FR3074567A1 - Panneau radiant comprenant au moins trois couches - Google Patents

Panneau radiant comprenant au moins trois couches Download PDF

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Abstract

Panneau radiant (2) destiné à être installé à l'intérieur d'un habitacle (1) d'un véhicule, le panneau radiant (2) comprenant au moins une première couche (20) thermiquement isolante, une deuxième couche (30) génératrice d'un échauffement thermique et une troisième couche (40) de protection de la deuxième couche (30), la deuxième couche (30) étant interposée entre la première couche (20) et la troisième couche (40), la première couche (20) étant caractérisée par une résistance thermique supérieure à 0,1°C.m2/W, la troisième couche (40) étant caractérisée par une résistance thermique inférieure à 0,01°C.m2/W. Utilisation dans les véhicules automobiles.

Description

La présente invention a trait aux dispositifs de chauffage d’un habitacle de véhicule, et plus particulièrement aux panneaux radiants disposés à l’intérieur d’un tel habitacle.
La plupart des véhicules sont équipés d’un système de chauffage de l’air destiné à être envoyé dans l’habitacle. Ce système de chauffage peut être complété par un ou plusieurs panneaux radiants, c’est-à-dire des surfaces chauffant les passagers par rayonnement infrarouge tout en réchauffant l’air situé à l’intérieur de l’habitacle par convection.
Cependant, ces panneaux radiants présentent le défaut de chauffer l’air par convection de façon omnidirectionnelle, ce qui génère des pertes de chaleur vers l’extérieur de l’habitacle lorsque le panneau est disposé sur une tôle du véhicule ou sur un élément de l’habitacle. Ces pertes de chaleur se traduisent par une consommation inutile d’électricité, ainsi que par un déficit de chauffage. Par ailleurs, ces panneaux radiants sont alors trop longs à monter en température, ce qui les rend inadaptés au contexte automobile.
L’objectif de l’invention est donc de résoudre ces inconvénients et de proposer un panneau radiant remplissant de manière optimale sa fonction de chauffage, en assurant une montée en température rapide et en limitant les pertes thermiques, c’est-à-dire la dissipation d’énergie ne servant pas à chauffer l’habitacle ou un utilisateur du véhicule.
L’invention a pour objet un panneau radiant destiné à être installé à l’intérieur d’un habitacle d’un véhicule, par exemple automobile, le panneau radiant comprenant au moins une première couche thermiquement isolante, une deuxième couche génératrice d’un rayonnement et une troisième couche de protection de la deuxième couche, la deuxième couche étant interposée entre la première couche et la troisième couche, la première couche étant caractérisée par une résistance thermique supérieure à 0,l°C.m2/W.
Un panneau radiant tel que décrit ci-dessus remplit les objectifs fixés plus haut, la majorité de l’énergie thermique générée par le panneau radiant étant dissipée vers un habitacle du véhicule.
Additionnellement, un tel panneau radiant permet de réduire la consommation électrique totale du véhicule puisque l’efficacité d’un système de chauffage par panneaux radiants peut être supérieure à celle d’un système classique de chauffage par ventilation moyennant une optimisation des apports de chaleur par rayonnement infrarouge et convection, en particulier en fonction du nombre de passagers présents. L’apport supplémentaire de chaleur octroyé par le système de chauffage par panneaux radiants permet également de réduire le débit d’air soufflé par le système de chauffage par ventilation, et donc d’émettre moins de bruits et de réduire le niveau sonore global à l’intérieur de l’habitacle, ce qui améliore l’expérience utilisateur.
