Brevet FR3086626A1 — publié le 20200403

PLANCHER CHAUFFANT POUR VEHICULES FERROVIAIRES La présente invention concerne le domaine 5 technique des constructions ferroviaires et plus particulièrement un plancher chauffant pour un véhicule ferroviaire. De façon connue, un tel plancher comporte une âme qui peut être une structure alvéolaire ou en nid 10 d'abeille, une mousse, en bois ou en composite, entre un panneau supérieur et un panneau inférieur, généralement en aluminium ou en composite. Tous ces éléments sont collés entre eux au moyen d'une colle appropriée. 15 Sur le panneau supérieur du plancher est généralement prévu un revêtement de sol et, sous le panneau inférieur, une couche d'isolation thermique. Un film chauffant est prévu entre la face inférieure du panneau inférieur et la couche 20 d'isolation thermique. Cette dernière permet d'isoler thermiquement le film chauffant de l'environnement extérieur du plancher. De tels planchers sont décrits par exemple dans le document CN 122180175. 25 Ils apportent globalement satisfaction mais présentent l'inconvénient d'être d'une réalisation complexe et d'une performance thermique relativement faible, puisque l'énergie thermique doit traverser toute la structure du plancher avant d'atteindre la 30 pièce à chauffer. 2 L'invention a pour objet de pallier ces inconvénients en proposant un plancher chauffant pour véhicules ferroviaires dont la réalisation est simplifiée et qui permet de mieux chauffer le véhicule ferroviaire, tout en présentant des caractéristiques mécaniques similaires à celles des planchers connus. L'invention a ainsi pour objet un plancher chauffant pour véhicules ferroviaires comprenant une âme entre un panneau supérieur destiné à être recouvert d'un revêtement de sol et un panneau inférieur, ainsi qu'un film chauffant, caractérisé en ce que le film chauffant comprend un élément chauffant entre deux couches en polyester, une couche de polyuréthane recouvrant chacune des couches en polyester, et en ce que le film chauffant est collé entre ledit panneau supérieur et ladite âme. Le plancher selon l'invention peut également présenter de manière avantageuse l'une et/ou l'autre 20 des caractéristiques suivantes : - l'âme du plancher est une structure alvéolaire ou en nid d'abeille ou encore une mousse, réalisée en une matière plastique, métallique ou composite, ou encore une structure en bois ou en composite ; 25 -le panneau supérieur et/ou le panneau inférieur peuvent être réalisés en une matière métallique, composite ou plastique, ou encore en bois ; -la colle utilisée pour coller les éléments à l'intérieur du plancher est à base de polyester, de 30 polyéther ou de polyuréthane ; 3 -l'épaisseur de la couche de polyuréthane est de l'ordre de quelques microns. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci 5 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et qui est faite au regard de la figure unique qui est une vue en coupe d'un exemple de plancher chauffant selon l'invention. Ce plancher 1 est monté sur la structure du 10 véhicule ferroviaire grâce à des moyens de suspension 3, lesquels sont des découpleurs mécaniques. Ce plancher 1 comporte une âme 4, se présentant par exemple sous la forme d'une structure alvéolaire ou en nid d'abeille, entre un panneau supérieur 50 et 15 un panneau inférieur 51. Comme l'illustre la figure, le panneau supérieur 50 du plancher est recouvert, sur sa face supérieure 500, d'un revêtement de sol 7 puisqu'il est situé vers l'intérieur du véhicule ferroviaire, tandis que le panneau inférieur 51 sera situé du côté de la voie sur laquelle le véhicule ferroviaire va rouler. La figure montre également qu'un film chauffant 6 est situé entre le panneau supérieur 50 du plancher et la structure alvéolaire 4. Ainsi, avec le plancher selon l'invention, le film chauffant 6 fait partie intégrante de la structure du plancher. Or, ce plancher est soumis à des contraintes mécaniques importantes, notamment des vibrations 30 engendrées à l'intérieur du véhicule ferroviaire lorsqu'il roule. 4 Avec la structure illustrée sur la figure, le film chauffant est localisé au plus près de l'habitacle du véhicule ferroviaire, ce qui permet de le chauffer beaucoup plus rapidement que lorsque le film est 5 situé sous la face inférieure du panneau inférieur du plancher. Par ailleurs, ce positionnement permet de bénéficier de l'isolation thermique assurée par l'âme 4 du plancher. Il devient donc inutile de prévoir une 10 isolation thermique sous la face inférieure 510 du panneau inférieur 51, comme dans un plancher chauffant classique. Ainsi, la référence 8 désigne une couche d'isolation acoustique qui n'est prévue que dans les 15 zones où se trouvent les bogies. On comprend donc que cette couche 8 ne joue aucun rôle dans l'isolation du film chauffant et/ou dans les performances thermiques du plancher. L'âme 4 peut être réalisée en une matière 20 plastique ou métallique, ou encore en bois ou en composite. Il peut notamment s'agir d'une mousse de polyester (PET) dont l'épaisseur est par exemple comprise entre 25 et 15 millimètres. Cette âme présente des caractéristiques mécaniques 25 et thermiques qui sont fonction de sa structure, de son épaisseur et de sa matière constitutive. Chacun des panneaux 50 et 51 peut être réalisé en une matière métallique, composite ou plastique ou encore en bois. Ainsi, ces panneaux peuvent être réalisés en une matière composite à base de résine et de fibres ou 5 encore en une feuille d'aluminium. Dans ce dernier cas, l'épaisseur du panneau supérieur 50 peut être choisie égale à 1,5 mm, tandis que l'épaisseur du panneau inférieur 51 peut être choisie égale à 1 mm. 5 Le revêtement de sol 7 peut par exemple être réalisé en caoutchouc et présenter une épaisseur de 2 mm. Enfin, le film chauffant 6 se présente sous la forme d'une couche mince. 