FR3075944A1 - Systeme de regulation thermique - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne le domaine de l'intégration de capteurs solaires thermiques à l'enveloppe des bâtiments. Elle propose un système de régulation thermique 1 comprenant un dispositif de captation 10 d'énergie thermique, un dispositif de restitution 12 d'énergie thermique et un dispositif de transmission 11 d'énergie thermique pour transmettre l'énergie thermique du dispositif de captation 10 au dispositif de restitution 12. Le système est tel que : - l'une au moins parmi la captation, la transmission et la restitution de l'énergie thermique est réalisée par conduction thermique, et - au moins l'un parmi le dispositif de captation 10, le dispositif de transmission 11 et le dispositif de restitution 12 comprend un empilement composite multicouches 2. L'empilement composite multicouches 2 comprend au moins une couche conductrice thermique anisotrope et au moins une couche thermiquement isolante et forme entièrement ou partiellement une ossature.

Description

UÜMAINb I ECHNIQUE DE L INVENTION L’invention concerne le domaine de l’intégration de capteurs solaires thermiques à l’enveloppe des bâtiments (toiture, façade et autres) afin de la rendre productrice d’énergie thermique.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
La récupération de chaleur au niveau de l’enveloppe demande la mise en place de capteurs solaires thermiques à air ou à eau entraînant une modification de l’épaisseur (ajout de lames d’air, de canalisations d’eau et autres fluides caloporteurs) et de la composition (ajout de volumes de matériaux, remplacement des matériaux de construction initiaux par des absorbeurs métalliques peu flexibles et échangeurs thermiques entre autres) de base de l’enveloppe. On citera pour l’exemple le dispositif de régulation thermique décrit dans la demande de brevet référencée FR 13 59334. Les capteurs solaires thermiques à fluide caloporteur contribuent à l’extraction de la chaleur emmagasinée dans l’enveloppe du bâtiment par circulation mécanique du fluide caloporteur, pour diverses applications telles que le chauffage, la production d’eau chaude sanitaire ou le séchage de produits. Cette chaleur emmagasinée provient des gains solaires.
De tels systèmes sont dits actifs, car ils mettent en œuvre la circulation d’un fluide. Notamment, ils nécessitent, du fait de leur poids significatif au mètre carré, une vérification de la tenue mécanique du bâtiment l’intégrant par une analyse de descente de charges. Egalement, la surface de captation de l’énergie solaire est limitée du fait de leur faible flexibilité d’intégration et de leur coût conséquent.
Des solutions dites passives (i.e. sans circulation forcée de fluide) d’intégration de capteurs solaires thermiques à l’enveloppe des bâtiments existent également. Ces solutions passives peuvent être utilisées notamment pour la récupération de chaleur ou le séchage de parois de bâtiment. On citera, pour l’exemple, les méthodes exploitant l’effet thermosiphon ou le procédé de séchage de parois de bâtiment décrit dans la demande de brevet référencée DE 103 20 240 A1. Cependant, ces méthodes passives nécessitent la mise en place de conditions de gradients thermiques spécifiques ou une alimentation en énergie électrique pour être fonctionnels.
Un objet de la présente invention est donc de proposer un système de régulation thermique offrant un meilleur niveau d’intégration au bâti et en limitant, voire en supprimant, les inconvénients mentionnés ci-dessus que présentent les solutions de l’état de la technique.
Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d’autres avantages peuvent être incorporés.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation la présente invention prévoit un système de régulation thermique comprenant un dispositif de captation d’énergie thermique, un dispositif de transmission d’énergie thermique et un dispositif de restitution d’énergie thermique. Le dispositif de transmission d’énergie thermique est relié d’une part au dispositif de captation, d’autre part au dispositif de restitution pour transmettre l’énergie thermique du dispositif de captation au dispositif de restitution. Le système est tel que : l’une au moins parmi la captation, la transmission et la restitution de l’énergie thermique est réalisée par conduction thermique, et au moins l’un parmi le dispositif de captation, le dispositif de transmission et le dispositif de restitution comprend un empilement composite multicouches. L’empilement composite multicouches comprend au moins une couche conductrice thermique anisotrope et au moins une couche thermiquement isolante, et l’empilement composite multicouches formant entièrement ou partiellement une ossature. De préférence, l’empilement composite multicouches forme structurellement et fonctionnement au moins en partie l’ossature d’un bâti. En ce sens, l’empilement composite multicouches participe à l’isolation phonique et/ou thermique et/ ou à l’étanchéité de l’ossature.
De préférence, la couche conductrice thermique anisotrope est directement au contact d’au moins une couche thermiquement isolante.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’empilement composite multicouches forme entièrement ou partiellement une ossature destinée à supporter une charge.
La configuration d’intégration proposée est une solution passive permettant la gestion (l’extraction mais aussi l’acheminement) par conduction de la chaleur emmagasinée dans l’enveloppe du bâtiment et participe à l’ossature, voire à la descente de charges de l’ossature, du bâtiment. La chaleur emmagasinée peut être due au gain solaire, mais aussi à l’énergie provenant par exemple de l’intérieur d’un bâtiment (apports internes) et stockée dans les parois par inertie thermique plus ou moins importante. Comme cela apparaîtra clairement ci-dessous, l’empilement composite multicouches est en fait avantageusement composé de matériaux de construction qui assurent les fonctions thermiques du système, et peuvent être connus par ailleurs comme porteurs de charge.
Le système, totalement intégré, permet de remplacer et de multi-fonctionnaliser l’enveloppe du bâtiment tout en favorisant de façon synergique la durée de vie de l’ensemble des matériaux de l’enveloppe à travers la réduction des gradients de température.
Contrairement aux systèmes actifs existants, le système tel que proposé ci-dessus ne nécessite pas de prendre en compte des contraintes d’étanchéité pour diminuer le risque de fissures des canalisations dans lesquelles circule le fluide caloporteur. Du fait de son poids raisonnable au mètre carré, nulle vérification de la tenue mécanique du bâtiment l’intégrant par une analyse de descente de charges n’est nécessaire. Également, le système proposé est peu onéreux à la fabrication, à l’installation et à l’entretien. Ensuite, si l’offre pour des systèmes actifs existants est réduite sur le marché à l’heure actuelle, il est espéré grâce au système de l’invention une augmentation significative de l’offre dans les années à venir. En outre, contrairement aux systèmes actifs existants, la surface de captation de l’énergie solaire n’est pas limitée du fait de sa grande flexibilité d’intégration et de son coût réduit. Uintégration du système selon l’invention n’induit pas nécessairement une augmentation de l’épaisseur de l’enveloppe, ni la modification de la composition de base de l’enveloppe. Mais encore, le système proposé ne limite pas la cohérence esthétique entre les différents éléments de l’enveloppe. Enfin, sa durée de vie n’est pas limitée en particulier, comme c’est le cas des systèmes existants utilisant des absorbeurs en polymère.
De manière facultative, l’invention peut en outre présenter au moins l’une quelconque des caractéristiques suivantes : - au moins l’un parmi le dispositif de captation, le dispositif de transmission et le dispositif de restitution est exempt de tuyaux de circulation d’un fluide caloporteur ; - la couche conductrice thermique anisotrope peut s’étendre principalement dans un plan et la couche conductrice thermique anisotrope est configurée pour présenter, dans au moins une direction contenue dans ledit plan, une conductivité thermique supérieure, de préférence d’au moins deux ordres de grandeur, voire d’au moins quatre ordres de grandeur, à sa conductivité thermique dans une direction perpendiculaire audit plan ; - l’empilement composite multicouches est configuré pour former entièrement ou partiellement une ossature destinée à supporter une charge prise parmi : un meuble, des équipements de maison, des équipements techniques par exemple informatiques, électroniques, un plancher, une toiture, des personnes et un revêtement. Le système peut le cas échéant comprendre ladite charge ; et - le dispositif de captation peut être destiné à être agencé le long d’un premier pan d’un bâti orienté vers une source de chaleur et le dispositif de restitution peut être destiné à être agencé le long d’un deuxième pan dudit bâti non orienté vers ladite source de chaleur, et le cas échéant jouxtant ou constituant tout ou partie d’une zone froide, le dispositif de transmission étant alors destiné le cas échéant à être agencé le long d’un troisième pan dudit bâti, le troisième pan joignant structurellement les premier et deuxième pans du bâti entre eux.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels :
La figure 1 illustre une vue schématique en coupe dans l’épaisseur d’un système de régulation thermique selon le mode de réalisation de l’invention, et plus particulièrement le gradient d’absorptivité du dispositif de captation et le gradient de conductivité du dispositif de transmission ;
La figure 2 illustre une vue schématique en coupe dans l’épaisseur du système de régulation thermique de la figure 1 et y ajoute une illustration de la transmission de chaleur opérée par le dispositif de transmission ;
La figure 3 illustre une vue schématique en coupe dans l’épaisseur d’un système de régulation thermique selon un autre mode de réalisation que celui illustré par les figures 1 et 2 ;
La figure 4 illustre une vue schématique en coupe dans l’épaisseur d’un dispositif de captation selon un mode de réalisation particulièrement adapté à une intégration en façade ;
La figure 5 illustre une vue schématique en coupe dans l’épaisseur d’un dispositif de transmission selon un mode de réalisation particulièrement adapté à une intégration en façade ;
La figure 6 illustre une vue schématique en coupe dans l’épaisseur d’un dispositif de captation et/ou de transmission selon un mode de réalisation particulièrement adapté à une intégration en plancher ;
La figure 7 illustre une vue schématique en coupe dans l’épaisseur d’un dispositif de captation et/ou de transmission selon un mode de réalisation particulièrement adapté à une intégration en escalier et terrasse ;
La figure 8 illustre une vue schématique en coupe dans l’épaisseur d’un dispositif de captation selon un mode de réalisation particulièrement adapté à une intégration en toiture terrasse ;
La figure 9 illustre une vue schématique en coupe dans l’épaisseur d’un dispositif de captation et/ou de transmission selon un mode de réalisation particulièrement adapté à une intégration en toiture terrasse ;
La figure 10 illustre une vue schématique en coupe dans l’épaisseur d’un dispositif de restitution selon un mode de réalisation particulièrement adapté à une intégration en façade ; et
La figure 11 illustre une vue schématique en perspective d’un bâtiment susceptible d’intégrer le système selon un mode de réalisation de l’invention.
Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à Téchelle des applications pratiques. En particulier, les épaisseurs relatives des différentes couches ne sont pas représentatives de la réalité. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement : - la conductivité thermique de la couche conductrice thermique anisotrope, dans au moins une tie ses deux directions d’extension principales, est supérieure à 100 W m-1K-1, de préférence comprise entre 400 Wm'1K~1 et 6000 Wm'1K'1 ; - la conductivité thermique de la couche conductrice thermique anisotrope, dans une direction perpendiculaire à ses deux directions d’extension principales, est inférieure à 0,1 W m_1K'1, de préférence inférieure à 0,04 Wm~1 K"1; - l’empilement composite multicouches comprend au moins deux couches, dont au moins la couche conductrice thermique anisotrope et la couche thermiquement isolante, configurées entre elles, de préférence en contact direct, pour générer au moins l’un parmi : un gradient d’absorptivité thermique et un gradient de conductivité thermique dans l’épaisseur del’empilement. La couche conductrice thermique anisotrope présente une absorptivité thermique et une conductivité thermique respectivement supérieures à celles de la couche thermiquement isolante. L’absorptivité thermique et la conductivité thermique varient dans l’épaisseur de l’empilement composite multicouches de façon monotone ou de façon infléchie. Dans cette dernière configuration, l’empilement composite multicouches peut présenter une configuration multicouches sensiblement symétrique dans son épaisseur ; - au moins le dispositif de captation comprend ledit empilement composite multicouches, et l’empilement composite multicouches présente une absorptivité thermique variant d’une valeur comprise entre 0,3 et 1 pour au moins une couche de l’empilement orientée vers une source de chaleur extérieure au système à une valeur inférieure à 0,3 pour au moins une couche de l’empilement orientée à l’opposé de la source de chaleur ; - au moins le dispositif de transmission comprend ledit empilement composite multicouches, et l’empilement composite multicouches présente, au moins sur une première portion s’étendant depuis le dispositif de captation, une absorptivité thermique variant d’une valeur comprise entre 0,3 et 1 pour au moins une couche de l’empilement orientée vers une source de chaleur extérieure au système à une valeur inférieure à 0,3 pour au moins une couche de l’empilement orientée à l’opposé de la source de chaleur ; - en alternative ou en complément à la caractéristique précédente, au moins le dispositif de transmission comprend ledit empilement composite multicouches, et l’empilement composite multicouches présente, au moins sur une deuxième portion s’étendant depuis le dispositif de restitution, une absorptivité thermique variant d’une valeur comprise entre 0,3 et 1 pour au moins une couche intermédiaire de l’empilement à une valeur inférieure à 0,3 pour au moins une des couches de l’empilement situées de part et d’autre de la couche intermédiaire. La deuxième portion s’étend sur une longueur comprise de préférence entre 2 m et 10 m ; - au moins le dispositif de captation comprend ledit empilement composite multicouches, et chaque couche conductrice thermique anisotrope de l’empilement composite multicouches est agencée dans l’empilement de sorte à être orientée vers une source de chaleur extérieure au système, chaque couche thermiquement isolante de l’empilement composite multicouches du dispositif de captation recouvrant la couche conductrice thermique anisotrope sur un côté opposé à la source de chaleur ; - au moins le dispositif de restitution comprend ledit empilement composite multicouches, et chaque couche conductrice thermique anisotrope de l’empilement composite multicouches est configurée dans l’empilement pour être orientée vers une zone froide extérieure au système à laqueîle l'énergie thermique captée et transmise est à restituer, chaque couche thermiquement isolante de l’empilement composite multicouches du dispositif de restitution recouvrant la couche conductrice thermique anisotrope sur un côté opposé à la zone froide ; - au moins le dispositif de transmission comprend ledit empilement composite multicouches, et chaque couche conductrice thermique anisotrope de l’empilement composite multicouches est agencée dans l’empilement de sorte à être orientée vers une source de chaleur extérieure au système, chaque couche thermiquement isolante de l’empilement composite multicouches du dispositif de transmission recouvrant la couche conductrice thermique anisotrope sur un côté opposé à la source de chaleur ; - l’empilement composite multicouches du dispositif de transmission comprend des couches, dont au moins la couche conductrice thermique anisotrope et la couche thermiquement isolante, configurées entre elles, de préférence en contact direct, pour générer au moins un gradient de conductivité thermique dans l’épaisseur de l’empilement ; - au moins le dispositif de transmission comprend ledit empilement composite multicouches, et l’empilement composite multicouches présente successivement, sur au moins sur une deuxième portion s’étendant depuis le dispositif de restitution, au moins une première couche thermiquement isolante, au moins une couche conductrice thermique anisotrope et au moins une deuxième couche thermiquement isolante. Ladite deuxième portion s’étend sur une longueur comprise de préférence entre 2 m et 10 m ; - le dispositif de transmission se présente sous la forme d’une pluralité-de bandes dudit empilement composite multicouches, chaque bande étant reliée par une de ses extrémités au dispositif de captation et par l’autre de ses extrémités au dispositif de restitution ; - au moins un empilement composite multicouches comprend en outre un revêtement recouvrant, de préférence par contact direct, une face de l’une parmi la couche conductrice thermique anisotrope et la couche thermiquement isolante, cette face étant soit orientée vers une source de chaleur extérieure au système, soit orientée à l’opposé d’une zone froide extérieure au système à laquelle l’énergie thermique captée et transmise est à restituer. De préférence, au moins un revêtement est un bicouche. Le revêtement comprend au moins l’un parmi : o une peinture de préférence sombre, o du plâtre de préférence sombre, o de l’enduit goudronné, o un crépi de préférence texturé, o un revêtement de sol tel que des dalles ou du carrelage, o un enduit de lissage, o un revêtement de sol antidérapant, par exemple en caoutchouc de nitrile, en composite de fibres de verre sur résine avec ou sans granulat d’oxyde d’aluminium, ou en vernis acrylique antidérapant, et o une protection d’étanchéité, telle que des gravillons ou des dalles ; - le dispositif de transmission est relié à au moins l’un parmi le dispositif de captation et le dispositif de restitution par des interrupteurs de flux thermiques configurés pour interrompre et rétablir successivement les flux thermiques entre le dispositif de transmission et au moins l’un parmi le dispositif de captation et le dispositif de restitution, respectivement ; - l’empilement composite multicouche du dispositif de captation, et le cas échéant du dispositif de transmission, s’étend sur une surface, de préférence maximale, exposée à au moins une source de chaleur, voire au droit d’au moins une source de chaleur ; - l’empilement composite multicouche du dispositif de restitution s’étend sur une surface, de préférence maximale, orientée vers au moins une zone froide à laquelle l’énergie thermique captée et transmise est à restituer, voire au droit d’au moins une telle zone froide ; - le système peut comprendre en outre un occultant amovible configuré pour dissimuler à au moins une source de chaleur tout ou partie de l’un parmi le dispositif de captation et le dispositif de transmission ; - le dispositif de transmission peut s’étendre de sorte à être relié à une zone froide secondaire à laquelle un excès d’énergie thermique captée par le dispositif de captation peut être restitué ou depuis laquelle une énergie thermique peut être captée pour compenser un déficit d’énergie thermique captée par le dispositif de captation ; - la couche conductrice thermique anisotrope comprend l’un au moins parmi : o une feuille conductrice thermique constituée en un matériau choisi parmi l’aluminium, le cuivre, l’acier et le graphite, o un mélange composite de fibre de carbone et de membrane goudronnée, par exemple une membrane active bitume ou un caoutchouc éthylène-propylène-diène monomère en bicouche avec armature grille et voile de verre, et o au moins une pluralité de fibres. Certaines au moins desdites fibres sont des fibres conductrices thermiquement et/ou électriquement, constituées en un matériau choisi parmi le carbone et le verre. Au moins l’une parmi la feuille conductrice thermique et la pluralité de fibres est le cas échéant au moins partiellement noyée dans un enduit tel qu’un polymère, de préférence un polyépoxyde. Au moins certaines desdites fibres conductrices sont configurées pour définir un chemin de conduction thermique s'inscrivant sensiblement dans le plan de la couche conductrice thermique anisotrope. Parmi lesdites fibres conductrices, au moins l’une forme un fil métallique, de préférence plusieurs fibres thermiquement conductrices forment chacune un fil métallique. Au moins une fibre conductrice présente une épaisseur comprise entre 0,05 et 1 mm, de préférence entre 0,1 et 0,5 mm, et encore plus préférentiellement sensiblement égale à 0,3 mm. Ladite pluralité de fibres constitue un tissu, de préférence sergé. La pluralité de fibres conductrices constitue entre 30 et 70 %, de préférence sensiblement 50 %, de la densité surfacique de la couche conductrice thermique anisotrope ; - la couche thermiquement isolante peut comprendre l’un au moins parmi : la laine de roche, la laine de verre, la laine de bois, le polystyrène, le polyuréthane et la ouate synthétique ; et - la couche thermiquement isolante comprend l’un au moins parmi : des sous-couches isolantes thermorégulatrices avec fonction d’étanchéité et des isolants minces multicouches armés avec fonction de pare-vapeur, d’étanchéité et/ou d’isolation acoustique.