Selon une ou plusieurs caractéristique(s) pouvant être prise(s) seule ou en combinaison, on pourra prévoir que :
la deuxième couche génératrice d’un rayonnement est la couche du panneau radiant disposée pour générer une chaleur apte à chauffer un air contenu dans l’habitacle du véhicule et/ou apte à chauffer au moins un utilisateur dudit véhicule, la première couche thermiquement isolante est disposée de façon à limiter les échanges thermiques entre la deuxième couche génératrice d’un rayonnement et un environnement disposé à l’opposé de la deuxième couche par rapport à la première couche. Dans cette disposition, la majorité de la chaleur générée par la deuxième couche est dirigée vers un volume disposé à l’opposé de la deuxième couche par rapport à la troisième couche. Quand le panneau radiant objet de l’invention est monté sur un élément de carrosserie d’un véhicule automobile, l’environnement décrit ici est l’extérieur du véhicule, tandis que le volume est l’habitacle de ce véhicule, la troisième couche de protection de la deuxième couche est disposée pour protéger au moins la deuxième couche du panneau radiant. La deuxième couche est ainsi isolée électriquement et/ou protégée contre les agressions physiques et/ou les agressions chimiques qui pourraient provenir de l’habitacle. Les agressions physiques comprennent notamment mais sans s’y limiter la projection de liquide, la poussière et/ou les coups. Les agressions chimiques comprennent par exemple les caractéristiques de l’air de l’habitacle telles que son humidité, additionnellement, la troisième couche est également disposée pour protéger la première couche. Cette protection est du même ordre que la protection conférée à la deuxième couche par la troisième couche, la résistance thermique d’une couche est le rapport d’une épaisseur de la couche sur une conductivité thermique de la couche, les trois couches du panneau radiant forment un ensemble solidaire. Plus particulièrement, la première couche, la deuxième couche et la troisième couche du panneau radiant forment un ensemble unitaire. Cet ensemble solidaire est d’un seul tenant, c’est-à-dire monobloc, une couche ne pouvant être déplacée ou manipulée seule. La séparation d’une des couches du panneau radiant entraîne la destruction de ladite couche ou d’une couche adjacente, la première couche, la deuxième couche et la troisième couche du panneau radiant sont en contact les unes des autres. Ce contact se fait sur au moins une partie d’une couche. Dans une première alternative, la première couche est en contact avec la deuxième couche, la deuxième couche étant en contact avec la troisième couche. Dans une deuxième alternative, la première couche est en contact avec la deuxième couche et avec la troisième couche, la deuxième couche étant en contact avec la troisième couche, le panneau radiant est configuré de manière à ce que la différence entre une température de la deuxième couche et une température d’une face externe de la troisième couche soit inférieure à 10°C. La face externe est la face de la troisième couche opposée à une face interne de la troisième couche, la face interne de la troisième couche étant la face de contact entre la deuxième couche et la troisième couche. Avantageusement, la différence entre la température de la deuxième couche et la température de la face externe de la troisième couche est inférieure à 5°C. On garantit ainsi une montée en température rapide du panneau radiant, avantageusement selon un temps inférieur à 120 secondes, la troisième couche est caractérisée par une résistance thermique inférieure à 0,01°C.m2/W, la première couche est constituée d’un matériau ou d’une combinaison de matériaux choisis parmi le polyester, le polystyrène, le polyamide, le polypropylène, le polyéthylène, le verre, la roche, le liège, et d’une manière générale tout matériau présentant de bonnes caractéristiques d’isolation thermique comme par exemple un matériau ayant des propriétés fibreuses et/ou poreuses, la deuxième couche comprend au moins un élément chauffant et au moins deux électrodes, les deux électrodes étant configurées pour alimenter électriquement l’élément chauffant. L’élément chauffant est disposé en couche mince, c’est-àdire en une couche dont une épaisseur est inférieure à 250 micromètres. Un exemple de réalisation de l’élément chauffant comprend notamment une couche de peinture acrylique comprenant des particules de carbone et/ou des particules métalliques, la deuxième couche comprend une pluralité d’éléments chauffants, chaque élément chauffant étant disposé entre deux électrodes. Au moins deux éléments chauffants peuvent être disposés l’un par rapport à l’autre de façon adjacente. Une électrode peut être commune à plusieurs éléments chauffants adjacents, avantageusement, les électrodes sont des électrodes longilignes, la première couche peut présenter une fonction de mise en forme et de maintien mécanique à l’égard de la deuxième couche, la première couche est caractérisée par une épaisseur comprise entre 2 et 10 millimètres, la troisième couche peut avoir une fonction d’aspect et d’habillage de la deuxième couche. Le but d’une telle fonction est de conférer un aspect esthétique au panneau radiant et permettre ainsi de l’intégrer dans l’habitacle du véhicule, notamment sur un panneau de porte ou sur un pavillon. La troisième couche est ainsi agencée pour conférer un aspect de tissu, un aspect de cuir, un aspect boisé ou tout autre aspect jugé nécessaire pour intégrer esthétiquement le panneau radiant dans l’habitacle, la troisième couche est caractérisée par une épaisseur comprise entre 0,1 et 3 millimètres, le panneau radiant est configuré de façon à ce que la première couche soit tournée vers l’extérieur de l’habitacle du véhicule, la troisième couche étant orientée vers l’habitacle. Dans cette disposition, une majorité de la chaleur générée par la deuxième couche du panneau radiant est dissipée vers l’habitacle du véhicule, la première couche d’isolation thermique limitant la quantité de chaleur dissipée vers l’extérieur de l’habitacle, le panneau radiant