FR3127096A1 - Electric heater - Google Patents

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Corentin DE MIRANDA
Victor D'halluin
Laurent FEHR
Clément HOULLIER
Maxime Prieto
Sébastien PASCAL
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Abstract

Dispositif de chauffage électrique (0), comportant :- un bloc (1) ; et- au moins une première résistance électrique de chauffe (2). Le bloc est en un matériau comprenant du béton fibré ultra haute performance et en ce que ladite au moins une première résistance électrique de chauffe (2) est en un matériau qui contient du graphène ou de l’oxyde de graphène ou un mélange de graphène et d’oxyde de graphène, ladite au moins une première résistance (2) étant en contact contre au moins une première surface du bloc (1), ledit bloc portant cette au moins une résistance de chauffe (2) et le dispositif de chauffage électrique (0) comportant au moins des première et deuxième électrodes (3a, 3b) reliées électriquement entre elles par l’intermédiaire de ladite au moins une première résistance de chauffe (2). FIGURE DE L’ABREGE : Fig. 1aElectric heating device (0), comprising:- a block (1); and- at least one first electric heating resistor (2). The block is made of a material comprising ultra-high performance fiber-reinforced concrete and in that said at least one first electric heating resistor (2) is made of a material which contains graphene or graphene oxide or a mixture of graphene and of graphene oxide, said at least one first resistor (2) being in contact against at least one first surface of the block (1), said block bearing this at least one heating resistor (2) and the electric heating device ( 0) comprising at least first and second electrodes (3a, 3b) electrically interconnected via said at least one first heating resistor (2). FIGURE OF THE ABRIDGE: Fig. 1a

Description

Dispositif de chauffage électriqueElectric heater

La présente invention concerne le domaine des dispositifs de chauffage électrique comportant un bloc pour conférer une inertie thermique au dispositif de chauffage.The present invention relates to the field of electric heating devices comprising a block for imparting thermal inertia to the heating device.

ARRIERE PLAN DE L’INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION

Il est connu de mettre en contact des résistances électriques de chauffe avec des blocs massifs, comme des pierres, pour obtenir un chauffage électrique capable d’accumuler de la chaleur et la diffuser lorsque les résistances de chauffe ne sont plus alimentées.It is known to bring electric heating resistors into contact with solid blocks, such as stones, to obtain an electric heater capable of accumulating heat and diffusing it when the heating resistors are no longer supplied.

Ces dispositifs de chauffage sont couteux et complexes à fabriquer (besoin de découper / tailler des pierres).These heaters are expensive and complex to manufacture (need to cut / cut stones).

OBJET DE L’INVENTIONOBJECT OF THE INVENTION

L’invention a notamment pour but de fournir un dispositif de chauffage électrique permettant de résoudre certains au moins des problèmes précités de l’art antérieur.The object of the invention is in particular to provide an electric heating device making it possible to solve at least some of the aforementioned problems of the prior art.

A cet effet, on prévoit, selon l’invention un dispositif de chauffage électrique, comportant :
- un bloc ; et
- au moins une première résistance électrique de chauffe.To this end, provision is made, according to the invention, for an electric heating device, comprising:
- a block ; And
- At least a first electric heating resistor.

Le dispositif de chauffage électrique selon l’invention est essentiellement, caractérisé en ce que le bloc est en un matériau comprenant du béton fibré ultra haute performance et en ce que ladite au moins une première résistance électrique de chauffe est en un matériau qui contient du graphène ou de l’oxyde de graphène ou un mélange de graphène et d’oxyde de graphène, ladite au moins une première résistance étant en contact contre au moins une première surface du bloc, ledit bloc portant cette au moins une résistance de chauffe et le dispositif de chauffage électrique comportant au moins des première et deuxième électrodes reliées électriquement entre elles par l’intermédiaire de ladite au moins une première résistance de chauffe.The electric heating device according to the invention is essentially characterized in that the block is made of a material comprising ultra-high performance fiber-reinforced concrete and in that the said at least one first electric heating resistance is made of a material which contains graphene or graphene oxide or a mixture of graphene and graphene oxide, said at least one first resistor being in contact against at least one first surface of the block, said block bearing this at least one heating resistor and the device electric heater comprising at least first and second electrodes electrically connected together via said at least one first heating resistor.

Par définition un béton fibré à ultra haute performance, aussi appelé BFUP, est un matériau à matrice cimentaire, renforcé par des fibres et offrant une résistance en compression supérieure à 100 MPA, usuellement comprise entre 100 et 400 MPA.By definition, ultra-high-performance fiber-reinforced concrete, also called UHPFRC, is a material with a cementitious matrix, reinforced with fibers and offering a compressive strength greater than 100 MPA, usually between 100 and 400 MPA.

