FR3129419A1 - Composant de plancher chauffant et plancher chauffant - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un composant de plancher chauffant modulaire comprenant une plaque de liège (10) et un film chauffant (11) fixé sur cette plaque, ledit film chauffant étant sous la forme d’une couche mince et comprenant au moins un moyen de connexion électrique (12,13) à un autre composant et/ou à une alimentation électrique, ainsi qu’un plancher chauffant modulaire comprenant une pluralité de tels composants. Figure pour l’abrégé : Fig. 1.

Description

COMPOSANT DE PLANCHER CHAUFFANT ET PLANCHER CHAUFFANT
L’invention concerne le domaine technique du chauffage pour des bâtiments ou des véhicules, notamment ferroviaires.
De nombreux systèmes sont aujourd’hui proposés pour le chauffage de bâtiments en lieu et place de radiateurs alimentés en eau chaude par une chaudière ou une pompe à chaleur ou encore en électricité.
Il peut s’agir de dispositifs de climatisation ou encore de planchers chauffants.
Ces derniers présentent l’avantage de procurer un confort plus important que les dispositifs de climatisation, basés sur une régulation de la température de l’air. En effet, ces derniers génèrent des mouvements d'air qui créent un inconfort pour les personnes présentes dans la pièce.
Au contraire, un plancher chauffant est du type rayonnant, dans la mesure où une part très importante de l'énergie thermique (typiquement de l'ordre de 80%) est transmise à la pièce par rayonnement. Ceci génère de faibles gradients de température et évite tout mouvement d’air pouvant créer un inconfort.
On rappelle ici que la transmission de la chaleur ou du froid peut s’effectuer par conduction, par convection ou par rayonnement.
Le rayonnement est un mode d’échange d’énergie par émission et absorption de radiations électromagnétiques.
Ainsi, lorsque le plancher réchauffe la pièce, c’est lui qui rayonne et les corps physiques de la pièce (les personnes, les objets…) qui absorbent l’énergie thermique émise par le plancher.
On connait plusieurs types de planchers chauffants et notamment des planchers constitués de dalles isolantes supportant des tuyaux raccordés à un réseau d’alimentation en eau chaude, ces dalles étant ensuite recouvertes d’une chape d’enrobage en béton.
Ces planchers sont largement utilisés mais seulement lors de la construction du bâtiment, compte tenu des raccords au réseau d’alimentation en eau et de la réalisation d’une chape en béton.
Par ailleurs, ils présentent une épaisseur relativement importante, typiquement comprise entre 40 et 180 mm, du fait notamment de la présence d’une chape en béton.
Les dalles sont réalisées en matière plastique qui génèrent des déchets difficiles recyclables.
Leur installation nécessite l’intervention d’un professionnel, ce qui renchérit les coûts de construction.
L’invention a donc pour objectif de proposer un plancher chauffant surmontant ces inconvénients et notamment pouvant être mis en place lors de la construction d’un bâtiment ou lors d’une rénovation ultérieure, sans compétence particulière, et dont l’épaisseur peut être relativement faible tout en présentant de très bonnes performances thermiques, ce plancher étant formé d’une pluralité de composants.
Ainsi, l’invention concerne un composant de plancher chauffant rayonnant modulaire, comprenant une plaque de liège et un film chauffant fixé sur cette plaque, ledit film chauffant étant sous la forme d’une couche mince et comprenant au moins un moyen de connexion électrique à un autre composant et/ou à une alimentation électrique.
Dans des modes de réalisation avantageux, on a de plus recours à l’une et/ou à l’autre des dispositions suivantes :
- l’épaisseur de la plaque de liège est comprise entre 2 et 10 mm.
- le film chauffant comprend un élément chauffant placé à plat entre deux couches en matériau électriquement isolant.
- le matériau électriquement isolant est du polyester.
- ledit au moins un moyen de connexion électrique comporte une partie électrique entourée de mousse et placée dans un boitier.