est destiné à être installé sur un élément du véhicule choisi parmi une portière, un pavillon, un pilier, un siège, une planche de bord ou une cave à pieds, la première couche peut comprendre une sous-couche d’isolation thermique et une deuxième sous-couche de maintien, la fonction d’isolation thermique de la première couche est assurée par la souscouche d’isolation thermique, la sous-couche d’isolation thermique comprend un matériau ayant des propriétés fibreuses et/ou poreuses. Un tel matériau est notamment choisi parmi la feutrine, la laine de roche, le liège, le liège composite, les dérivés de polymères ou des mélanges de ces matériaux, la sous-couche d’isolation thermique est caractérisée par une épaisseur comprise entre 2 et 10 millimètres, la fonction de mise en forme et de maintien assurée par la première couche à l’égard de la deuxième couche est assurée par la sous-couche de maintien. Dans cette disposition, la sous-couche de maintien est agencée pour permettre le dépôt et le maintien de la deuxième couche sur la sous-couche de maintien, la sous-couche de maintien comprend un matériau ayant des propriétés d’isolation électrique, une grande adhérence et/ou une faible rugosité. Un tel matériau est notamment choisi parmi le polyimide tel que le Kapton, ou le polyéthylène téréphtalate tel que le Mylar, la sous-couche de maintien est caractérisée par une épaisseur comprise entre 0,1 et 2 millimètres, la sous-couche de maintien est positionnée entre la sous-couche d’isolation thermique et la deuxième couche. La sous-couche d’isolation thermique est en contact avec la sous-couche de maintien. La sous-couche de maintien est en contact avec la sous-couche d’isolation thermique et la deuxième couche, la troisième couche peut comprendre une première nappe et une deuxième nappe, la fonction de protection assurée par la troisième couche à l’égard de la deuxième couche est assurée par la première nappe, la résistance thermique d’une couche est la somme de la résistance thermique de chacune des sous-couches ou nappes comprise dans la couche, la première nappe comprend un matériau ayant des propriétés d’isolation électrique, de résistance physique et/ou de résistance chimique. Un tel matériau est par exemple une peinture ou un vernis, la première nappe est caractérisée par une épaisseur inférieure à 250 micromètres, la fonction d’habillage de la troisième couche est assurée par la deuxième nappe. Dans cette configuration, la deuxième nappe est constituée de tissu, de cuir, de bois, de peinture ou de toute autre matière permettant l’insertion esthétique du panneau radiant dans l’habitacle, la première nappe est positionnée entre la deuxième nappe et la deuxième couche. La deuxième nappe est en contact avec la première nappe. La première nappe est en contact avec la deuxième nappe et la deuxième couche, la deuxième nappe est caractérisée par une épaisseur comprise entre 0,2 et 3 millimètres, la deuxième nappe est caractérisée par une forte émissivité des ondes infrarouges. Notamment, cette émissivité est supérieure ou égale à 0,85, le panneau radiant est configuré pour que la température de la face externe de la troisième couche soit inférieure à 60°C en régime de chauffage établi. Dans cette disposition, la deuxième couche génératrice d’un rayonnement est configurée de manière à atteindre une température limite, cette température limite se traduisant par une température de la face externe de la troisième couche inférieure à 60°C, le panneau radiant est configuré pour passer d’une température initiale (par exemple 0°C) à une température d’équilibre cible (par exemple 50°C) en moins de 120 secondes. Le panneau radiant a ainsi une inertie thermique faible. Cette faible inertie thermique, combinée avec la grande résistance thermique de la première couche, permet au panneau radiant de rapidement rayonner vers l’habitacle du véhicule, le panneau radiant a une puissance de chauffage maximale supérieure à 1200W/m2. Plus particulièrement, la puissance de chauffage du panneau radiant est la puissance de chauffage de la deuxième couche génératrice d’un rayonnement, le panneau radiant a une inertie surfacique inférieure à 2500J/°C.m2 L’inertie surfacique du panneau radiant est la somme des inerties surfaciques de la première couche, de la deuxième couche et de la troisième couche. L’inertie surfacique d’une couche est le produit de l’épaisseur de la couche, de la densité du matériau composant la couche et de la chaleur spécifique massique propre au matériau, l’épaisseur du panneau radiant, d’une couche, sous-couche ou d’une nappe évoquée plus haut est la dimension du panneau radiant, de la couche, de la souscouche ou de la nappe mesurée selon une direction d’empilement des couches, sous-couches ou nappes constituant le panneau radiant. L’épaisseur d’une couche, sous-couche ou nappe peut également être définie par une direction perpendiculaire à un plan dans lequel s’étend majoritairement le panneau radiant.
L’invention a également trait à un habitacle de véhicule comprenant au moins un élément de carrosserie choisi parmi une portière ou un pavillon, et/ou au moins un élément d’habitacle choisi parmi un siège, une planche de bord et/ou une cave à pieds, l’élément de carrosserie et/ou l’élément d’habitacle comprenant au moins un panneau radiant tel que décrit dans le présent document. L’élément de carrosserie sur lequel est disposé le panneau radiant peut comprendre au moins une tôle tournée vers l’extérieur de l’habitacle et un élément d’isolation thermique interposé entre la tôle et le panneau radiant. L’élément d’isolation thermique est une lame d’air ou un panneau de feutrine.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
la figure 1 est une représentation schématique d’un habitacle d’un véhicule dans lequel est positionné un ou plusieurs panneaux radiants selon l’invention, la figure 2 est une représentation schématique d’une portière de véhicule dans laquelle est positionné un ou plusieurs panneaux radiants selon l’invention, la figure 3 représente une vue en coupe d’un panneau radiant selon l’invention.