Le graphène est un matériau constitué d’un ou plusieurs feuillets bidimensionnels. Chaque feuillet est composé d’atomes de carbone et chaque feuillet a l’épaisseur d’un seul atome de carbone.Graphene is a material made up of one or more two-dimensional sheets. Each sheet is made up of carbon atoms and each sheet is only one carbon atom thick.

Dans un mode de réalisation préférentiel du dispositif de chauffage selon l’invention, la résistance électrique est formée de 1 à 249 feuillets de graphène formant ainsi une résistance très fine de 1 à 249 couches cristallines.In a preferred embodiment of the heating device according to the invention, the electrical resistor is formed from 1 to 249 sheets of graphene, thus forming a very fine resistor from 1 to 249 crystalline layers.

L’oxyde de graphène est constitué d’une pluralité de 1 à 249 feuillets d’atome de carbone bidimensionnels avec présence d’atomes d’oxygène (c’est-à-dire de 1 à 249 couches cristallines exclusivement), les atomes d’oxygène y sont présents sous la forme de liaisons époxyde et/ou carbonyle et/ou carboxyle et/ou hydroxyle et/ou hydroxyle.Graphene oxide consists of a plurality of 1 to 249 two-dimensional carbon atom sheets with the presence of oxygen atoms (i.e. 1 to 249 crystal layers exclusively), carbon atoms oxygen are present therein in the form of epoxide and/or carbonyl and/or carboxyl and/or hydroxyl and/or hydroxyl bonds.

La circulation d’un courant électrique au travers de la résistance de chauffe, entre les première et deuxièmes électrodes, permet de produire de la chaleur par effet Joule.The circulation of an electric current through the heating resistor, between the first and second electrodes, makes it possible to produce heat by the Joule effect.

L’association du graphène et/ou de l’oxyde de graphène sous forme de couche résistive portée par le bloc en BFUP, contre ce bloc, permet d’avoir un dispositif de chauffage particulièrement résistant aux chocs et capable de supporter un grand nombre de cycles de chauffe.The combination of graphene and/or graphene oxide in the form of a resistive layer carried by the UHPFRC block, against this block, makes it possible to have a heating device that is particularly resistant to shocks and capable of withstanding a large number of heating cycles.

Comme le BFUP présente une grande résistance mécanique, il permet aussi de réaliser des formes particulièrement fines / élancées / esthétiques / sur-mesures.As UHPC has a high mechanical resistance, it also makes it possible to produce particularly fine / slender / aesthetic / custom-made shapes.

Par exemple, le bloc peut prendre la forme d’une plaque de grande longueur ayant une faible épaisseur pour augmenter la surface d’échange thermique tout en maîtrisant le poids du dispositif de chauffage.For example, the block can take the form of a very long plate having a small thickness to increase the heat exchange surface while controlling the weight of the heating device.

Par ailleurs, le bloc en béton fibré ultra haute performance peut être dépourvu d’armature interne ce qui facilite sa mise en œuvre par moulage.In addition, the ultra-high performance fiber-reinforced concrete block can be devoid of internal reinforcement, which facilitates its implementation by molding.

Le bloc en béton fibré à ultra haute performance peut être utilisé directement comme façade du dispositif de chauffage car permet une variété de finitions (choix de finitions lisses, satinées, brillantes, possibilité d’ajout de couleurs / pigments ou de jeux de textures).The ultra-high performance fiber-reinforced concrete block can be used directly as the facade of the heating device because it allows a variety of finishes (choice of smooth, satin, glossy finishes, possibility of adding colors / pigments or texture games).

De plus, le béton fibré à ultra haute performance et le graphène et/ou l’oxyde de graphène présentent une excellente capacité de transfert de chaleur par conduction de contact.In addition, ultra-high performance fiber-reinforced concrete and graphene and/or graphene oxide exhibit excellent heat transfer capability by contact conduction.

Par ailleurs, comme le bloc en béton fibré à ultra haute performance présente une très bonne inertie thermique, il permet la diffusion de chaleur longtemps après l’arrêt de l’alimentation électrique de la résistance.Moreover, as the ultra-high performance fiber-reinforced concrete block has very good thermal inertia, it allows the diffusion of heat long after the electrical power supply to the resistor has been stopped.

Conformément à l’invention, la première résistance de chauffe peut, selon le cas :In accordance with the invention, the first heating resistor can, depending on the case:

- comporter, du graphène tout en étant exempte d’oxyde de graphène ; ou- contain graphene while being free of graphene oxide; Or

- comporter, de l’oxyde de graphène tout en étant exempte de graphène ; ou- contain graphene oxide while being free of graphene; Or

- comporter, un mélange de graphène et d’oxyde de graphène.- contain a mixture of graphene and graphene oxide.