- le composant comprend deux moyens de connexion électrique.
- les dimensions de la plaque de liège et du film chauffant sont sensiblement identiques.
- le composant comprend également une couche de revêtement fixée sur le film chauffant.
L’invention concerne également un plancher rayonnant modulaire comprenant une pluralité de composants selon l’invention raccordés électriquement entre eux grâce aux dits moyens de connexion électrique.
Ainsi, la maintenance du plancher est très simple puisque chaque composant peut être remplacé indépendamment des autres, lorsqu'un problème survient au niveau par exemple d’une connexion électrique.
L’invention sera mieux comprise et d’autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit et qui est faite au regard des dessins annexés sur lesquels :
est une vue en coupe de deux composants de plancher chauffant selon l’invention.
est une vue en perspective et éclatée d’un exemple de deux composants de plancher chauffant selon l’invention.
est une vue de dessus montrant l’assemblage de plusieurs composants grâce à des connecteurs électriques.
illustre deux connecteurs mâle et femelle assemblés.
est une vue en perspective et éclatée d’un connecteur femelle.
est une vue de dessus d’un connecteur mâle.
Les éléments communs aux différentes figures seront désignés par les mêmes références. De plus, les indices « a » ou « b » insérés après une référence numérique désignent des éléments similaires à ceux présentant cette référence numérique et précédemment décrits, c’est pourquoi ces éléments similaires ne sont pas de nouveau décrits en détail.
La montre qu’un composant 1 de plancher selon l’invention comprend une plaque de liège 10 sur laquelle un film chauffant 11 est fixé.
Cette plaque présente en général une forme parallélépipédique.
L’épaisseur de la plaque de liège est supérieure à 2 mm et, de préférence, comprise entre 2 et 10 mm.
Grâce aux qualités intrinsèques du liège, cette plaque confère au composant présentant de bonnes qualités acoustique, d’isolation thermique (sa conductivité thermique étant inférieure à 0,05 W/m.K), et de résistance au feu.
Elle offre ainsi une sécurité plus importante dans les habitations, comparativement aux dalles réalisées dans des matières plastiques.
Le liège présente également une résistance à la compression élevée, si bien que le composant n’aura pas tendance à se déformer à l’usage et résistera à des charges lourdes.
Le film chauffant 11 se présente sous la forme d'une couche mince.
Il comporte un élément chauffant, par exemple une piste conductrice métallique, en carbone ou en tout autre matériau conducteur, placée à plat entre deux films isolants électriquement et reliée à au moins l’une de ses extrémités à un connecteur électrique.
La piste conductrice peut notamment être réalisée en aluminium. Les films isolants électriquement peuvent être réalisés en une matière synthétique ou composite, par exemple en polyester. L'épaisseur d'un tel film est classiquement de l'ordre de quelques centaines de microns.
L'invention s'intéresse plus particulièrement à un film chauffant dont l'élément chauffant est inséré entre deux couches support en polyester.
Il est collé sur la plaque en liège grâce à un adhésif transfert, une colle à l’eau en pulvérisation avec réticulation sous pression, ou une colle hot melt (ré-activable à chaud).
De préférence, le film chauffant 11 recouvre complètement la plaque en liège 10. Les irrégularités dues à l’élément chauffant sont absorbées par la plaque de liège.
Le composant 1 et le plancher chauffant constitué d’une pluralité de composants sont destinés à être recouvert par un revêtement de sol 2, tel qu’un plancher laminé, en pose sèche sans colle ou encore du carrelage, en pose humide avec colle.
C’est pourquoi le composant selon l’invention peut également comporter, sur sa face opposée à la plaque de liège, un revêtement 14. Il peut notamment s’agir d’un textile non-tissé. Un tel revêtement est utile pour permettre une adhésion entre le composant et une colle pour carrelage. En revanche, il est facultatif lorsque le plancher chauffant est recouvert de bois par exemple.