Il faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention, le cas échéant.
Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère, etc... Dans ce cas, exception faite d’une mention contraire, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tel critère.
Dans la suite de la description, les dénominations longitudinales, verticales ou transversales, se réfèrent à l’orientation du panneau radiant selon l’invention, les dénominations supérieure, inférieure, avant, arrière, gauche et droit se référant à l’orientation du véhicule embarquant le panneau radiant selon l’invention dans sa marche normale, c’est-à-dire en marche avant.
La direction longitudinale et la direction transversale correspondent aux directions dans lesquelles le panneau radiant selon l’invention s’étend principalement, la direction verticale étant la direction perpendiculaire aux deux autres.
La figure 1 illustre un habitacle 1 de véhicule équipé d’au moins un panneau radiant 2 selon l’invention.
L’habitacle 1 est délimité par au moins un élément de carrosserie 4 choisi parmi une portière 8, un pavillon 6 ou un soubassement 7. Une telle portière 8 est notamment représentée sur la figure 2. L’habitacle 1 comprend au moins un élément d’habitacle 10 choisi parmi un siège 16, une planche de bord 12 et/ou une cave à pieds 14.
L’habitacle 1 comprend également au moins un panneau radiant 2, plus particulièrement décrit à la figure 3, disposé sur ou contre au moins un élément de carrosserie 4 et/ou au moins un élément d’habitacle 10. Ainsi, un panneau radiant 2 peut être disposé sur une portière 8, un pavillon 6, un siège 16, un élément d’un siège 16, une planche de bord 12 et/ou une cave à pieds 14. Avantageusement, l’habitacle 1 comprend une pluralité de panneaux radiants 2, disposés sur le même élément de carrosserie 4 ou élément d’habitacle 10, ou sur des éléments différents. Un même élément de carrosserie 4 ou élément d’habitacle 10 peut comprendre une pluralité de panneaux radiants 2, agencés de manière adjacente ou éloignée, et/ou comprenant des orientations différentes ou identiques.
L’installation du panneau radiant 2 sur l’élément de carrosserie 4 et/ou l’élément d’habitacle 10 est assurée par au moins un élément de fixation. Un tel élément de fixation est choisi parmi les éléments de fixation connu, tel que de la colle ou une ou plusieurs vis, clips ou rivets.
La planche de bord 12 sur laquelle est disposée le panneau radiant 2 peut être disposée à l’avant du véhicule.
Un panneau radiant 2 peut être disposé sur un siège 16, et notamment sur un dossier 18 du siège 16, un pied de siège 17, un appui tête 19 et/ou tout autre élément du siège 16. Le panneau radiant 2 est disposé de manière à être à distance d’un utilisateur, c’est-à-dire qu’il n’est pas situé sur une partie du siège 16 sur laquelle un utilisateur viendrait s’installer, comme une assise du siège 16.
La cave à pieds 14 correspond à un ou plusieurs panneaux de l’habitacle 1 délimitant un volume où un utilisateur, et notamment un utilisateur assis sur l’un des sièges 16 avant du véhicule peut mettre ses pieds.
Les panneaux radiants 2 sont disposés à l’intérieur de l’habitacle 1, c’est-à-dire sur au moins un élément de carrosserie 4 et/ou au moins un élément d’habitacle 10 et dirigés vers l’intérieur de l’habitacle 1, dans le but d’augmenter la sensation de chaleur perçue par des utilisateurs des véhicules au sein de l’habitacle 1.
La figure 2 représente une portière 8 de véhicule, comprenant un panneau radiant 2 selon l’invention.
La portière 8 de véhicule comprend un panneau intérieur 80, surmonté d’une vitre 84. Ces éléments sont entourés d’une joue de portière 82 destinée à les supporter.
Un panneau radiant 2 disposé dans la portière 8 peut notamment être positionné sur le panneau intérieur 80 de la portière 8, de manière à rayonner en direction des occupants de l’habitacle.
La figure 3 représente une coupe d’un panneau radiant 2 selon l’invention, représenté disposé sur un élément de carrosserie 4. Sauf mention contraire, la description suivante s’applique au panneau radiant 2 disposé sur un élément d’habitacle 10 ou un élément de carrosserie 4 décrit aux figures 1 ou 2.
Un tel panneau radiant 2 comprend une pluralité de couches, c’est-à-dire au moins trois couches, empilées selon une direction A, notamment une première couche 20 thermiquement isolante, une deuxième couche 30 génératrice d’un rayonnement et une troisième couche 40 de protection de la deuxième couche 30. Dans le panneau radiant 2 exposé ici, la première couche 20 est en contact avec la deuxième couche 30, la deuxième couche 30 étant en contact avec la troisième couche 40. Plus particulièrement, la première couche 20 est par exemple uniquement en contact avec la deuxième couche 30, la troisième couche 40 étant notamment uniquement en contact avec la deuxième couche 30. Alternativement, la première couche 20 peut être au contact de la troisième couche 40 en des zones appropriées, par exemple autour du périmètre de la deuxième couche 30.