L’usage du graphène et/ou de l’oxyde de graphène dans la résistance électrique de chauffe associé au bloc en béton Fibré Ultra haute-Performante permet d’avoir un dispositif de chauffage électrique de très haute performance qui présente :The use of graphene and/or graphene oxide in the electrical heating resistance associated with the Ultra High-Performance Fiber Concrete block provides a very high performance electrical heating device which has:

- une rapide montée en température du fait de la très bonne conductivité thermique du graphène et de l’oxyde de graphène (le graphène et l’oxyde de graphène ont une très bonne conductivité thermique de l’ordre de 5 000 W.m-1.K-1) ;- a rapid rise in temperature due to the very good thermal conductivity of graphene and graphene oxide (graphene and graphene oxide have a very good thermal conductivity of around 5,000 W.m-1.K -1);

- une rapide diffusion de chaleur par rayonnement de chaleur de la résistance en graphène et/ou oxyde de graphène ;- rapid heat diffusion by heat radiation from the graphene and/or graphene oxide resistor;

- un rapide transfert de chaleur par conduction de la résistance vers le bloc ;- rapid heat transfer by conduction from the resistor to the block;

- un très bon rendement de transfert thermique de la résistance vers le bloc en BFUP ;- very good heat transfer efficiency from the resistor to the UHPFRC block;

- une très bonne inertie thermique du fait de la masse du bloc qui permet un stockage / accumulation de chaleur pendant la chauffe ;- very good thermal inertia due to the mass of the block which allows storage / accumulation of heat during heating;

- une très bonne capacité de diffusion de la chaleur par rayonnement thermique et par convexion après l’arrêt de la chauffe de la résistance.- a very good ability to diffuse heat by thermal radiation and by convection after the heating of the resistor has stopped.

Par ailleurs, comme le graphène et l’oxyde de graphène présentent de très bonnes résistances à la rupture, la résistance de chauffe est particulièrement durable.In addition, as graphene and graphene oxide have very good breaking strength, the heating resistance is particularly durable.

La liaison mécanique par adhérence de la résistance contre le bloc est également particulièrement durable.The mechanical connection by adhesion of the resistance against the block is also particularly durable.

En outre, la résistance en graphène / oxyde de graphène est moins couteuse à fabriquer qu’une résistance à base de métaux.In addition, the graphene / graphene oxide resistor is less expensive to manufacture than a metal-based resistor.

Selon le cas, le dispositif de chauffage selon l’invention peut être agencé pour :Depending on the case, the heating device according to the invention can be arranged for:

- constituer un radiateur conventionnel, avec par exemple une fixation murale ou des pieds support pour un positionnement au sol ou des pieds support à roulettes pour déplacer le dispositif sur le sol (un radiateur conventionnel est par exemple utilisé pour chauffer des petits volumes tels une chambre, un séjour) ; ou pour- constitute a conventional radiator, with for example a wall fixing or support feet for positioning on the floor or support feet with wheels to move the device on the floor (a conventional radiator is for example used to heat small volumes such as a bedroom , a stay) ; or for

- constituer une dalle de sol chauffante (plancher chauffant d’un bâtiment) permettant de chauffer des volumes plus importants par le sol ; ou pour- create a heated floor slab (heated floor of a building) allowing larger volumes to be heated by the floor; or for

- constituer une dalle chauffante extérieure, pour obtenir un sol antigivre ; ou pour- constitute an external heating slab, to obtain an anti-icing floor; or for

- constituer un mur chauffant ou une paroi chauffante, intérieure ou extérieure d’un bâtiment.- constitute a heating wall or a heating wall, interior or exterior of a building.

Selon un autre aspect, l’invention concerne aussi un procédé de fabrication d’un dispositif de chauffage selon l’un quelconque des modes de réalisation du dispositif de chauffage selon l’invention décrit et/ou revendiqué dans la présente demande de brevet.According to another aspect, the invention also relates to a method of manufacturing a heating device according to any one of the embodiments of the heating device according to the invention described and/or claimed in the present patent application.

Selon le procédé de l’invention, ladite première résistance de chauffe est formée par application sur le bloc d’un mélange liquide contenant un solvant liquide et contenant du graphène ou de l’oxyde de graphène ou une combinaison de graphène et d’oxyde de graphène et par élimination du solvant contenu dans le mélange ainsi appliqué sur le bloc pour former un matériau rigide constitutif de la première résistance de chauffe.According to the method of the invention, said first heating resistor is formed by applying to the block a liquid mixture containing a liquid solvent and containing graphene or graphene oxide or a combination of graphene and oxide of graphene and by eliminating the solvent contained in the mixture thus applied to the block to form a rigid material constituting the first heating resistor.

Ainsi, la première résistance thermique est directement formée contre le bloc en béton fibré ce qui facilite la fabrication du dispositif de chauffage qui est dépourvu de moyens d’assemblage entre la résistance et le bloc.Thus, the first thermal resistor is formed directly against the fiber-reinforced concrete block, which facilitates the manufacture of the heating device which has no assembly means between the resistor and the block.