On entend par « absorptivité thermique » d’un matériau ou d’un ensemble composite de matériaux, une capacité d’absorption de chaleur du matériau ou de l’ensemble composite de matériaux. L’absorptivité s’exprime sous la forme d’un indice sans dimension prenant une valeur comprise entre 0 et 1. Cet indice peut être mesuré comme le rapport de la quantité de chaleur absorbée sur la quantité de chaleur reçue par un matériau ou un ensemble composite de matériaux. Une valeur d’absorptivité nulle révèle une incapacité totale d’absorption de chaleur, tandis qu’une valeur d’absorptivité égale à 1 révèle une capacité totale d’absorption de chaleur. Ainsi, un matériau ou un ensemble composite de matériaux dont la valeur d’absorptivité est égale à 1 absorbe toute la chaleur lui parvenant. Il convient de reconnaître qu’aucun matériau ou ensemble composite de matériaux ne présente en réalité une incapacité ou une capacité totale d’absorption de chaleur ; tous absorbent et réfléchissent une quantité non nulle de la chaleur qu’ils reçoivent.
On entend par « couche » d’un matériau, une étendue sensiblement uniforme dudit matériau. Une telle étendue s’inscrit par exemple dans un plan. Elle a deux directions principales d’extension et une troisième direction d’extension selon laquelle est prise l’épaisseur de la couche.
Il est précisé que dans le cadre de la présente invention, le terme « sur », « surmonte », « recouvre » ou « sous-jacent » ou leurs équivalents ne signifient pas forcément « au contact de ». Ainsi par exemple, le dépôt d’une première couche sur une deuxième couche, ne signifie pas obligatoirement que les deux couches sont directement au contact l’une de l’autre mais cela signifie que la première couche recouvre au moins partiellement la deuxième couche en étant soit directement à son contact soit en étant séparée d’elle par au moins une autre couche ou au moins un autre élément.
On entend par « porteur de charge » un élément d'une ossature ou des assemblages de tels éléments dans un bâtiment lorsque ceux-ci reportent des charges, par exemple constantes, et des surcharges à un autre élément de la charpente ou au sol. Un porteur de charge est donc un élément de construction qui, par son emplacement, son équarrissage ou sa structure, fournit un appui stable et supporte une partie de la construction. Ladite surcharge peut comprendre au moins l’un parmi: un meuble, des équipements de maison, des équipements techniques par exemple informatiques, électroniques, et des personnes.
On entend par « inférieur » et « supérieur », respectivement « inférieur ou égal » et « supérieur ou égal ». L’égalité est exclue par l’usage des termes « strictement inférieur » et « strictement supérieur ».
On entend par « récupérateur thermique » un élément technique vers lequel la chaleur est destinée à être acheminée. De façon non exhaustive, le récupérateur thermique peut être au moins l’un parmi : une plaque métallique épaisse isolée, un radiateur, un caloduc, une pompe à chaleur, une canalisation d’eau isolée, des ventilateurs, un ballon ou réservoir d’eau chaude, un dissipateur thermique, le sol et un puits canadien.
Dans la présente demande de brevet, l’épaisseur est prise selon une direction perpendiculaire aux directions principales d’extension d’une couche ou d’un substrat sur lequel la ou les couches reposent. Sur les figures 1 à 10, l’épaisseur est prise selon la verticale.
On entend par une couche à base d’un matériau A, une couche comprenant ce matériau A et éventuellement d’autres matériaux.
Comme illustré sur les figures 1 à 3, le système de régulation thermique 1 selon l’invention comprend un dispositif de captation 10 d’énergie thermique, un dispositif de restitution 12 d’énergie thermique et un dispositif de transmission 11 d’énergie thermique. Le dispositif de transmission 11 est relié d’une part au dispositif de captation 10, d’autre part au dispositif de restitution 12. Il transmet l’énergie thermique du dispositif de captation 10 au dispositif de restitution 12.
Le système 1 est essentiellement tel que : - l’une au moins parmi la captation, la transmission et la restitution de l’énergie thermique est réalisée par conduction thermique. De préférence, ces trois fonctions thermiques sont réalisées par conduction thermique ; et - au moins l’un parmi le dispositif de captation 10, le dispositif de transmission 11 et le dispositif de restitution 12 comprend un empilement composite multicouches 2. De préférence, chacun de ces trois dispositifs comprend un empilement composite multicouches 2 qui lui est potentiellement propre.
Comme illustré sur les figures 4 à 10, l’empilement composite multicouches 2 comprend au moins une couche conductrice thermique anisotrope 20 (ci-dessous parfois abrégée « couche CTA ») et au moins une couche thermiquement isolante 21. L’empilement composite multicouches 2 forme au moins partiellement une ossature 4. Plus particulièrement, L’empilement composite multicouches 2 forme au moins partiellement une ossature 4 destinée à supporter une charge.
Plus particulièrement, l’empilement composite multicouches 2 peut être configuré pour former au moins en partie un élément d’ossature 4 d’un bâtiment 3 tel qu’illustré sur la figure 11. L’ossature du bâtiment 3 est par définition destinée à supporter une charge. Cette charge peut être prise parmi : un meuble, des équipements de maison, des équipements techniques par exemple informatiques, électroniques, un plancher, une toiture, des personnes et un revêtement. Le cas échéant, le système comprend ladite charge ; notamment, le système peut comprendre tout ou partie d’un plancher, d’une fenêtre, d’une porte, d’une poutre, d’une toiture et/ou d’un revêtement. Ainsi, l’empilement composite multicouches 2 remplit une fonction de tenue mécanique qui lui permet de participer à la descente de charges aux exigences de laquelle le bâtiment 3 doit répondre.
Au moins l’un parmi le dispositif de captation 10, le dispositif de transmission 11 et le dispositif de restitution 12 est exempt de tuyaux de circulation d’un fluide caloporteur. De préférence, aucun de ces dispositifs ne comporte de tuyaux de circulation d’un fluide caloporteur. En effet, le système de régulation thermique est de préférence purement passif.
Le système selon l’invention est un ensemble complexe permettant d’assurer trois fonctions thermiques de base : capter, transférer et dissiper, voire récupérer, la chaleur d’une ou plusieurs zones chaudes d’un bâtiment vers une ou plusieurs zones froides du même bâtiment ou vers l’extérieur. Comme cela apparaîtra clairement ci-dessous, ces trois fonctions sont réalisées à travers l’adaptation des propriétés d’absorption (aménagement ingénieux d’un gradient d’absorptivité) et des propriétés de conduction et d’isolation thermique (aménagement ingénieux d’un gradient de conductivité) en fonction de l’application (toiture terrasse, façade, terrasse, escalier...) des éléments externes ou internes d’enveloppe du bâtiment qui intègrent le système présentement proposé. Ainsi, dans un même composite, les gradients d’absorptivité et de conduction seront adaptés et variables dans l’épaisseur de l'ensemble complexe, voire également dans le plan, que constitue l’empilement composite multicouches 2. Ces gradients peuvent être créés à partir d’un choix judicieux de matériaux et de nombre de couches. Le système, totalement intégré, permet de remplacer et de multi-fonctionnaliser l’enveloppe du bâtiment, en lui conférant en plus de ses fonctions thermiques, une fonction mécanique de porteur de charge, ou en lui conférant en plus de sa fonction mécanique de porteur de charge, des fonctions thermiques de captation, de transmission et de restitution, selon le point de vue. Cette multifonctionnalité est atteinte tout en favorisant, de façon synergique, la durée de vie de l’ensemble des matériaux de l’enveloppe à travers la réduction des gradients de température.
Des moyens mécaniques ou manuels d’interruption de transfert thermique aux niveaux intermédiaires entre les trois dispositifs peuvent éventuellement être mis en place de manière contrôlée. En particulier, le dispositif de transmission 14 peut être relié à au moins l’un parmi le dispositif de captation 10 et le dispositif de restitution 12 par des interrupteurs de flux thermiques configurés pour interrompre et rétablir successivement les flux thermiques entre le dispositif de transmission 11 et au moins l’un parmi le dispositif de captation 10 et le dispositif de restitution 12, respectivement. Les interrupteurs de flux thermiques peuvent comprendre au moins l’un parmi : un réflecteur, un matériau intelligent (dit « smart materials »), tel qu’un capteur bilame par exemple, et peuvent être agencé conjointement à un sélectionneur manuel tel qu’un interrupteur de type « jumper ». Ces différents moyens d’interruption peuvent être complémentaires entre eux.
Quoiqu’il en soit, une régulation naturelle des flux thermiques se fera par gradient thermique prédominant entre la source chaude et la zone froide et/ou entre la source chaude et une zone froide secondaire (sol, réservoir d’eau, piscine...). La zone froide secondaire sert par exemple à dissiper les excédents de chaleur en été ; la chaleur s’oriente en effet naturellement dans la direction des gradients thermiques supérieurs. En cas de déficit de captation de chaleur, la zone froide secondaire peut servir de support à la régulation des zones encore plus froides du bâtiment. Le système de régulation thermique 1 est donc naturellement réversible. Le dispositif de transmission 11 notamment peut s’étendre de sorte à être relié à une zone froide secondaire à laquelle un excès d’énergie thermique capté par le dispositif de captation 10 peut être restitué ou depuis laquelle une énergie thermique peut être captée pour compenser un déficit d’énergie thermique capté par le dispositif de captation.