D’une manière générale, la deuxième couche 30 est interposée entre la première couche 20 et la troisième couche 40. Le contact entre deux couches adjacentes est de type surfacique.
La première couche 20, la deuxième couche 30 et la troisième couche 40 du panneau radiant 2 forment un ensemble solidaire, c’est-à-dire unitaire. Un tel ensemble solidaire peut ainsi être aisément manipulé, notamment pour son installation ou son démontage au sein de l’habitacle 1 du véhicule.
La première couche 20 est disposée contre ou en direction de l’élément d’habitacle 10 ou de l’élément de carrosserie 4 sur lequel est installé le panneau radiant 2.
La première couche 20 a une épaisseur comprise entre 2, et 10 millimètres. L’épaisseur d’une couche est la dimension de la couche parallèle à la direction A d’empilement des couches constituant le panneau radiant 2.
La première couche 20 est dite isolante thermiquement, c’est-à-dire qu’elle est caractérisée par une résistance thermique supérieure à 0,l°C.m2/W. Elle bloque ainsi les calories et empêche leur dissipation vers l’environnement extérieur à l’habitacle.
Additionnellement, la première couche 20 a une fonction de mise en forme et de maintien mécanique à l’égard de la deuxième couche 30. Lors de la fabrication du panneau radiant 2, la deuxième couche 30 est déposée sur la première couche 20. La fonction de maintien intervient également après la fabrication du panneau radiant 2, et notamment lors de son utilisation, la première couche 20 servant à maintenir les éléments de la deuxième couche 30 et ainsi assure que la panneau radiant 2 reste fonctionnel.
La deuxième couche 30 comprend au moins un élément chauffant et au moins deux électrodes longilignes, disposées par exemple parallèlement l’une de l’autre et configurées pour alimenter électriquement l’élément chauffant. L’élément chauffant est disposé en couche mince, c’est-à-dire en une couche dont une épaisseur maximum constatée est inférieure à 250 micromètres. L’élément chauffant peut comprendre notamment une couche de peinture acrylique comprenant des particules de carbone et/ou des particules métalliques. Sous l’effet de l’alimentation électrique fournie par les électrodes, l’élément chauffant va émettre de la chaleur par effet Joule et le cas échéant rayonner dans l’infrarouge vers l’habitacle. La puissance de chauffage de la deuxième couche 30 est supérieure à 1200W/m2. La puissance de chauffage de la deuxième couche 30 n’est pas linéaire, c’est-à-dire qu’elle est variable au cours du temps. Ainsi, la puissance de chauffage de la deuxième couche 30 est maximale tant qu’une température cible de l’air de l’habitacle n’est pas atteinte, avant de diminuer jusqu’à arriver à une puissance de chauffage permettant de conserver cette température cible. La puissance de chauffage de la deuxième couche 20 est fonction de la valeur de l’alimentation électrique délivrée par les électrodes à l’élément chauffant constituant la deuxième couche 30.
La troisième couche 40 est tournée vers l’intérieur de l’habitacle 1, plus particulièrement vers un utilisateur du véhicule ou une partie de son corps. Notamment, la troisième couche 40 peut être tournée en direction des pieds, des jambes, des cuisses, du torse et/ou de la tête de l’utilisateur. La troisième couche 40 est caractérisée par une épaisseur comprise entre 0,2 et 3 millimètres. La troisième couche 40 est encore caractérisée par une résistance thermique inférieure à 0,01°C.m2/W.
La troisième couche 40 a une fonction de protection à l’égard de la deuxième couche
30. La troisième couche 40 est ainsi ménagée pour éviter les agressions physico-chimiques que pourrait subir la deuxième couche 30. Notamment, la troisième couche 40 protège la deuxième couche 30, ou l’un de ses éléments, de l’oxydation due à l’humidité de l’air contenu dans l’habitacle 1. La troisième couche 40 remplit également une fonction d’isolation électrique de la deuxième couche 30 à l’égard de l’habitacle 1, afin d’éviter un potentiel court-circuit avec un objet ou un utilisateur de l’habitacle 1.
La troisième couche 40 peut aussi avoir une fonction d’habillage de la deuxième couche 30, pour permettre l’insertion du panneau radiant 2 dans l’habitacle 1 du véhicule sans dénaturer l’aspect esthétique de l’habitacle 1.
Lors de la fabrication du panneau radiant 2, la troisième couche 40 est déposée sur la deuxième couche 30, formant ainsi l’ensemble solidaire.
Le panneau radiant 2 présenté ci-dessus comprend trois couches. Cependant, d’autres exemples de réalisation de panneaux radiants 2 sont possibles, et notamment des panneaux radiants 2 comprenant plus de trois couches. Notamment, la première couche 20 et la troisième couche 40 peuvent comprendre une pluralité de sous-couches et/ou de nappes, tel que cela est représenté sur la figure 3.