Pour cela, la résistance de graphène ou d’oxyde de graphène est déposée par application sur le bloc d’un mélange comportant un solvant, et soit du graphène, soit de l’oxyde de graphène, soit un mélange de graphène et d’oxyde de graphène.For this, the graphene or graphene oxide resistor is deposited by applying to the block a mixture comprising a solvent, and either graphene, or graphene oxide, or a mixture of graphene and oxide of graphene.

Ce solvant peut par exemple être un solvant aqueux ou organique.This solvent can for example be an aqueous or organic solvent.

Une fois le solvant évaporé, ladite au moins une première résistance est directement formée à la surface du bloc qui la porte.Once the solvent has evaporated, said at least one first resistor is directly formed on the surface of the block that carries it.

Dans certains modes de réalisation, le mélange contenant le solvant liquide peut aussi contenir au moins un agent surfactant afin d’améliorer la solubilisation du graphène et/ou de l’oxyde de graphène dans le mélange.In certain embodiments, the mixture containing the liquid solvent can also contain at least one surfactant in order to improve the solubilization of graphene and/or graphene oxide in the mixture.

Préférentiellement, l’agent surfactant est choisi pour avoir une balance hydrophile/hydrophobe comprise entre 18 et 20.Preferably, the surfactant is chosen to have a hydrophilic/hydrophobic balance of between 18 and 20.

Après application du mélange sur le bloc en BFUP et évaporation du solvant et/ou réticulation (dans le cas où le mélange contient une résine), les cristaux de graphène ou oxyde de graphène sont alors présents contre la première surface du bloc pour y former ladite au moins une première résistance de chauffe / couche résistive.After application of the mixture to the UHPFRC block and evaporation of the solvent and/or crosslinking (in the case where the mixture contains a resin), the graphene or graphene oxide crystals are then present against the first surface of the block to form said at least a first heating resistor/resistive layer.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers et non limitatifs de l’invention.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the following description of particular and non-limiting embodiments of the invention.

Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :Reference will be made to the attached drawings, among which:

La présente un exemple de réalisation d’un dispositif de chauffage 0 selon l’invention observé en perspective depuis sa face avant ; There shows an embodiment of a heating device 0 according to the invention seen in perspective from its front face;

La présente le dispositif de chauffage 0 de la observé en perspective depuis sa face arrière ; There presents the heater 0 of the observed in perspective from its rear face;

La présente une vue éclatée d’un dispositif de chauffage selon un mode de réalisation particulier de l’invention dans lequel les électrodes 3a, 3b d’alimentation de la première résistance 2 sont placées entre la première résistance 2 et le bloc 1 en béton fibré ultra haute performance, dans ce mode de réalisation, le dispositif 0 comporte une plaque complémentaire 6 en béton fibré ultra haute performance présentant une forte résistivité électrique, la première résistance de chauffe 2 et les électrodes 3a, 3b sont ici placées entre le bloc 1 en forme de plaque et cette plaque complémentaire 6 qui sont en béton fibré ultra haute performance ; There presents an exploded view of a heating device according to a particular embodiment of the invention in which the supply electrodes 3a, 3b of the first resistor 2 are placed between the first resistor 2 and the block 1 of ultra-fibre concrete high performance, in this embodiment, the device 0 comprises a complementary plate 6 made of ultra high performance fiber-reinforced concrete having a high electrical resistivity, the first heating resistor 2 and the electrodes 3a, 3b are here placed between the block 1 in the form of plate and this complementary plate 6 which are made of ultra-high performance fiber-reinforced concrete;

La est une vue en coupe suivant un plan A-A du dispositif 0 de la une fois assemblé ; There is a sectional view along a plane AA of the device 0 of the when assembled;

La est une vue en perspective d’un bloc 1 de dispositif 0 selon l’invention dans un mode de réalisation où ce bloc est équipé de canaux 7 pour forcer une convection au travers du bloc entre un niveau inférieur et un niveau supérieur du dispositif selon l’invention (ces canaux 7 sont a section transversale fermée et traversent le bloc de haut en bas, ici la section transversale des canaux est hexagonale mais elle pourrait être d’une autre forme) ; There is a perspective view of a block 1 of device 0 according to the invention in an embodiment where this block is equipped with channels 7 to force convection through the block between a lower level and an upper level of the device according to invention (these channels 7 have a closed cross section and cross the block from top to bottom, here the cross section of the channels is hexagonal but it could be of another shape);

La est une vue en perspective d’un bloc 1 de dispositif 0 selon l’invention dans un mode de réalisation où ce bloc est équipé de canaux 7 pour forcer une convection, ces canaux étant ouverts vers l’extérieur suivant leurs longueurs respectives et étant formés entre des ailettes 7a ; There is a perspective view of a block 1 of device 0 according to the invention in an embodiment where this block is equipped with channels 7 to force convection, these channels being open to the outside along their respective lengths and being formed between fins 7a;