Une attention particulière sera portée à l’interface entre les différents dispositifs thermiques lors de leur mise en place. Un procédé d’installation prescriptif au niveau des angles entre les pans d’un bâtiment pourra également être défini au cas par cas, notamment en fonction de l’orientation desdits pans et afin de réduire les risques de ponts thermiques. Par exemple, la couche thermiquement isolante 21 peut être prolongée d’un pan à une partie au moins d’un pan adjacent, et faire de même pour la couche conductrice thermique anisotrope 20, afin de garantir une continuité des fonctions thermiques malgré l’angle formé entre les deux pans.
Selon un mode de réalisation (non illustré sur les figures), le système de régulation thermique peut comprendre en outre un occultant amovible configuré pour dissimuler à au moins une source de chaleur tout ou partie de l’un parmi le dispositif de captation 10 et le dispositif de transmission 11. Des moyens d’occultation sont donc prévus qui peuvent être agencés par période notamment relativement à la surface de captation du dispositif de captation 10, pour moduler, par exemple en fonction de la saison, le fonctionnement du système de régulation thermique 1.
En référence aux figures 4 à 10, l’empilement composite multicouches 2 comprend une couche conductrice thermique anisotrope 20 comportant une âme ou une plaque ou un matériau de renfort (fibres, filaments, grilles, tresses, treillis, tissus, nappes...) à très fort coefficient de conduction et/ou d’absorptivité thermique combiné à une couche thermiquement isolante 21 à base d’un matériau isolant qui est de préférence adapté à une intégration au bâtiment, à savoir qui respecte les normes en vigueur de sécurité. Potentiellement, l’âme, la plaque ou le matériau de renfort de la couche conductrice thermique anisotrope 20 peut être directement intégré au matériau isolant de la couche thermiquement isolante 21. Le cas échéant, un revêtement de surface extérieur (par exemple : crépi projeté, bardeau,...) est prévu qui vient directement ou indirectement recouvrir l’une ou l’autre parmi la couche conductrice thermique anisotrope 20 et la couche thermiquement isolante 21. L’ensemble composite que constitue l’empilement composite multicouche 2 est de structure rigide ou flexible, adaptable en épaisseur, en densité, en conductivité thermique et en absorptivité, et déployable sur de grandes surfaces planes ou courbes, continues ou non (entre fenêtres), lisses ou texturées (murs ondulés pour un meilleur effet cheminée). Plus particulièrement, au moins un empilement composite multicouches 2 peut comprendre un revêtement 23 recouvrant une face de l’une parmi la couche conductrice thermique anisotrope 20 et la couche thermiquement isolante 21, cette face étant soit orientée vers une source de chaleur extérieure au système, soit orientée à l’opposé d’une zone froide, extérieure au système, à laquelle l’énergie thermique captée et transmise est à restituer.
Le principe de l’invention consiste à exploiter la captation, par conduction, rayonnement ou convection, par la couche conductrice thermique anisotrope 20, de l’ensoleillement incident ou de la chaleur issue de sources d’énergie thermique environnantes, au niveau du bâtiment ou proche du bâtiment (soleil, capteurs solaires, écrans d’affichage, luminaires, LED, onduleurs, canalisations de centrales de traitement d’air, ...).
Cette chaleur est, par la suite, acheminée par conduction, de préférence vers un récupérateur thermique ou vers des zones du bâtiment nécessitant les apports d’énergie thermique (façades ou pans orientés nord, piscines, ballons d’eau chaude,...) ou pour dissiper les excédents de chaleur (hangars, caves, terre, réservoir d’eau, ...). Au niveau du bâtiment, l’énergie peut être captée à travers la couche conductrice thermique anisotrope 20 qui peut être mise en place sur l’enveloppe, les stores, les escaliers et les terrasses. L’assemblage des couches du composite peut se faire sur le chantier ou préalablement en usine pour une pose sur site.
La couche CTA 20 s’étend principalement dans un plan. Elle est configurée pour présenter, dans au moins une direction contenue dans ledit plan, une conductivité thermique supérieure, de préférence d’au moins deux ordres de grandeur, voire d’au moins quatre ordres de grandeur, à sa conductivité thermique dans une direction perpendiculaire audit plan. Plus particulièrement, la conductivité thermique de la couche conductrice thermique anisotrope dans au moins une de ses deux directions d’extension principales est supérieure à 100 W m”1K"1, de préférence comprise entre 400 W-m-1K~1 et 6000 W m“1K~1, et la conductivité thermique de la couche conductrice thermique anisotrope dans une direction perpendiculaire à ses deux directions d’extension principales est inférieure à 0,1 W m"1K"1, de préférence inférieure à 0,04 W m”1-K-1. A cette fin, la couche CTA 100 peut comprendre au moins l’une parmi une feuille conductrice thermique et une pluralité de fibres 110, 120, 121. La feuille conductrice thermique est par exemple constituée à base d’un matériau choisi parmi l’aluminium, le cuivre, l’acier, le graphène et le graphite. La pluralité de fibres 110, 120, 121 comprend au moins une pluralité de fibres conductrices 121. Le caractère conducteur de la fibre conductrice 121 peut s’entendre comme relevant d’une conduction thermique et électrique.
Une fibre peut former à elle seule un fil, de préférence un fil métallique 110. Alternativement, une pluralité de fibres forme un fil. Ainsi, dans le cadre de la présente invention, le terme « fibre » englobe aussi bien : des fibres individuelles ; des fibres formant un fil lorsqu’elles sont associées les unes aux autres ; des fils formés chacun d’une seule fibre.
Ainsi, l’empilement composite multicouches 2 comprend au moins deux couches, dont au moins la couche conductrice thermique anisotrope 20 et la couche thermiquement isolante 21, configurées entre elles pour générer au moins l’un parmi : un gradient d’absorptivité thermique et un gradient de conductivité thermique dans l’épaisseur de l’empilement 2. De manière générale, la couche conductrice thermique anisotrope 20 présente une absorptivité thermique et une conductivité thermique respectivement supérieures à celles de la couche thermiquement isolante 21. L’absorptivité thermique et la conductivité thermique varient dans l’épaisseur de l’empilement composite multicouches 2 de façon monotone, comme illustré sur les figures 1 et 2, ou de façon non monotone, autrement dit de façon infléchie, comme illustré sur la figure 3.
Le revêtement 23 peut lui aussi contribuer au gradient d’absorptivité thermique et/ou au gradient de conductivité thermique, soit en présentant une absorptivité thermique et/ou une conductivité thermique s’inscrivant dans la continuité du gradient d’absorptivité thermique et/ou du gradient de conductivité thermique générée par l’association de la couche CTA 20 et la couche thermiquement isolante 21, soit en contribuant à augmenter, ou à diminuer, la quantité de chaleur incidente sur l’une et/ou l’autre parmi la couche CTA 20 et la couche thermiquement isolante 21.
La figure 1 illustre un schéma de principe d’un mode de réalisation de l’invention. Le dispositif de captation 10 comprend un empilement composite multicouches 2 dont la couche présentant la plus grande absorptivité thermique est orientée vers une source de chaleur 5. Le dispositif de transmission 11 prolonge l’empilement composites multicouches 2 du dispositif de captation 10 par un empilement composite multicouches 2 qui peut être soit parfaitement ou partiellement identique, soit parfaitement différent, de l’empilement composite multicouches 2 du dispositif de captation 10. Les couches suivantes dans l’empilement composite multicouches 2 du dispositif de captation 10 présentent une absorptivité thermique de préférence de plus en plus réduite. Ainsi, l’énergie thermique captée par le dispositif de captation 10 est contrainte en ce qu’elle ne diffuse que difficilement dans l’épaisseur de l’empilement composite multicouches 2 du dispositif de captation 10 ; l’énergie thermique captée sera davantage diffusée par la ou les couches de plus grande absorptivité thermique vers le dispositif de transmission, pour peu que le gradient thermique entre le dispositif de captation 10 et le dispositif de transmission 11 y soit favorable.
En complément, il est possible que la couche conductrice thermique anisotrope 20 du dispositif de captation soit recouverte, par exemple directement, par sa face orientée vers la source de chaleur 5, un revêtement transparent ayant de bonnes propriétés d’isolation thermique, pour éviter devrait mettre la chaleur en direction de la source de chaleur 5 tout en permettant à la chaleur rayonnée par la source de chaleur 5 d’être captée par la couche conductrice thermique anisotrope 20. II est également envisagé que le revêtement transparent soit agencé de sorte à ménager une lame d’air entre le système de régulation thermique 1 et le revêtement transparent, à la façon d’un mur trombe. L’empilement composite multicouches 2 du dispositif de transmission 11 comprend une couche présentant une plus grande conductivité thermique, cette couche étant orientée vers la source de chaleur 5. Elle prolonge par exemple la couche de plus grande absorptivité thermique du dispositif de captation 10 et peut être de même nature. Les couches suivantes dans l’empilement composite multicouches 2 du dispositif de transmission 11 présentent une conductivité thermique de préférence de plus en plus réduite. Ainsi, l’énergie thermique captée par le dispositif de captation 10 est transmise au dispositif de transmission 11 principalement au niveau de sa couche de plus grande conductivité thermique. La présence de couches sous-jacentes de conductivité thermique réduite limite la diffusion de l’énergie thermique dans l’épaisseur de l’empilement composite multicouches 2 du dispositif de transmission 11. Dès lors, une grande majorité de l’énergie thermique captée par le dispositif de captation 10 est transmise par le dispositif de transmission 11 au dispositif de restitution 12.