La première couche 20 comprend plus particulièrement une sous-couche d’isolation thermique 22 et une sous-couche de maintien 24. La sous-couche de maintien 24 est disposée entre la sous-couche d’isolation thermique 22 et la deuxième couche 30 génératrice d’un rayonnement.
La fonction d’isolation thermique de la première couche 20 est assurée par la souscouche d’isolation thermique 22. Dans ce but, la sous-couche d’isolation thermique 22 comprend un matériau ayant des propriétés fibreuses et/ou poreuses. Un tel matériau est notamment choisi parmi la feutrine, la laine de roche, le liège, le liège composite, les dérivés de polymères ou des mélanges de ces matériaux.
L’épaisseur de la sous-couche d’isolation thermique 22 est comprise entre 2 et 6 millimètres.
La fonction de maintien assurée par la première couche 20 à l’égard de la deuxième couche 30 est mise en œuvre par la sous-couche de maintien 24. La sous-couche de maintien 24 comprend ainsi un matériau ayant des propriétés d’isolation électrique, une grande adhérence et/ou une faible rugosité. Un tel matériau est notamment choisi parmi le polyimide tel que le Kapton, ou le polyéthylène téréphtalate tel que le Mylar.
L’épaisseur de la sous-couche de maintien 24 est comprise entre 0,1 et 2 millimètres.
Lors de la fabrication du panneau radiant 2, la deuxième couche 30 et la sous-couche d’isolation sont rapportées, successivement ou simultanément sur la sous-couche de maintien 24, sur chacune de ses grandes faces.
La troisième couche 40 comprend plus particulièrement une première nappe 46 et en option une deuxième nappe 48. La première nappe 46 est disposée entre la deuxième nappe 48 et la deuxième couche 30 génératrice d’un rayonnement.
La fonction de protection assurée par la troisième couche 40 à l’égard de la deuxième couche 30 est assurée par la première nappe 46. La première nappe 46 est notamment constituée d’une peinture ou d’un vernis. L’épaisseur de la première nappe 46 est inférieure à 250 micromètres.
Une fonction d’habillage de la troisième couche 40 peut être assurée par la deuxième nappe 48. La deuxième nappe 48 est constituée de tissu, de cuir, de bois, de peinture ou de toute autre finition qui remplit un rôle esthétique permettant de positionner le panneau radiant 2 dans l’habitacle 1 sans rompre l’aspect de l’habitacle 1 ou dénaturer l’expérience utilisateur. L’épaisseur la deuxième nappe 48 est comprise entre 0,2 et 2 millimètres.
Lors de la fabrication du panneau radiant 2, la première nappe 46 est rapportée sur la deuxième couche 30 avant que la deuxième nappe 48 ne soit rapportée sur la première nappe 46.
Le panneau radiant 2 est ainsi configuré pour passer d’une température initiale, par exemple 0°C, à une température cible, ici 50°C, en moins de 120 secondes en lui appliquant une puissance de chauffage égale à 1,5 fois la puissance nécessaire à son maintien à la température cible . Depuis la température initiale, le panneau radiant 2 peut atteindre une température extrémale, par exemple ici 75°C, en moins de 360 secondes si on laisse appliquer 1.5 fois la puissance de chauffage nécessaire à son maintien à la température cible. Ces temps sont susceptibles de varier en fonction des conditions de températures extérieures et de celles qui régnent dans l’habitacle 1 du véhicule.
Le panneau radiant 2 ainsi formé est disposé sur un élément de carrosserie 4. Cet élément de carrosserie 4 comprend au moins une tôle 70 tournée vers l’extérieur de l’habitacle 1 et avantageusement au moins un élément d’isolation thermique 72. L’élément d’isolation thermique 72 est une couche de matériau ayant des propriétés d’isolation thermique comme une lame d’air ou de la feutrine. La tôle 70 permet le maintien du panneau radiant 2 sur l’élément de carrosserie 4 du véhicule, l’élément d’isolation thermique 72 augmentant l’efficacité du panneau radiant 2, c’est-à-dire sa capacité à chauffer l’intérieur de l’habitacle 1. Dans une telle situation, l’élément de carrosserie équipé de son panneau radiant comprend deux couches thermiquement isolantes, c’est-àdire la première couche 20 constitutive du panneau radiant 2 et l’élément d’isolation thermique 72.
Ainsi, entre un extérieur du véhicule et l’habitacle 1, les différentes couches, souscouches et nappes sont disposées dans l’ordre suivant : la tôle 70 de l’élément de carrosserie 4, l’élément d’isolation thermique 72, la sous-couche d’isolation thermique 22, la sous-couche de maintien 24, la deuxième couche 30 génératrice d’un rayonnement, la première nappe 46 et la deuxième nappe 48.