Dans l’exemple illustré aux figures 2 et 3, le film 11,11a de chaque composant 1,1a comporte, de préférence, deux connecteurs électriques 12,13 ;12a,13a sur deux bords différents 110 et 111 ;110a et 111a et ici en vis à vis.
Ces connecteurs permettent de relier les composants entre eux à la fois électriquement et mécaniquement et ils seront décrits plus en détail au regard des autres figures.
La illustre deux composants selon l’invention, en vue éclatée et avant qu’ils ne soient connectés entre eux.
Chaque composant 1,1a comporte une plaque de liège 10, 10a ainsi qu’un film chauffant 11, 11a, tous deux de forme rectangulaire. Dans l’exemple illustré, chaque composant 1,1a comporte également un revêtement 14,14a, notamment un textile non tissé.
Il comporte également un connecteur 12,13 ; 12a,13a sur deux parois opposées 110,111 ; 110a,111a du film chauffant 11 ;11a. Ces deux parois opposées correspondent ici aux deux petits côtés du composant.
Les connecteurs 12,13 ;12a,13a sont respectivement du type mâle et femelle, de telle sorte que les composants 1 et 1a peuvent être reliés électriquement entre eux grâce aux connecteurs femelle 13 et mâle 12a, comme l’illustre la qui montre deux composants 1,1a assemblés.
La montre que le film chauffant 11,11a de chaque composant 1,1a comporte une encoche 112,113 ;112a,113a sur chacune des parois opposées 110,111 et 110a,111a sur lesquelles est prévu un connecteur. Chaque encoche 112,113;112a,113a débouche sur cette paroi 110,111 ;110a,111a et le connecteur correspondant 12,13 ; 12a,13a s’étend dans cette encoche. Sur la , les connecteurs sont représentés détachés du film chauffant pour faire apparaître les encoches.
De même, la plaque de liège 10,10a comporte une encoche sur chacune des deux parois opposées 100,101 ;100a,101a qui correspondent aussi aux deux petits côtés du composant et de la plaque. Chaque encoche débouche sur cette paroi 100,101 ;100a,101a et elle coïncide avec l’encoche correspondante 112,113;112a,113a du film chauffant 11,11a. Le connecteur correspondant 12,13 ;12a,13a s’étend également dans cette encoche de la plaque de liège. Seules les encoches 103 ;103a situées sur les parois 101 ;101a sont illustrées sur la .
Lorsqu’il est prévu, le revêtement 14,14a de chaque composant 1,1a comporte également une encoche sur deux parois opposées 140,141 ;140a,141a qui correspondent aussi aux deux petits côtés du composant et du revêtement. Chaque encoche 142,143 ;142a,143a débouche sur cette paroi 140,141 ;140a,141a et elle coïncide avec l’encoche correspondante du film chauffant 11,11a et de la plaque de liège 10,10a. Le connecteur correspondant 12,13 ; 12a,13a s’étend également dans cette encoche du revêtement.
En pratique, l’épaisseur du composant correspond ou est supérieure à l’épaisseur des connecteurs si bien que les deux grandes surfaces en vis-à-vis du composant sont planes.
Un plancher chauffant sera obtenu en déposant sur le sol une pluralité de composants selon l’invention et en les connectant électriquement entre eux.
La montre que les composants 1 et 1a sont connectés entre eux en insérant l’un dans l’autre le connecteur femelle 13 du composant 1 et le connecteur mâle 12a du composant 1a.
La illustre de manière plus précise ces deux connecteurs 13 et 12a reliés entre eux.
Elle montre que chaque connecteur 13,12a est relié à deux extrémités 112,113 ;114a,115a de la piste conductrice du film chauffant 11,11a du composant 1, 1a. Les constituants des connecteurs sont décrits plus précisément en référence aux figures 5 et 6.
Ainsi, en reliant ensemble les connecteurs 13 et 12a, le courant est susceptible de circuler entre les deux composants 1,1a qui s’étendent selon une première ligne 3. Cette première ligne peut bien sûr comporter d’autres composants selon l’invention, par exemple en amont du composant 1.
