atténuer la bande de radiofréquences s'étendant de 300MHz à 3GHz. Cette antenne 400 est disposée dans le plan vertical médian P3 et noyée dans la résine R. Cette antenne 400 comprend une âme centrale cylindrique verticale 410 sur laquelle sont disposés quatre 10 brins droits 411, 412, 413, 414 horizontaux et de longueurs différentes en fonction de la bande de fréquences à capter (quarts d'ondes). Le brin supérieur 411 mesure 170mm alors que les trois brins inférieurs 412, 413, 414 mesurent 140mm. 15 Ces brins sont disposés dans les espaces définis entre - le couvercle 110 et le plan supérieur P2 pour le brin 411, - les deux plans P2 et Pl pour le brin 412, - le premier plan Pl et le fond pour les brins 413 et 414. Ces brins 411, 412, 413, 414 sont en cuivre et présentent un 20 diamètre de trois millimètres. Le dispositif D comprend en outre un plan réflecteur en aluminium 111 collé sur le couvercle 110 du boitier 100 côté intérieur au-dessus desdits sous-ensembles de façon à optimiser la directivité des ondes réfléchies. 25 On comprend que le dispositif, qui vient d'être ci-dessus décrit et représenté, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 30 35 REVENDICATIONS1. Dispositif anti-humidité (D) du type de celui associant dans un boîtier (100) muni d'un couvercle (110), une pluralité de dipôles et de circuits oscillants, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il comprend, 5 agencés dans le boîtier (100), les sous-ensembles suivants : - au moins deux inductances planaires comprenant deux brins inversés à 180° sur le même plan (211, 212 et 221, 222) pour conserver la même phase, lesdites inductances étant associées à au moins 4 condensateurs de valeur 1 pf à 1 nF (213, 214 et 223, 224), pour 10 traiter les fréquences basses VLF et LF, - au moins une self à fort enroulement (321) sans condensateur pour traiter les fréquences MF, la proximité des spires entre elles ainsi que leur nombre permettant de créer une capacité parasite de quelques nanofarads, 15 - au moins deux selfs méandres (313, 314, 315, 316) et au moins une self à deux brins inversés à 180° (311, 312) pour traiter les VHF, - au moins une antenne (400) qui permet de couvrir les UHF. 2. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les différents sous-ensembles sont disposés selon un 20 empilement d'au moins deux plans horizontaux (Pl et P2) et sont répartis de la façon suivante : - un premier plan (Pl) accueillant lesdites au moins deux inductances planaires à deux brins inversés à 180°, - un deuxième plan (P2) disposé au-dessus du premier et accueillant 25 lesdites au moins deux selfs méandres et au moins une self avec deux brins spirales pour traiter les VHF, et ladite au moins une self à fort enroulement sans condensateur. 3. Dispositif (D) selon la revendication 2, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ladite antenne (400) est installée dans un plan vertical 30 (P3) traversant les plans horizontaux (Pl et P2). 4. Dispositif (D) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les condensateurs (213, 214, 223, 224) sont de type polypropylène avec une métallisation argent à basse constante diélectrique. 35 5. Dispositif (D) selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un plan réflecteur (111) en aluminium collé sur le couvercle (110) du boitier (100) côté intérieur au-dessus desdits sous-ensembles. 3057587 - 12 - 6. Dispositif (D) selon la revendication 3, CATACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ladite antenne (400) comprend au moins quatre brins horizontaux (411, 412, 413, 414) de longueurs et d'espacement différents installés verticalement au milieu du boitier (100). 7. Dispositif (D) selon la revendication 6, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les brins (411, 412, 413, 414) de ladite antenne (400) sont en cuivre et de 3mm de diamètre. 8. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les différentes selfs et inductances sont réalisées en 10 cuivre sur une épaisseur de 70 microns. 9. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les condensateurs (213, 214 et 223, 224) sont identiques pour chaque brin (211, 212 et 221, 222) d'une même inductance. 15 20 25 30 35