Le dispositif de restitution 12 comprend également un empilement composite multicouches 2 dont la couche conductrice thermique anisotrope 20 est agencée de sorte à être orientée vers une zone froide, extérieure au système, à laquelle l’énergie thermique captée et transmise est à restituer. L’empilement composite multicouches 2 du dispositif de restitution 12 comprend également une couche thermiquement isolante 21 qui recouvre la couche conductrice thermique anisotrope sur un côté opposé à la zone froide. Ainsi agencée, la couche thermiquement isolante 21 du dispositif de restitution 12 limite la diffusion de l’énergie thermique dans une direction opposée à la zone froide.
Ces précédentes considérations sont illustrées schématiquement sur la figure 2 où les flèches représentent le chemin privilégié de conduction de l’énergie thermique d’une part entre le dispositif de captation 10 et le dispositif de transmission 11, d’autre part entre le dispositif de transmission 11 et le dispositif de restitution 12. En supposant que, de part et d’autre de son épaisseur, les faces du dispositif de transmission sont respectivement aux températures T1 et T2, avec T1 supérieure à T2, le flux thermique Φ par unité de surface à travers l’épaisseur e du dispositif de transmission dépend de la conductivité thermique et de l’épaisseur du matériau des différentes couches de l’empilement composite multicouches 2 du dispositif de transmission 11. Plus particulièrement, le flux thermique par unité de surface est donné par l’équation: Φ = ±(Τ1-ΤΖ). Ainsi, une multiplication de l’épaisseur e du dispositif de transmission 11 entre ces faces aux températures respectives T1 et T2 par un nombre n conduit à une division du flux thermique par ce même nombre, soit à une augmentation du gradient thermique entre T1 et T2.
La figure 3 illustre un schéma de principe d’un autre mode de réalisation de l’invention. Selon cet autre mode de réalisation, le gradient d’absorptivité thermique et/ou de conductivité thermique de l’un au moins parmi le dispositif de captation 10 et le dispositif de transmission 11 n’est pas monotone, mais infléchi. L’empilement composite multicouches 2 constituant au moins en partie l’un au moins parmi le dispositif de captation 10 et le dispositif de transmission 11 présente alors par exemple une configuration multicouches sensiblement symétrique dans son épaisseur, du moins du point de vue de son comportement thermique. Notons aussi, et nous le détaillerons plus bas, que le comportement thermique symétrique de ce mode de réalisation du système 1 se traduit par une certaine symétrie des couches de matériaux constituant l’empilement composite multicouches 2.
Le mode de réalisation illustré sur la figure 3 est particulièrement adapté au cas où une première source de chaleur 5 se trouve d’un côté du système de régulation 1 et une seconde source de chaleur 5 se trouve de l’autre côté du système de régulation 1. La première source de chaleur 5 peut être une source de chaleur extérieure au bâtiment 3 auquel le système de régulation 1 est intégré, tandis que la seconde source de chaleur 5 peut être une source de chaleur intérieure au bâtiment 3. Par similitude avec le comportement thermique explicité ci-dessus en référence aux figures 1 et 2, il apparaît que l’énergie thermique captée par le dispositif de captation 10 depuis chacune des première et seconde sources de chaleur 5 va suivre son propre chemin de conduction thermique, de façon quasiment indépendante, en étant contrainte de diffuser par conduction au sein des couches extérieures de l’empilement composite multicouches 2 du dispositif de captation 10 et du dispositif de transmission 11.
Notons que, sur cette figure, la couche conductrice thermique anisotrope 20 du dispositif de transmission 11 se prolonge au-delà du dispositif de transmission 11 pour former la couche conductrice thermique anisotrope 20 du dispositif de restitution 12. À la différence du mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, la couche conductrice thermique anisotrope 20 du dispositif de restitution 12 est configurée pour s’enrouler autour d’une canalisation dans laquelle il est destiné à circuler un fluide caloporteur tel que de l’eau. La couche thermiquement isolante 21 du dispositif de restitution 12 enrobe au moins en partie la couche conductrice thermique anisotrope 20 du dispositif de restitution 12. La canalisation fait partie d’un récupérateur de chaleur auquel l’énergie thermique captée et transmise est ainsi restituée. D’autres récupérateurs de chaleur sont envisageables ; ils peuvent prendre la forme d’un caloduc, voire constituer en partie une pompe à chaleur. De façon générale, toute zone froide 6 peut constituer un récupérateur de chaleur pour le système de régulation thermique 1 selon l’invention. II est à noter en outre que les deux couches conductrices thermiques anisotropes 20 de l’empilement composite multicouches 2 du dispositif de transmission tel que représenté sur la figure 3 peuvent être enroulées sur au moins une partie de la canalisation illustrée. À titre indicatif, l’empilement composite multicouches 2 du dispositif de captation 10 peut présenter une absorptivité thermique variant d’une valeur comprise entre 0,3 et 1 pour au moins une couche de l’empilement orientée vers une source de chaleur 5 extérieure au système à une valeur inférieure à 0,3 pour au moins une couche de l’empilement orientée à l’opposé de la source de chaleur 5. Par ailleurs, l’empilement composite multicouches 2 du dispositif de transmission 41 peut présenter, au moins sur une première portion s’étendant depuis le dispositif de captation 10, une absorptivité thermique variant d’une valeur comprise entre 0,3 et 1 pour au moins une couche de l’empilement orientée vers une source de chaleur 5 extérieure au système 1 à une valeur inférieure à 0,3 pour au moins une couche de l’empilement soit orientée à l’opposé de la source de chaleur 5 comme illustré sur la figure 1, soit sensiblement au centre de l’empilement comme illustré sur la figure 3.
Il est en effet possible que le dispositif de transmission 11 ne soit pas constitué de la même façon sur toute son étendue. Il peut ainsi présenter différentes portions agencées de façon adjacente entre elles, de préférence entre le dispositif de captation 10 et le dispositif de restitution 12. Cette possibilité peut supposer une rupture dans la continuité d’au moins certaines couches constituant le dispositif de transmission 11 ou un changement de section du dispositif de transmission 11 entre sa deuxième portion et une autre portion. Ainsi, l’empilement composite multicouches 2 du dispositif de transmission 11 peut présenter, au moins sur une deuxième portion s’étendant depuis le dispositif de restitution 12, une absorptivité thermique variant d’une valeur comprise entre 0,3 et 1 pour au moins une couche intermédiaire 22 de l’empilement à une valeur inférieure à 0,3 pour au moins une des couches de îempilement situées de part et d’autre de la couche intermédiaire 22. Cette dernière configuration est particulièrement adaptée à une intégration du dispositif de transmission 11 sur un pan de bâtiment 3 qui n’est pas exposé à une source de chaleur 5. Le dispositif de transmission 11 a alors essentiellement pour fonction thermique la transmission de l’énergie thermique, et de façon négligeable, voire nulle, une fonction de captation de l’énergie thermique. En l’absence de captation d’énergie thermique par le dispositif de transmission 11, il est préférable que cette deuxième portion du dispositif de transmission 11 s’étende sur une longueur limitée comprise de préférence entre 2 m et 10 m.
En référence aux figures 4 à 10, différents modes de réalisation des dispositifs de captation 10, de transmission 11 et de restitution 12 sont décrits ci-dessous à travers des exemples concrets de composition de leurs différents empilements composites multicouches 2.
La figure 4 illustre un élément d’ossature 4 comprenant une paroi en béton 40 et un empilement composite multicouches 2 constituant un dispositif de captation 10 selon un mode de réalisation de l’inventiork L’empilement composite multicouches 2 comprend une couche thermiquement isolante 21 recouvrant, de préférence directement, la paroi en béton 40, une couche CTA 20 recouvrant, de préférence directement, la couche thermiquement isolante 21 et un revêtement 23 recouvrant, de préférence directement, la couche CTA 20. Le revêtement 23 comprend un crépi extérieur, de préférence texturé, pour accroître la surface de réception de la chaleur ou de l’ensoleillement et une couche de peinture ou de plâtre, de préférence sombre, ou encore un enduit goudronné. Le revêtement 23 recouvrant la couche CTA 20 directement par le crépi extérieur. La couche CTA 20 comprend une couche conductrice fibrée, par exemple à base de fibres de carbone ou de graphite, ou un treillis en fibre de verre pour le renforcement des enduits. La couche thermiquement isolante 21 est à base d’au moins un matériau isolant pris parmi : la laine de roche, la laine de verre, le polystyrène, et le polyuréthane. La couche thermiquement isolante 21 peut comprendre une unique couche pour assurer sa fonction d’isolation ou deux ou trois couches thermiquement isolantes 21 pour accentuer la diffusion de la chaleur dans la couche CTA 20 par effet de réflexion de la chaleur et contribuer à l’étanchéité. La couche thermiquement isolante 21 peut plus particulièrement comprendre des isolants minces multicouches armés pour façade avec fonction de pare-vapeur et d’étanchéité avec deux films thermoréflecteurs armés en ouate synthétique.
En référence à la figure 11, le dispositif de captation 10 tel qu’illustré sur la figure 4 est particulièrement adapté à une intégration en façade 30, 31 d’un bâtiment 3, ladite façade 30, 31 étant de préférence orientée vers une source de chaleur 5.
La figure 5 illustre un élément d’ossature 4 comprenant une paroi en béton 40 et un empilement composite multicouches 2 constituant un dispositif de transmission 11 selon un mode de réalisation de l’invention. L’empilement composite multicouches 2 comprend une première couche thermiquement isolante 21 recouvrant, de préférence directement, la paroi en béton 40, une couche CTA 20 recouvrant, de préférence directement, la première couche thermiquement isolante 21, une seconde couche thermiquement isolante 21 recouvrant, de préférence directement, la couche CTA 20 et un revêtement 23 recouvrant, de préférence directement, la seconde couche thermiquement isolante 21. Le revêtement 23, les première et seconde couches thermiquement isolantes 21 et la couche CTA 20 peuvent être identiques dans leur composition à celles décrites en référence à la figure 4.