On comprendra que lorsque le panneau radiant 2 est agencé contre un élément de l’habitacle 1, l’ordre des couches est le suivant : l’élément de l’habitacle 1, la sous-couche d’isolation thermique 22, la sous-couche de maintien 24, la deuxième couche 30 génératrice d’un rayonnement, la première nappe 46 et la deuxième nappe 48.
Cette disposition permet au panneau radiant 2 d’avoir une efficacité énergétique supérieure à 75%. Dans cette disposition, au moins 75% de l’énergie thermique dissipée par effet joule dans le panneau radiant 2 est transmise vers l’habitacle 1, moins de 25% de l’énergie thermique dissipée par effet joule est dissipée vers l’extérieur de l’habitacle 1.
Pour éviter d’exposer les utilisateurs du véhicule à un risque de brûlure en cas de contact avec un panneau radiant 2, ledit panneau radiant 2 est agencé de façon à ce qu’une face externe 42 du panneau radiant 2 ne dépasse pas une température limite. La face externe 42 est la face de la troisième couche 40 opposée à une face interne 44 de la troisième couche 40, la face interne 44 étant à l’interface de la deuxième couche 30 et de la troisième couche 40. Cette température limite est adaptée selon la position du panneau radiant 2, un panneau radiant 2 avec lequel un utilisateur est susceptible d’entrer en contact ayant une température limite inférieure ou égale à 60°, un panneau radiant 2 avec lequel un utilisateur peut difficilement rentrer en contact ayant une température limite plus haute, c’est-à-dire inférieure ou égale à 80°. Par exemple, un panneau radiant 2 avec lequel un utilisateur est susceptible d’entrer en contact est le panneau radiant 2 disposé sur le dossier 18 du siège 16. Un panneau radiant 2 avec lequel un utilisateur peut difficilement rentrer en contact est le panneau radiant 2 disposé dans la cave à pieds 14.
Afin d’augmenter l’efficacité du panneau radiant 2, le panneau radiant 2 est configuré de façon à ce qu’une température maximale de la deuxième couche 30 génératrice d’un rayonnement soit restreinte par rapport à la température limite définie cidessus. La différence entre la température maximale de la deuxième couche 30 et la température limite est inférieure à 10°C. Avantageusement, La différence entre la température maximale de la deuxième couche 30 et la température limite est inférieure à 5°C. Ainsi, la température maximale de la deuxième couche 30 d’un panneau radiant 2 avec lequel un utilisateur est susceptible d’entrer en contact est limitée à 70°C, préférentiellement 65°C. La température maximale de la deuxième couche 30 d’un panneau radiant 2 avec lequel un utilisateur peut difficilement rentrer en contact est limitée à 90°C, préférentiellement 85°C.
On notera également que la troisième couche 40 est configurée pour que la différence entre la température de la deuxième couche 30 et la température de la face externe 42 de la troisième couche 40 soit inférieure à 10°C, avantageusement 5°C.
Un panneau radiant 2 agencé de cette façon permet de chauffer un air contenu dans l’habitacle 1 du véhicule, ainsi qu’au moins un utilisateur du véhicule. Ce réchauffement comprend deux composantes.
La première composante est un rayonnement électromagnétique sous la forme d’ondes infrarouges. Les ondes infrarouges ont une longueur d’onde comprise entre huit et douze microns. Ces ondes infrarouges sont absorbées par des surfaces sur lesquelles les ondes infrarouges sont projetées, telles que des éléments d’habitacle 10 ou les utilisateurs du véhicule. L’absorption des ondes infrarouges provoque le réchauffement des surfaces. La troisième couche 40, plus particulièrement la deuxième nappe 48 dans le cas d’un panneau radiant 2 comprenant une telle deuxième nappe 48, est caractérisée par une émissivité importante, c’est-à-dire supérieure ou égale à 0,85, pour ne pas s’opposer aux ondes infrarouges.
La seconde composante est un phénomène de convection entre le panneau radiant 2 et l’air présent au sein de l’habitacle 1 et en contact avec le panneau radiant 2. Cette composante chauffe l’air présent dans l’habitacle 1, qui à son tour chauffe le ou les utilisateurs du véhicule situés dans l’habitacle 1.
La résistance thermique d’une couche, d’une sous-couche ou d’une nappe du panneau radiant 2 est mesurée en suivant le protocole de mesures suivant.
Un panneau radiant 2, d’une surface supérieure à 250 centimètres carrés, par exemple de 10 centimètres sur 25 centimètres, est suspendu verticalement dans une enceinte dont la température de l’air et des parois est uniforme et proche de 20°C, c’est-àdire compris entre 15 et 25°C. Une telle température est appelée température ambiante T°amb.
Une puissance électrique Pe est appliquée à la deuxième couche 30 génératrice d’un rayonnement du panneau radiant 2. Cette puissance électrique est comprise entre 1000 et 1500 Watts par mètre carré. Cette puissance est maintenue pendant vingt minutes.