La est une vue en coupe verticale d’un dispositif 0 selon l’invention, dans un mode de réalisation similaire à celui des figures 2a et 2b, avec en plus une interface de fixation 5 en forme de pattes qui est reliée au bloc 1 via une liaison en encastrement, ces interfaces de fixation 5 ont ici la forme de crochets agencés pour vernir en prise sur une structure porteuse fixée sur un mur afin de supporter l’ensemble du dispositif 0 via l’interface de fixation 5 (le bloc 1 en BFUP est très résistant et permet une liaison durable et sécurisée avec l’interface de fixation 5) ; There is a view in vertical section of a device 0 according to the invention, in an embodiment similar to that of FIGS. 2a and 2b, with in addition a fixing interface 5 in the form of tabs which is connected to the block 1 via a recessed connection, these fixing interfaces 5 have here the form of hooks arranged to varnish in engagement on a supporting structure fixed on a wall in order to support the whole of the device 0 via the fixing interface 5 (the block 1 in UHPFRC is very resistant and allows a durable and secure connection with the fixing interface 5);

La montre une vue en perspective arrière et une vue en coupe verticale selon un plan de coupe X-X d’un dispositif 0 selon l’invention dans un mode de réalisation où ce dispositif est équipé d’une couche 4 de matériau isolant thermiquement à l’arrière du dispositif pour favoriser une diffusion de chaleur vers l’avant du dispositif 0 (sont ici illustrés en pointillés, la couche isolante 4 et l’interface de fixation 5 en forme de crochet) ; There shows a rear perspective view and a vertical sectional view along a section plane XX of a device 0 according to the invention in an embodiment where this device is equipped with a layer 4 of thermally insulating material at the rear the device for promoting heat diffusion towards the front of the device 0 (the insulating layer 4 and the attachment interface 5 in the form of a hook are shown here in dotted lines);

La montre une vue en perspective arrière et une vue en coupe verticale selon un plan de coupe B-B d’un dispositif 0 selon l’invention dans un mode de réalisation où les électrodes 3a, 3b sont placées entre le bloc 1 en béton et la première résistance 2, ce bloc 1 et la résistance 2 étant en forme de plaques parallélépipédiques dont deux faces principales sont plaquées / en contact l’une contre l’autre (les électrodes 3a, 3b sont dans l’épaisseur du bloc 1 et ont des surfaces de contact électrique avec la résistance qui sont à fleur de la surface de contact entre le bloc 1 et la résistance 2) ; There shows a rear perspective view and a vertical sectional view along a section plane BB of a device 0 according to the invention in an embodiment where the electrodes 3a, 3b are placed between the concrete block 1 and the first resistor 2, this block 1 and the resistor 2 being in the form of parallelepipedic plates, two main faces of which are pressed/in contact against each other (the electrodes 3a, 3b are in the thickness of the block 1 and have surfaces of electrical contact with the resistor which are flush with the contact surface between block 1 and resistor 2);

La montre une vue en perspective arrière d’un détail de l’assemblage entre le bloc 1, une électrode 3a et la première résistance 2 ainsi qu’une vue en coupe selon un plan C-C du dispositif 0 illustré à la ; There shows a rear perspective view of a detail of the assembly between block 1, an electrode 3a and first resistor 2 as well as a sectional view along a CC plane of device 0 illustrated in ;

La montre une vue en perspective arrière d’un dispositif 0 selon l’invention dans un mode de réalisation où le bloc 1 supporte deux résistances de chauffe 2 et 2b, la première résistance de chauffe 2 étant reliée électriquement à aux première et deuxième électrodes 3a, 3b et la deuxième électrode 2b étant reliée électriquement à aux première et deuxième électrodes 3c, 3d, un premier boîtier 10a d’alimentation électrique étant relié électriquement aux électrodes 3a et 3b alors qu’un deuxième boîtier 10b d’alimentation électrique est relié électriquement aux électrodes 3c, 3d, ces boîtiers 10a, 1b sont ici portés par le bloc 1 (en l’occurrence, il sont placés dans des évidements pratiqués dans l’épaisseur du bloc 1) mais ils pourraient être déportés vis-à-vis de ce bloc 1 ; There shows a rear perspective view of a device 0 according to the invention in one embodiment where block 1 supports two heating resistors 2 and 2b, the first heating resistor 2 being electrically connected to the first and second electrodes 3a, 3b and the second electrode 2b being electrically connected to the first and second electrodes 3c, 3d, a first power supply box 10a being electrically connected to the electrodes 3a and 3b while a second power supply box 10b is electrically connected to the electrodes 3c, 3d, these boxes 10a, 1b are here carried by the block 1 (in this case, they are placed in recesses made in the thickness of the block 1) but they could be offset vis-à-vis this block 1;