En référence à la figure 11, le dispositif de transmission 11 tel qu’illustré sur la figure 5 est particulièrement adapté à une intégration en façade 31 d’un bâtiment 3, ladite façade 31 étant de préférence orientée, en moyenne dans une moindre mesure que le dispositif de captation 10 décrit en référence à la figure 4, vers une source de chaleur 5, ou étant sensiblement non exposée en moyenne à la source de chaleur 5.
La figure 6 illustre un élément d’ossature 4 comprenant une dalle en béton 41, comprenant le cas échéant des poutrelles et entrevous, et un empilement composite multicouches 2 constituant un dispositif de captation 10 et/ou un dispositif de transmission 11 selon un mode de réalisation de l’invention. L’empilement composite multicouches 2 comprend une couche thermiquement isolante 21 recouvrant, de préférence directement, la dalle en béton 41, une couche CTA 20 recouvrant, de préférence directement, la couche thermiquement isolante 21 et un revêtement 23 recouvrant, de préférence directement, la couche CTA 20. Le revêtement 23 peut comprendre un revêtement de sol tel que des dalles ou du carrelage, reposant le cas échéant sur un enduit de lissage. La couche CTA 20 peut comprendre une couche conductrice fibrée, par exemple à base de fibres en carbone ou en graphite, , ou un treillis en fibre de verre pour le renforcement des enduits avec ou sans canalisation de plancher chauffant. La couche thermiquement isolante 21 comprend de préférence du polyuréthane giclé en mousse au sol, pour assurer la fonction de pare-vapeur et d’isolation acoustique.
Le dispositif de captation 10 et/ou le dispositif de transmission 11 tel qu’illustré sur la figure 6 est particulièrement adapté à une intégration en plancher, ledit plancher étant situé au rez-de-chaussée ou en étage d’un bâtiment 3 et étant susceptible d’être exposé, par exemple via une baie vitrée, à une source de chaleur 5 extérieure au bâtiment 3. Le système de régulation thermique 1 selon l’invention permet ainsi l'exploitation des apports solaires atteignant le plancher à travers les vitrages, par exemple pour un préchauffage de l’air ou la production d’eau chaude sanitaire.
Notons qu’il est possible d’inverser, dans l’empilement composite multicouches 2 tel qu’illustré sur la figure 6, la couche CTA 20 et la couche thermiquement isolante 21 de sorte d’obtenir un dispositif de restitution 12 adapté à une intégration au plancher, par exemple d’une chambre située au nord.
La figure 7 illustre un élément d’ossature 4 comprenant une dalle en béton 41, comprenant le cas échéant des poutrelles et entrevous, et un empilement composite multicouches 2 constituant un dispositif de captation 10 et/ou un dispositif de transmission 11 selon un mode de réalisation de l’invention. L’empilement composite multicouches 2 comprend une couche thermiquement isolante 21 recouvrant, de préférence directement, la dalle en béton 41, une couche CTA 20 recouvrant, de préférence directement, la couche thermiquement isolante 21 et un revêtement 23 recouvrant, de préférence directement, ia couche CTA 20. Le revêtement 23 peut comprendre un revêtement de sol antidérapant, tel qu’un film en caoutchouc de nitrile, un vernis acrylique antidérapant ou une plaque en composite de fibres de verre et de résine, de préférence avec granulats d’oxyde d’aluminium. Le revêtement 23 peut en outre comprendre sous le revêtement de sol antidérapant un enduit de lissage. La couche CTA 20 et la couche thermiquement isolante 21 sont par exemple identiques dans leurs compositions à celles de la couche CTA 20 et de la couche thermiquement isolante 21 décrites en référence à la figure 6.
Le dispositif de captation 10 et/ou le dispositif de transmission 11 tel qu’illustré sur la figure 7 est particulièrement adapté à une intégration en escalier extérieur 34 et/ou en terrasse 35 d’un bâtiment 3 en des emplacements susceptibles d’être exposés à une source de chaleur 5. L’intégration de cette variante du dispositif de captation 10 et/ou du dispositif de transmission 11 peut comprendre le déroulement de l’empilement composite multicouches 2 sur les marches d’escalier et/ou sur les grandes surfaces disponibles aux environs du bâtiment 3, telles que les terrasses 35, notamment afin de favoriser leur dégivrage. Le revêtement 23 comprenant potentiellement une couche antidérapante permet en outre de respecter les normes cie sécurité en vigueur. Le revêtement 23 comprenant potentiellement une couche drainante permet en outre d’éviter une accumulation d’eau de pluie.
La figure 8 illustre un élément d’ossature 4 comprenant un élément porteur en béton 42 et un empilement composite multicouches 2 constituant un dispositif de captation 10 selon un mode de réalisation de l’invention. L’empilement composite multicouches 2 comprend une couche thermiquement isolante 21 recouvrant, de préférence directement, l’élément porteur en béton 42, une couche CTA 20 recouvrant, de préférence directement, la couche thermiquement isolante 21 et un revêtement 23 recouvrant, de préférence directement, la couche CTA 20. Le revêtement 23 peut comprendre un revêtement de protection et d’étanchéité telle que des gravillons ou des dalles. La couche CTA 20 peut comprendre un mélange composite de membrane goudronné, tel qu’une membrane active bitume, ou un caoutchouc EPDM en bicouche avec armature en grilles et voile de verre, par exemple de type Sopralast® ou Sopralene®, et de fibres de carbone, ou du PVC. La couche thermiquement isolante 21 est par exemple de compositions identiques à celles décrites en référence à la figure 4. L’empilement composite multicouches 2 selon la figure 8 permet la variation simultanée de l’absorptivité et de la conductivité puisque le mélange composite comporte du goudron qui a une bonne absorptivité (environ 0,82) et une bonne conductivité (0,7 W/m.K).
Le dispositif de captation 10, tel qu’illustré sur la figure 8, est particulièrement adapté à une intégration en toiture terrasse 33 susceptible d’être exposée à une source de chaleur 5 extérieure au bâtiment 3. Le système de régulation thermique 1 ainsi intégré en toiture terrasse permet une réduction des apports solaires en toiture terrasse qu’elle soit plate ou qu’elle présente une pente comprise entre 2 et 4 %, qu’elle soit noire ou sombre (configuration thermique défavorable), plutôt que blanche ou claire. Ainsi, une réduction des consommations de climatisation en été et une compensation totale ou partielle de l’augmentation des besoins en matière de chauffage en hiver peuvent être atteintes.
La figure 9 illustre un élément d’ossature 4 comprenant un élément porteur en béton 42 et un empilement composite multicouches 2 constituant un dispositif de captation 10 et/ou un dispositif de transmission 11 selon un mode de réalisation de l’invention. L’empilement composite multicouches 2 comprend une première couche thermiquement isolante 21 recouvrant, de préférence directement, l’élément porteur en béton 42, une couche CTA 20 recouvrant, de préférence directement, la première couche thermiquement isolante 21, une seconde couche thermiquement isolante 21 recouvrant, de préférence directement, la couche CTA 20, et un revêtement 23 recouvrant, de préférence directement, la seconde couche thermiquement isolante 21. Le revêtement 23 peut comprendre un revêtement de protection et d’étanchéité telle que des gravillons ou des dalles. La couche CTA 20 peut être identique dans sa composition à la couche CTA 20 telle que décrite en référence à la figure 8. Les première et seconde couches thermiquement isolantes 21 sont par exemple de composition identique à celle décrite en référence à la figure 4.
Le dispositif de captation 10 et/ou le dispositif de transmission 11 tel qu’illustré sur la figure 9 est particulièrement adapté à une intégration en toiture terrasse 33 susceptible d’être exposée à une source de chaleur 5 extérieure au bâtiment 3.
La figure 10 illustre un élément d’ossature 4 comprenant une paroi en béton 40 et un empilement composite multicouches 2 constituant un dispositif de restitution 12 selon un mode de réalisation de l’invention. L’empilement composite multicouches 2 comprend une couche CTA 20 recouvrant, de préférence directement, la paroi en béton 40, une couche thermiquement isolante 21 recouvrant, de préférence directement, la couche CTA 20, et un revêtement 23 recouvrant, de préférence directement, la couche thermiquement isolante 21. Le revêtement 23 peut être identique dans sa composition au revêtement 23 tel que décrit en référence à la figure 4. La couche CTA 20 peut comprendre un mélange composite de membrane goudronné, tel qu’une membrane active bitume ou un caoutchouc EPDM en bicouche avec armature en grilles et voile de verre, par exemple de type Sopralast® ou Sopralene®, et de fibres de carbone. La couche thermiquement isolante 21 est par exemple de compositions identiques à celles décrites en référence à la figure 4. La couche CTA 20 et la couche thermiquement isolante 21 sont par exemple de compositions identiques à celles décrites en référence à la figure 4.
En référence à la figure 11, le dispositif de restitution 12 tel qu’illustré sur la figure 10 est particulièrement adapté à une intégration en façade 32 susceptible de ne pas être exposée significativement à une source de chaleur 5 extérieure au bâtiment 3, et donc de constituer une zone froide 6.
Notons que l’empilement composite multicouches 2 du dispositif de restitution 12 tel qu’illustré sur la figure 10 est destiné à permettre de restituer la chaleur captée et transmise en direction de l’intérieur du bâtiment 3. Au contraire, il peut être souhaitable, par exemple pour rendre le bâtiment 3 transparent à un flux thermique entre ces façades 30, 32 exposées respectivement au sud et au nord, de restituer la chaleur captée et transmise vers l’extérieur du bâtiment 3, auquel cas une simple inversion, dans l’empilement composite multicouches 2, de la couche CTA 20 et de la couche thermiquement isolante 21 est préconisée.