10 Il comporte un élément chauffant, par exemple une piste conductrice métallique, en carbone ou en tout autre matériau conducteur, placée à plat entre deux films isolants électriquement et reliée à chacune de ses extrémités à un film d'alimentation électrique. 15 La piste conductrice peut notamment être réalisée en aluminium. Les films isolants électriquement peuvent être réalisés en une matière synthétique ou composite, par exemple en polyester. L'épaisseur d'un tel film est classiquement de l'ordre de quelques 20 microns. L'invention s'intéresse plus particulièrement à un film chauffant dont l'élément chauffant est inséré entre deux couches support en polyester. Or, le polyester a une très faible tension de 25 surface et les colles classiquement utilisées pour réaliser un plancher chauffant ne permettent pas d'assurer un collage du film à l'intérieur de la structure qui soit résistant au cours du temps. Ces colles sont notamment à base de polyester, de 30 polyéther ou de polyuréthane et elles sont 6 parfaitement efficaces pour fixer par exemple l'âme 4 sur les panneaux inférieur et supérieur du plancher. En revanche, si une telle colle est utilisée pour fixer le film chauffant 6 entre le panneau supérieur 5 50 et l'âme 4, on constate une rupture de la fixation entre le film chauffant 6 et le panneau supérieur 50 et/ou l'âme 4. Ceci produit un délaminage et donc un affaiblissement de la structure du plancher, voire un comportement impropre à son utilisation. 10 C'est pourquoi, dans le cadre de l'invention, chacune des couches support, entre lesquelles l'élément chauffant est placé, est recouverte d'une couche de polyuréthane. Grâce à la présence sur la face extérieure du film 15 chauffant d'une couche en polyuréthane, le film chauffant 6 peut être collé à l'intérieur de la structure du plancher 1 à l'aide des colles qui sont classiquement utilisées dans le domaine ferroviaire pour la construction des planchers. Comme indiqué 20 précédemment, il s'agit notamment de colles à base de polyester, de polyether ou de polyuréthane. Ainsi, le fait de prévoir le film chauffant à l'intérieur de la structure du plancher ne modifie pas les techniques de fabrication qui sont 25 classiquement réalisées pour des planchers ne comportant pas de film chauffant dans leur structure. Par ailleurs, grâce à ces couches de polyuréthane, la fixation du film chauffant est résistante dans le temps, malgré les vibrations auxquelles le véhicule 30 ferroviaire est soumis. 7 Ainsi, cette solution évite de mettre en oeuvre des colles différentes de celles communément utilisées pour la construction des planchers ferroviaires et qui bénéficient de toutes les certifications pour ce 5 marché ou encore d'autres procédés qui seraient les uns et les autres dommageables à la résistance mécanique du plancher . Ce serait notamment le cas si une colle du type polyuréthane, polyéther ou polyester était remplacée 10 par un film en polyéthylène qui nécessite d'être fondu à une température d'environ 170° C. En effet, ce niveau de température conduit à une déformation des éléments constitutifs du plancher et ce dernier présenterait des défauts de planéité. 15 On peut encore noter que le plancher selon l'invention présente des performances feu ou fumée qui sont similaires à celles d'un plancher ne comportant pas de film chauffant. En effet, la quantité de polyuréthane introduite dans la structure 20 du plancher est très faible, l'épaisseur des couches de polyuréthane étant de l'ordre de quelques microns. Ainsi, le plancher chauffant selon l'invention est d'une réalisation simplifiée puisqu'il évite 25 l'utilisation d'une couche d'isolation thermique sous le plancher, tout en présentant des performances de chauffage plus importantes que les planchers classiques et des performances mécaniques similaires à ceux-ci. 30 L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation du plancher chauffant qui vient d'être 8 décrit. En particulier, REVENDICATIONS1. Plancher chauffant pour véhicules 5 ferroviaires comprenant une âme (4) entre un panneau supérieur (50) destiné à être recouvert d'un revêtement de sol et un panneau inférieur (31), ainsi qu'un film chauffant, caractérisé en ce que le film chauffant (6) comprend un élément chauffant entre 10 deux couches en polyester, une couche de polyuréthane recouvrant chacune des couches en polyester, et en ce que le film chauffant est collé entre ledit panneau supérieur (50) et ladite âme (4). 2. Plancher selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce que l'âme (4) est une structure alvéolaire ou en nid d'abeille, ou encore en mousse, réalisée en une matière plastique, composite ou métallique, ou encore une structure en bois ou en composite. 20 3. Plancher selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le panneau supérieur et le panneau inférieur peuvent être réalisés en une matière métallique, composite ou plastique, ou encore en bois. 25 4. Plancher selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'adhésif utilisé pour coller ensemble le panneau supérieur, le film chauffant, l'âme et le panneau inférieur, est à base de polyester, de polyéther ou de polyuréthane. 30 5. Plancher selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que 0 l'épaisseur de la couche de polyuréthane est de l'ordre de quelques microns.