La température sur chacune des deux faces du panneau radiant 2, respectivement la température de la face externe 42 de la troisième couche 40, notée T°hab, et la température de la face extérieure 21 de la première couche 20, notée T°iso, est mesurée en continue avec un capteur infrarouge préalablement calibré en fonction de l’émissivité des deux faces. Pour rappel, la face externe 42 est la face du panneau radiant 2 tournée vers l’habitacle du véhicule, tandis que la face extérieure 21 de la première couche 20 est celle qui est tournée vers la tôle 70 de l’élément de carrosserie. Le cas échéant, le panneau radiant 2 sera localement revêtu d’un disque de peinture à forte émissivité, c’est-à-dire supérieure à 0,9, pour améliorer la qualité de la mesure en minimisant les réflexions.
Le critère d’isolation est atteint si, à vingt minutes, l’équation suivante est vérifiée :
(T°iso - T°amb) / (T°hab - T°amb) < 50 %
L’inertie thermique du panneau radiant 2 est mesurée par le même protocole de mesure, l’inertie thermique étant calculée comme le temps nécessaire pour que l’échauffement de la face externe 42 de la troisième couche 40 atteigne 63% de son échauffement au bout de vingt minutes. Ainsi, l’inertie thermique du panneau radiant 2 est atteinte si, pour un t inférieur ou égal à 120 secondes, l’équation suivante est vérifiée :
[T°hab (à t) - T°amb] / [T°hab (à 20 mn) - T°amb] = 63%
La description qui précède explique clairement comment l’invention permet d’atteindre les objectifs qu’elle s’est fixée et notamment de proposer un panneau radiant capable de chauffer efficacement et rapidement un occupant d’un habitacle d’un véhicule.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier au panneau radiant, à l’élément de carrosserie ou d’habitacle, ou à l’habitacle du véhicule qui viennent d’être décrits à titre d’exemple non limitatif, dès lors que l’on met en œuvre un panneau radiant composé d’au moins trois couches, une couche étant caractérisée par une résistance thermique supérieure à 0,l°C.m2/W.
En tout état de cause, l’invention ne saurait se limiter au mode de réalisation spécifiquement décrit dans ce document, et s’étend en particulier à tous moyens 5 équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Panneau radiant (2) destiné à être installé à l’intérieur d’un habitacle (1) d’un véhicule, le panneau radiant (2) comprenant au moins une première couche (20) thermiquement isolante, une deuxième couche (30) génératrice d’un échauffement thermique et une troisième couche (40) de protection de la deuxième couche (30), la deuxième couche (30) étant interposée entre la première couche (20) et la troisième couche (40), la première couche (20) étant caractérisée par une résistance thermique supérieure à 0,l°C.m2/W, la troisième couche (40) étant caractérisée par une résistance thermique inférieure à 0,01°C.m2/W.
  2. 2. Panneau radiant (2) selon la revendication précédente, dans lequel la première couche (20), la deuxième couche (30) et la troisième couche (40) du panneau radiant (2) forment un ensemble solidaire.
  3. 3. Panneau radiant (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, configuré de manière à ce que la différence entre une température de la deuxième couche (30) et une température d’une face externe (42) de la troisième couche (40) soit inférieure à 10°C.
  4. 4. Panneau radiant (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première couche (20) présente une fonction de mise en forme et de maintien mécanique à l’égard de la deuxième couche (30).
  5. 5. Panneau radiant (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la troisième couche (40) présente une fonction d’habillage de la deuxième couche (30). 6
  6. 6. Panneau radiant (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, configuré de façon à ce que la première couche (20) soit tournée vers l’extérieur du véhicule, la troisième couche (40) étant orientée vers l’habitacle (1).
  7. 7. Panneau radiant (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première couche (20) comprend une sous-couche d’isolation thermique (22) et une sous-couche de maintien (24).
  8. 8. Panneau radiant (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, configuré pour passer d’une température initiale à une température cible en moins de 120 secondes, préférentiellement d’une température initiale de 0°C à une température cible de 50°C en moins de 120 secondes.
  9. 9. Habitacle (1) de véhicule comprenant au moins un élément de carrosserie (4) choisi parmi une portière (8), un soubassement (7) ou un pavillon (6), et/ou au moins un élément d’habitacle (10) choisi parmi un siège (16), une planche de bord (12) et/ou une cave à pieds (14), l’élément de carrosserie (4) et/ou l’élément d’habitacle (10) comprenant au moins un panneau radiant (2) selon l’une quelconques des revendications précédentes.
  10. 10. Habitacle (1) selon la revendication précédente, l’élément de carrosserie (4) sur lequel est disposé le panneau radiant (2) comprend au moins une tôle (70) tournée vers l’extérieur de l’habitacle (1) et un élément d’isolation thermique (72) interposé entre la tôle (70) et le panneau radiant (2).
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