Le système de régulation thermique 1 proposé est une solution passive permettant la gestion (l’extraction mais aussi l’acheminement) par conduction de la chaleur emmagasinée dans l’enveloppe du bâtiment 3 et participe à l’isolation thermique et/ou phonique et/ou à l’étanchéité d’une ossature 4 qui l’intègre, voire à la descente de charges de l’ossature 4 d’un bâtiment. Ladite intégration comprend l’intégration de l’empilement composite multicouches 2 en différents emplacements du bâtiment 3, en sus ou en remplacement des matériaux notamment d’étanchéité initiaux.
La chaleur emmagasinée peut être due au gain solaire, mais aussi à l’énergie provenant par exemple de l’intérieur d’un bâtiment (apports internes) et stockée dans les parois par inertie thermique plus ou moins importante. L’empilement composite multicouches 2 est en fait avantageusement composé de matériaux de construction, qui assurent les fonctions thermiques i du système, et peuvent en outre être connus par ailleurs comme porteurs de charge.
Le système, totalement intégré, permet de remplacer partiellement et de multi-fonctionnaliser l’enveloppe d’un bâtiment 3 tout en favorisant de façon synergique la durée de vie de l’ensemble des matériaux de l’enveloppe, et notamment du revêtement 23, à travers la réduction des gradients de température.
Contrairement aux systèmes actifs existants, le système tel que proposé ci-dessus ne nécessite pas de prendre en compte des contraintes d’étanchéité pour diminuer le risque de fissures des canalisations dans lesquelles circule le fluide caloporteur. Du fait de son poids raisonnable au mètre carré, nulle vérification de la tenue mécanique du bâtiment l'intégrant par une analyse de descente de charges n’est incontournable. Également, le système proposé est peu onéreux à la fabrication, à l’installation et à l’entretien. Sa fabrication peut être réalisée en usine ou sur site.
Ensuite, si l’offre pour des systèmes actifs existants est réduite sur le marché à l’heure actuelle, il est espéré une augmentation significative de l’offre dans les années à venir, grâce notamment à la flexibilité et à l’adaptabilité mécanique du système de régulation thermique 1 selon l’invention, à plusieurs éléments de l’enveloppe du bâtiment 3 et/ou à des éléments proches du bâtiment 3.
Le système de régulation thermique 1 selon l’invention est avantageusement indépendant de l’utilisation de ventilateurs, notamment pour le cheminement de la chaleur. La production thermique en air ou en eau préchauffé se fait de manière dissociée de la captation, la transmission et la restitution de l’énergie thermique. Elle est en effet réalisée par couplage du dispositif de restitution 12 avec un récupérateur ou dissipateur thermique externe au système de régulation thermique 1.
En outre, contrairement aux systèmes actifs existants, la surface de captation de l’énergie solaire n’est pas limitée du fait notamment de sa grande flexibilité d’intégration et de son coût réduit. Le système d’intégration thermique 1 selon l’invention peut être intégré sur de grandes surfaces sur le bâtiment et proches du bâtiment, d’où un accroissement du rendement de captation d’énergie solaire par rapport à l’existant.
Si le système de régulation thermique 1 selon l’invention est compatible avec la réalisation de lames d’air et l’exploitation d’un transfert de l’énergie thermique vers un fluide caloporteur circulant dans une canalisation, nulle réalisation ou exploitation de ce type n’est nécessaire. L’intégration du système selon l’invention n’induit pas nécessairement une augmentation de l’épaisseur de l’enveloppe, ni la modification de la composition de base de l’enveloppe. Le système de régulation thermique 1 selon l’invention vient en remplacement ou en complément des matériaux traditionnels de construction d’enveloppe de bâtiments, pour assurer notamment des fonctions d’isolation thermique, d’isolation acoustique, d’étanchéité et/ou esthétiques, en particulier pour des bâtiments clos et couverts. En effet, le système 1 proposé ne limite pas la cohérence esthétique entre les différents éléments de l’enveloppe. Au contraire, il permet l’intégration avantageuse de différents types de revêtement 23 déjà connus et largement déployés, notamment en vue d’optimiser quantitativement et qualitativement les surfaces d’échange mises en jeu. En outre, le système 1 permet une modification a minima de l’aspect initial de l’enveloppe du bâtiment, en respectant ses formes et contours, participant à l’optimisation d’une cohérence esthétique du bâtiment 3.
Enfin, sa durée de vie n’est pas limitée en particulier, comme c’est le cas des systèmes existants utilisant des absorbeurs en polymère. Au contraire, par complémentarité des propriétés mécaniques et thermiques de chaque matériau mis en œuvre dans le système de régulation thermique 1, selon l’invention la durée de vie globale est améliorée et le besoin d’entretien et réduit.
Le système de régulation thermique 1 selon l’invention est basé sur un principe adapté et modulable en fonction des changements saisonniers. II permet en effet l’acheminement de la chaleur par conduction thermique vers les zones plus froides ou vers un récupérateur thermique, mais également la dissipation des excédents de chaleur. En période chaude, par gradients thermiques supérieurs, la chaleur captée et transmise peut être soit dissipée dans le sol ou au-dessus du faîtage (par convection avec le vent et/ou par rayonnement vers le ciel), soit transférée vers des applications thermiques, notamment pour le chauffage de piscine, le préchauffage d’eau sanitaire, une centrale de traitement d’air, un système de déshumidification d’air, un système de séchage.
De plus, comme l’illustre un certain nombre de modes de réalisation décrits ci-dessus, les fonctions de captation et de transmission thermique peuvent être réalisées en parallèle, notamment en cas d’exposition du dispositif de captation 10 et du dispositif de transmission 11, en particulier de la première portion du dispositif de transmission 11, à la source de chaleur 5, y compris lors de l’acheminement de la chaleur. En cas de distinction des deux fonctions thermiques, le dispositif de transmission 11 ne faisant alors que transmettre l’énergie thermique captée par le dispositif de captation 10, il peut être préféré de limiter la distance sur laquelle le dispositif de transmission 11 doit acheminer l’énergie thermique pour parvenir au dispositif de restitution 12, afin de limiter les pertes thermiques en ligne le long du chemin de transmission. L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits et s’étend à tous les modes de réalisation couverts par les revendications.
Notamment, le dispositif de transmission 11 peut se présenter sous la forme d’une pluralité de bandes dudit empilement composite multicouches 2. Chaque bande est alors reliée par une de ses extrémités au dispositif de captation 10 et par l’autre de ses extrémités au dispositif de restitution 12.
Par exemple, la couche conductrice thermique anisotrope 20 peut comprendre une simple plaque en aluminium, isolée ou non.
Par exemple, si la source de chaleur principalement envisagée consiste en le rayonnement solaire, d’autres sources de chaleur sont envisageables. Ainsi, en alternative ou en complément, une source de chaleur comprenant un mur Trombe mettant à profit l’effet de serre entre au moins un mur du bâtiment et un vitrage, la surface du mur étant de préférence sombre pour accentuer l’effet de serre. Potentiellement, le dispositif de captation 10 et/ou la première portion du dispositif de transmission 11 est mis en place sur la surface sombre (ayant une forte inertie) du mur Trombe.
En outre, le nombre de couches superposées dans chaque empilement composite multicouches 2 peut varier en fonction des besoins, et notamment en fonction de la situation géographique du bâtiment 3, de son exposition au rayonnement solaire, de sa composition initiale (murs en moellons, murs en pisé, murs en briques, parois de containers).
Si une intégration au bâtiment 3 est principalement envisagée, notons également qu’une intégration à des murs de soutènement n’est pas écartée. Également, le système de régulation thermique 1 selon l’invention est compatible avec des contraintes thermiques locales nécessitant un transfert thermique local à travers le dispositif de captation 10 et/ou le dispositif de transmission 11 en vue de contrôler la température d’une zone localement définie de la façade et/ou de la toiture sur laquelle l’un ou l’autre des dispositifs de captation 10 et de transmission 11 est intégré. Par exemple, une portion de la couche thermiquement isolante 21 peut être retirée au droit de ladite zone ou peut être remplacée par une couche moins isolante, voire thermiquement conductrice. Ainsi, le transfert de chaleur de part et d’autre de l’empilement composite multicouches 2 n’est pas Incompatible avec le système de régulation thermique 1 selon l’invention, dès lors que ce transfert reste local.
Le système de régulation thermique 1 selon l’invention est également modulable en fonction des ouvertures, telles que les fenêtres et les portes, du bâtiment 3 sur lequel il est intégré. Il suffit lors de l’intégration de découper les surfaces des empilements composites multicouches 2 de sorte de contourner ces ouvertures. En outre, la couche CTA 20 peut présenter des variations de conductivité thermique dans t'étendue de son plan, par exemple en favorisant encore plus la captation et la transmission de l’énergie thermique autour des ouvertures. Cette fonctionnalisation de la couche CTA 20 peut être obtenue en configurant des fibres conductrices de sorte à définir des chemins de conduction thermique s’inscrivant sensiblement dans le plan de ta couche conductrice thermique anisotrope et contournant les ouvertures.