La montre une vue de dessus d’un dispositif de chauffage 0 selon l’invention dans un mode de réalisation particulier où une plaque radiative arrière 8, ici une plaque ondulée est disposée pour favoriser les échanges convectifs sur une face arrière du dispositif 0 ; There shows a top view of a heating device 0 according to the invention in a particular embodiment where a rear radiative plate 8, here a corrugated plate is arranged to promote convective exchanges on a rear face of the device 0;

La montre une vue éclatée en perspective arrière du dispositif 0 illustré à la , on voit ici la résistance 2 en graphène qui est disposée contre une face arrière du bloc 1, la résistance et la face arrière du bloc 1 étant courbées pour augmenter la surface d’échange thermique de part et d’autre de la résistance 2. There shows an exploded view in rear perspective of the device 0 illustrated in , we see here the resistor 2 in graphene which is placed against a rear face of the block 1, the resistor and the rear face of the block 1 being curved to increase the heat exchange surface on either side of the resistor 2.

Claims (27)

Dispositif de chauffage électrique (0), comportant :
- un bloc (1) ; et
- au moins une première résistance électrique de chauffe (2), caractérisé en ce que le bloc est en un matériau comprenant du béton fibré ultra haute performance et en ce que ladite au moins une première résistance électrique de chauffe (2) est en un matériau qui contient du graphène ou de l’oxyde de graphène ou un mélange de graphène et d’oxyde de graphène, ladite au moins une première résistance (2) étant en contact contre au moins une première surface du bloc (1), ledit bloc portant cette au moins une résistance de chauffe (2) et le dispositif de chauffage électrique (0) comportant au moins des première et deuxième électrodes (3a, 3b) reliées électriquement entre elles par l’intermédiaire de ladite au moins une première résistance de chauffe (2).Electric heating device (0), comprising:
- a block (1); And
- at least one first electrical resistance heater (2), characterized in that the block is made of a material comprising ultra-high performance fiber-reinforced concrete and in that the said at least one first electrical resistance heater (2) is made of a material which contains graphene or graphene oxide or a mixture of graphene and graphene oxide, said at least a first resistor (2) being in contact against at least a first surface of the block (1), said block carrying this at least one heating resistor (2) and the electrical heating device (0) comprising at least first and second electrodes (3a, 3b) electrically connected to each other via said at least one first heating resistor ( 2). Dispositif de chauffage électrique (0) selon la revendication 1, dans lequel ladite au moins une première surface du bloc contre laquelle la première résistance électrique (2) est en contact est une surface moulée.An electric heater (0) according to claim 1, wherein said at least one first surface of the block against which the first electric resistor (2) contacts is a molded surface. Dispositif de chauffage électrique selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans laquelle l’un des éléments choisis parmi le bloc (1) et ladite au moins une première résistance (2) est moulé contre l’autre de ces éléments.An electric heater according to any of claims 1 or 2, wherein one of the elements chosen from the block (1) and the said at least one first resistor (2) is molded against the other of these elements. Dispositif de chauffage électrique (0) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle ladite au moins une première résistance (2) est moulée contre des surfaces de chacune desdites première et deuxième électrodes (3a, 3b).An electric heater (0) according to any one of claims 1 to 3, wherein said at least one first resistor (2) is molded against surfaces of each of said first and second electrodes (3a, 3b). Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel le béton fibré ultra haute performance du bloc (1) présente une résistivité électrique supérieure à 60 000 000 Ohm • m à 20 ° Celsius alors que la valeur de la résistivité de la résistance électrique (2) mesurée à 20° Celsius est inférieure à 0,1 ohm • m et supérieure à 0,0005 ohm.m.Heating device according to any one of Claims 1 to 4, in which the ultra-high performance fiber-reinforced concrete of the block (1) has an electrical resistivity greater than 60,000,000 Ohm·m at 20° Celsius, whereas the resistivity value of the electrical resistance (2) measured at 20° Celsius is less than 0.1 ohm·m and greater than 0.0005 ohm.m. Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel plus de 80% de la masse totale du dispositif de chauffage (0) est constituée par du béton fibré ultra haute performance.Heating device according to any one of claims 1 to 5, in which more than 80% of the total mass of the heating device (0) consists of ultra-high performance fiber-reinforced concrete. Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel ladite première électrode (3a) est disposée entre le bloc (1) et une première surface de contact appartenant à ladite au moins une première résistance de chauffe (2) et ladite deuxième électrode (3b) est disposée entre le bloc (1) et une seconde surface de contact appartenant à ladite au moins une première résistance de chauffe (2).Heating device according to any one of Claims 1 to 6, in which the said first electrode (3a) is arranged between the block (1) and a first contact surface belonging to the said at least one first heating resistor (2) and said second electrode (3b) is arranged between block (1) and a second contact surface belonging to said at least one first heating resistor (2). Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ladite première électrode (3a) est disposée dans un premier évidement formé dans le bloc (1) et ladite deuxième électrode (3b) est disposée dans un deuxième évidement formé dans le bloc (1).A heating device according to any one of claims 1 to 7, wherein said first electrode (3a) is disposed in a first recess formed in the block (1) and said second electrode (3b) is disposed in a second recess formed in the block (1). Dispositif de chauffage (0) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel une première portion de ladite au moins une première résistance de chauffe (2) est disposée entre ladite première électrode (3a) et le bloc (1) et une seconde portion de ladite au moins une première résistance de chauffe (2) est disposée entre ladite deuxième électrode (3b) et le bloc (1), ces première et seconde portions de ladite première électrode (2) étant éloignées l’une de l’autre.Heating device (0) according to any one of Claims 1 to 6, in which a first portion of the said at least one first heating resistor (2) is placed between the said first electrode (3a) and the block (1) and a second portion of said at least one first heating resistor (2) is arranged between said second electrode (3b) and the block (1), these first and second portions of said first electrode (2) being remote from one another 'other. Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, comportant également une couche (4) de matériau isolant thermiquement et électriquement, ladite première résistance de chauffe 2 étant intégralement disposée dans un espace défini entre cette couche de matériau isolant 4 et le bloc.Heating device according to any one of claims 1 to 9, also comprising a layer (4) of thermally and electrically insulating material, said first heating resistor 2 being entirely disposed in a space defined between this layer of insulating material 4 and the block. Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, comportant une plaque complémentaire (6) en béton fibré ultra haute performance présentant une résistivité électrique supérieure à 60 000 000 Ohm • m à 20 ° Celsius, ladite première résistance de chauffe (2) étant intégralement disposée dans un espace défini entre cette plaque complémentaire (6) et ledit bloc (1).Heating device according to any one of Claims 1 to 10, comprising a complementary plate (6) made of ultra-high performance fiber-reinforced concrete having an electrical resistivity greater than 60,000,000 Ohm • m at 20° Celsius, said first heating resistor ( 2) being entirely arranged in a space defined between this complementary plate (6) and said block (1). Dispositif de chauffe selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le béton fibré à ultra haute performance du bloc comporte, lorsque durci :
- un dosage en ciment compris entre 550 à 1 000 kg/m3 de béton fibré à ultra haute performance, ledit ciment ayant une granulométrie maximale inférieure à 15 µm et préférentiellement supérieure à 5 µm ; et/ou
- des granulats de taille maximale exclusivement inférieure ou égale à 2 mm ; et/ou
- des additions de type calcaire de granulométrie comprise entre 0,1 et 15 µm ; et/ou
- des additions de type métakaolin de granulométrie comprise entre 5 et 15 µm ; et/ou
- des additions de fumées de silice de granulométrie comprise entre 0.1 et 10 µm ; et/ou
- des fibres représentant entre 1 et 3% du volume total du béton fibré à ultra haute performance.Heating device according to any one of Claims 1 to 11, in which the ultra-high performance fiber-reinforced concrete of the block comprises, when hardened:
- a cement dosage of between 550 and 1000 kg/m3 of ultra-high performance fiber-reinforced concrete, said cement having a maximum particle size of less than 15 μm and preferably greater than 5 μm; and or
- aggregates of maximum size exclusively less than or equal to 2 mm; and or
- additions of the limestone type with a particle size between 0.1 and 15 µm; and or
- additions of the metakaolin type with a particle size between 5 and 15 μm; and or
- additions of silica fumes with a particle size between 0.1 and 10 µm; and or
- fibers representing between 1 and 3% of the total volume of ultra-high performance fiber-reinforced concrete. Dispositif de chauffe selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le matériau constitutif de la première résistance électrique de chauffe (2) contient un substrat liant pour lier entre elles des parties de ladite au moins une première résistance, ces parties étant en graphène ou oxyde de graphène.Heating device according to any one of Claims 1 to 12, in which the material constituting the first electric heating resistor (2) contains a binding substrate for binding together parts of the said at least one first resistor, these parts being in graphene or graphene oxide. Dispositif de chauffe selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le matériau constitutif de la première résistance électrique de chauffe (2) contient du béton fibré ultra haute performance.Heating device according to any one of Claims 1 to 12, in which the material constituting the first electric heating resistor (2) contains ultra-high performance fiber-reinforced concrete. Dispositif de chauffe selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel le graphène, l’oxyde de graphène ou le mélange de graphène et d’oxyde de graphène contenu dans le matériau constitutif de la première résistance électrique de chauffe représente la majorité du volume du matériau constitutif de ladite première résistance de chauffe.Heating device according to any one of Claims 1 to 14, in which the graphene, graphene oxide or the mixture of graphene and graphene oxide contained in the material constituting the first electric heating resistance represents the majority the volume of the material constituting said first heating resistor. Dispositif de chauffe selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel ladite au moins une première surface du bloc (1) comporte un primaire d’accrochage pour améliorer une liaison mécanique entre ladite au moins une première résistance électrique de chauffe et la première surface du bloc.Heating device according to any one of Claims 1 to 15, in which the said at least one first surface of the block (1) comprises a bonding primer to improve a mechanical connection between the said at least one first electric heating resistance and the first surface of the block. Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, comprenant une interface de fixation (5) assujettie au bloc (1) pour pouvoir supporter l’intégralité du bloc via cette interface de fixation.Heating device according to any one of Claims 1 to 15, comprising a fixing interface (5) secured to the block (1) in order to be able to support the entire block via this fixing interface. Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, comportant une surface externe (70) présentant une pluralité de canaux de guidage d’écoulement de fluide (7), chacun de ces canaux de guidage (7) s’étendant suivant sa longueur d’un niveau inférieur du dispositif de chauffage (0) jusqu’à un niveau supérieur du dispositif de chauffage (0).A heating device according to any one of claims 1 to 17, comprising an outer surface (70) having a plurality of fluid flow guide channels (7), each of these guide channels (7) extending along its length from a lower level of the heater (0) to an upper level of the heater (0). Dispositif de chauffage selon la revendication 18, dans lequel la surface externe (70) présentant ladite pluralité de canaux (7) est formée par une partie du dispositif de chauffage qui est en béton fibré ultra haute performance.A heater according to claim 18, wherein the outer surface (70) having said plurality of channels (7) is formed by a portion of the heater which is of ultra high performance fiber concrete. Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 18 ou 19, dans lequel la surface externe (70) présentant ladite pluralité de canaux (7) est obtenue par une pluralité d’ailettes (7a) parallèles entre elles qui s’étendent respectivement vers l’extérieur du dispositif de chauffage (0), chaque canal de guidage (7) comportant un côté longitudinal ouvert délimité par deux desdites ailettes (7a) de la pluralité d’ailettes.Heating device according to any one of Claims 18 or 19, in which the external surface (70) presenting the said plurality of channels (7) is obtained by a plurality of fins (7a) parallel to each other which extend respectively towards the outside of the heating device (0), each guide channel (7) having an open longitudinal side delimited by two of said fins (7a) of the plurality of fins. Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 18 ou 19, dans lequel la surface externe (70) est une surface ondulée composée de plusieurs ondes de profil identique entre ces ondes.A heating device according to any one of claims 18 or 19, wherein the outer surface (70) is a corrugated surface composed of several waves of identical profile between these waves. Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 18 ou 19, dans lequel la surface externe présentant ladite pluralité de canaux (7) est obtenue par une pluralité tubes (7b) traversant le dispositif de chauffage entre ses niveaux inférieur et supérieur.Heating device according to any one of Claims 18 or 19, in which the external surface presenting the said plurality of channels (7) is obtained by a plurality of tubes (7b) passing through the heating device between its lower and upper levels. Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 18 à 22, dans lequel la surface externe (70) appartient à une pièce qui est accolée contre ladite au moins une première résistance électrique de chauffe (2).Heating device according to any one of Claims 18 to 22, in which the outer surface (70) belongs to a part which is placed against the said at least one first electrical resistance heater (2). Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 1 à 23 combinée à la revendication 17, dans lequel le bloc (1) est moulé autour d’une portion de l’interface de fixation (5) pour former une liaison en encastrement entre l’interface de fixation (5) et le bloc (1).Heating device according to any one of Claims 1 to 23 combined with Claim 17, in which the block (1) is molded around a portion of the fixing interface (5) to form a recessed connection between the fixing interface (5) and the block (1). Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel le dispositif est une dalle de sol constituant un plancher chauffant d’un bâtiment.Heating device according to any one of claims 1 to 15, in which the device is a floor slab constituting a heated floor of a building. Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel le dispositif appartient à un mur chauffant d’un bâtiment.A heating device according to any one of claims 1 to 15, wherein the device belongs to a heating wall of a building. Procédé de fabrication d’un dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 1 à 26, dans lequel ladite première résistance de chauffe (2) est formée par application sur le bloc d’un mélange liquide contenant un solvant liquide et contenant du graphène ou de l’oxyde de graphène ou une combinaison de graphène et d’oxyde de graphène et par élimination du solvant contenu dans le mélange ainsi appliqué sur le bloc pour former un matériau rigide constitutif de la première résistance de chauffe (2).A method of manufacturing a heating device according to any one of claims 1 to 26, wherein said first heating resistor (2) is formed by applying to the block a liquid mixture containing a liquid solvent and containing graphene or graphene oxide or a combination of graphene and graphene oxide and by eliminating the solvent contained in the mixture thus applied to the block to form a rigid material constituting the first heating resistor (2).
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