Claims (23)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système de régulation thermique (1 ) comprenant un dispositif de captation (10) d’énergie thermique, un dispositif de restitution (12) d’énergie thermique et un dispositif de transmission (11) d’énergie thermique relié d’une part au dispositif de captation (10), d’autre part au dispositif de restitution (12) pour transmettre l’énergie thermique du dispositif de captation (10) au dispositif de restitution (12), le système (1) étant caractérisé en ce que : - l’une au moins parmi la captation, la transmission et la restitution de l’énergie thermique est réalisée par conduction thermique, et en ce que - au moins l’un parmi le dispositif de captation (10), le dispositif de transmission (11) et le dispositif de restitution (12) comprend un empilement composite multicouches (2), l’empilement composite multicouches (2) comprenant au moins une couche conductrice thermique anisotrope (20) et au moins une couche thermiquement isolante (21), et l’empilement composite multicouches (2) formant entièrement ou partiellement une ossature (4).
  2. 2. Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’empilement composite multicouches forme plus particulièrement entièrement ou partiellement une ossature destinée à supporter une charge.
  3. 3. Système (1) l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche conductrice thermique anisotrope (20) s’étend principalement dans un plan et dans lequel la couche conductrice thermique anisotrope (20) est configurée pour présenter, dans au moins une direction contenue dans ledit plan, une conductivité thermique supérieure, de préférence d’au moins deux ordres de grandeur, voire d’au moins quatre ordres de grandeur, à sa conductivité thermique dans une direction perpendiculaire audit plan.
  4. 4. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’empilement composite multicouches (2) est configuré pour former entièrement ou partiellement une ossature (4) destinée à supporter une charge prise parmi: des personnes, un meuble, des équipements de maison, des équipements techniques par exemple informatiques, électroniques, un plancher, une toiture, des personnes et un revêtement, chauffe-eau, équipements de chauffage et refroidissement.
  5. 5. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’empilement composite multicouches (2) comprend au moins deux couches, dont au moins la couche conductrice thermique anisotrope (20) et la couche thermiquement isolante (20), configurées entre elles pour générer au moins l’un parmi : un gradient d’absorptivité thermique et un gradient de conductivité thermique dans l’épaisseur de l’empilement, la couche conductrice thermique anisotrope (20) présentant une absorptivité thermique et une conductivité thermique respectivement supérieures à celles de la couche thermiquement isolante (21), l’absorptivité thermique et la conductivité thermique variant dans l’épaisseur de l’empilement composite multicouches (2) de façon monotone.
  6. 6. Système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’empilement composite multicouches (2) comprend au moins deux couches, dont au moins la couche conductrice thermique anisotrope (20) et la couche thermiquement isolante (20), configurées entre elles pour générer au moins l’un parmi : un gradient d’absorptivité thermique et un gradient de conductivité thermique dans l’épaisseur de l’empilement, la couche conductrice thermique anisotrope (20) présentant une absorptivité thermique et une conductivité thermique respectivement supérieures à celles de la couche thermiquement isolante (21), l’absorptivité thermique et la conductivité thermique variant dans l’épaisseur de l’empilement composite multicouches (2) de façon infléchie.
  7. 7. Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’empilement composite multicouches (2) présente une configuration multicouches sensiblement symétrique dans son épaisseur.
  8. 8. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins le dispositif de captation (10) comprend ledit empilement composite multicouches (2), et dans lequel l’empilement composite multicouches (2) présente une absorptivité thermique variant d’une valeur comprise entre 0,3 et 1 pour au moins une couche de l’empilement orientée vers une source de chaleur à une valeur inférieure à 0,3 pour au moins une couche de l’empilement orientée à l’opposé de la source de chaleur.
  9. 9. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins le dispositif de transmission (11) comprend ledit empilement composite multicouches (2), et dans lequel l’empilement composite multicouches (2) présente, au moins sur une première portion s’étendant depuis le dispositif de captation (10), une absorptivité thermique variant d’une valeur comprise entre 0,3 et 1 pour au moins une couche de l’empilement orientée vers une source de chaleur extérieure au système à une valeur inférieure à 0,3 pour au moins une couche de l’empilement orientée à l’opposé de la source de chaleur.
  10. 10. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins le dispositif de transmission (11) comprend ledit empilement composite multicouches (2), et dans lequel l’empilement composite multicouches (2) présente, au moins sur une deuxième portion s’étendant depuis le dispositif de restitution (12), une absorptivité thermique variant d’une valeur comprise entre 0,3 et 1 pour au moins une couche intermédiaire (22) de l’empilement à une valeur inférieure à 0,3 pour au moins une des couches de l’empilement situées de part et d’autre de la couche intermédiaire (22), ladite deuxième portion s’étendant sur une longueur comprise de préférence entre 2 m et 10 m.
  11. 11. Système (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins le dispositif de captation (10) comprend ledit empilement composite multicouches (2), et dans lequel chaque couche conductrice thermique anisotrope (20) de l’empilement composite multicouches (2) est agencée dans l’empilement de sorte à être orientée vers une source de chaleur, chaque couche thermiquement isolante (21) de l’empilement composite multicouches (2) du dispositif de captation (10) recouvrant la couche conductrice thermique anisotrope (20) sur un côté opposé à la source de chaleur.
  12. 12. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins le dispositif de restitution (12) comprend ledit empilement composite multicouches (2), et dans lequel chaque couche conductrice thermique anisotrope (10) de l’empilement composite multicouches (2) est configurée dans l’empilement pour être orientée vers une zone froide à laquelle l’énergie thermique captée et transmise est à restituer, chaque couche thermiquement isolante (21) de l’empilement composite multicouches (2) du dispositif de restitution (12) recouvrant la couche conductrice thermique anisotrope (20) sur un côté opposé à la zone froide.
  13. 13. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins le dispositif de transmission (11) comprend ledit empilement composite multicouches (2), et dans lequel chaque couche conductrice thermique anisotrope (20) de l’empilement composite multicouches (2) est agencée dans l’empilement de sorte à être orientée vers une source de chaleur, chaque couche thermiquement isolante (21) de l’empilement composite multicouches (2) du dispositif de transmission (11) recouvrant la couche conductrice thermique anisotrope (20) sur un côté opposé à la source de chaleur.
  14. 14. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins le dispositif de transmission (11) comprend ledit empilement composite multicouches (2), et dans lequel l’empilement composite multicouches (2) présente successivement, sur au moins sur une deuxième portion s’étendant depuis le dispositif de restitution (12), au moins une première couche thermiquement isolante (21), au moins une couche conductrice thermique anisotrope (20) et au moins une deuxième couche thermiquement isolante (21), ladite deuxième portion s’étendant sur une longueur comprise de préférence entre 2 m et 10 m.
  15. 15. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de transmission (11) se présente sous la forme d’une pluralité de bandes dudit empilement composite multicouches (2), chaque bande étant reliée par une de ses extrémités au dispositif de captation (10) et par l’autre de ses extrémités au dispositif de restitution (12).
  16. 16. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un empilement composite multicouches (2) comprend en outre un revêtement (23) recouvrant une face de l’une parmi la couche conductrice thermique anisotrope (20) et la couche thermiquement isolante (21), cette face étant soit orientée vers une source de chaleur, soit orientée à l’opposé d’une zone froide à laquelle l’énergie thermique captée et transmise est à restituer.
  17. 17. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de transmission (11) est relié à au moins l’un parmi le dispositif de captation (10) et le dispositif de restitution (12) par des interrupteurs de flux thermiques configurés pour interrompre et rétablir successivement les flux thermiques entre le dispositif de transmission (11) et au moins l’un parmi le dispositif de captation (10) et le dispositif de restitution (12), respectivement.
  18. 18. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un occultant amovible configuré pour dissimuler à au moins une source de chaleur tout ou partie de l’un parmi le dispositif de captation (10) et le dispositif de transmission (11 ).
  19. 19. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de transmission (11) s’étend de sorte à être relié à une zone froide secondaire à laquelle un excès d’énergie thermique captée par le dispositif de captation (10) peut être restitué ou depuis laquelle une énergie thermique peut être captée pour compenser un déficit d’énergie thermique captée par le dispositif de captation (10).
  20. 20. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche conductrice thermique anisotrope (20) comprend l’un au moins parmi : - une feuille conductrice thermique constituée en un matériau choisi parmi l’aluminium, le cuivre, l’acier, le graphène et le graphite, - un mélange composite de fibre de carbone et de membrane goudronnée, par exemple une membrane active bitume ou un caoutchouc éthylène-propylène-diène monomère en bicouche avec armature grille et voile de verre, et - au moins une pluralité de fibres, certaines au moins desdites fibres étant des fibres conductrices thermiquement et/ou électriquement, constituées en un matériau choisi parmi le carbone et le verre, au moins l’une parmi la feuille conductrice thermique et la pluralité de fibres étant le cas échéant au moins partiellement noyée dans un enduit tel qu’un polymère, de préférence un polyépoxyde.
  21. 21. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche thermiquement isolante (21) comprend l’un au moins parmi : la laine de roche, la laine de verre, la laine de bois, le polystyrène, le polyuréthane et la ouate synthétique.
  22. 22. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche thermiquement isolante (21) comprend l’un au moins parmi : des sous-couches isolantes thermorégulatrices avec fonction d’étanchéité et des isolants minces multicouches armés avec fonction de pare-vapeur, d’étanchéité et/ou d’isolation acoustique.
  23. 23. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de captation (10) est destiné à être agencé le long d’un premier pan (30) d’un bâti (3) orienté vers une source de chaleur et le dispositif de restitution (12) est destiné à être agencé le long d’un deuxième pan (32) dudit bâti (3) non orienté vers ladite source de chaleur, le dispositif de transmission (11) étant destiné le cas échéant à être agencé le long d’un troisième pan (31) dudit bâti (3), le troisième pan (31) joignant structurellement les premier et deuxième pans (30, 32) du bâti entre eux.
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