Lorsque cette première ligne est formée, sa longueur correspond à une dimension, par exemple la longueur de la pièce dans laquelle le plancher est posé.
Il convient alors de former une deuxième ligne 4, parallèle à la première.
Le composant 1b se situe sur cette deuxième ligne 4.
La connexion électrique entre le composant 1a et le composant 1b est réalisée par un moyen de connexion 5 en U. Ce moyen 5 comporte un connecteur mâle 52 et un connecteur femelle 53 reliés par un câble électrique 54.
Les connecteurs 52 et 53 ont ici la même structure que les connecteurs présents sur les films chauffants des composants selon l’invention.
Ainsi, le connecteur femelle 13a du composant 1a est inséré dans le connecteur mâle 52 du moyen de connexion 5, tandis que le connecteur femelle 53 du moyen de connexion 5 est inséré dans le connecteur mâle 12b du composant 1b.
D’autres composants (non illustrés) peuvent ensuite être reliés électriquement au composant 1b selon la ligne 4 pour la former complétement. Une fois que la ligne 4 correspond à la longueur de la pièce, une troisième ligne, parallèle aux deux premières, est formée de façon similaire, une connexion électrique étant là encore assurée entre la deuxième ligne et la troisième ligne grâce à un moyen de connexion 5.
On comprend donc que la liaison électrique entre les composants forme un serpentin.
L’alimentation électrique de l’ensemble de ces composants est par exemple réalisée grâce à un fil électrique (non illustré). Ce fil comporte une première extrémité destinée à être connectée à une source d’alimentation électrique et une deuxième extrémité qui est munie d’un connecteur femelle (comme les connecteurs 13 et 53), destiné à être relié par exemple au connecteur mâle 12 du premier composant 1.
Il est maintenant fait référence aux figures 5 et 6 qui illustrent un connecteur femelle et un connecteur mâle afin de décrire plus précisément leur structure.
La montre le connecteur femelle 13 non assemblé pour mieux illustrer ses différents constituants. Est également illustrée une partie d’extrémité du film 11.
Chaque extrémité de piste conductrice 112, 113 se prolonge par un plot 1120,1130.
Le connecteur 13 comprend une partie électrique 130 composée de deux câbles électriques parallèles 1301,1302. D’un premier côté de cette partie électrique, les extrémités libres 1303,1304 de chaque câble sont destinées à être reliées électriquement aux plots 1120,1130 du film 11.
De part et d’autre de la partie électrique 130, est prévue une feuille 131,132 en mousse.
L’ensemble est enfermé dans un boitier en deux parties 133,134 qui, avec la mousse, assure l’étanchéité du connecteur.
La partie 134 du boitier comporte, sur une de ces parois 1340, un élément de connexion 1341 avec deux évidements 1342,1343 dans lesquels sont destinées à être insérées les deux autres extrémités libres 1305,1306 de chaque câble, l’élément 1341 comportant également deux pattes d’encliquetage 1344,1345 de part et d’autre des évidements.
La montre un connecteur mâle 12 avec une partie électrique 120 dont les deux câbles sont, à une extrémité, raccordés à des plots 1140,1150 de chaque extrémité de piste conductrice 114,115 du film chauffant 11. L’autre extrémité des câbles est insérée dans deux éléments en saillie 1242 et 1243 de l’élément de connexion 1241 prévu sur une partie (ici en matière transparente) 124 du boitier du connecteur. Le boitier comporte une autre partie qui n’est pas illustrée sur la , la partie électrique 120 étant insérée entre la partie 124 et cette autre partie, placée en vis-à-vis de la partie 124. Ces deux éléments en saillie seront insérés dans les évidements de l’élément de connexion du connecteur femelle lorsque le connecteur 12 sera connecté à un connecteur femelle.
Ces éléments en saillie 1242,1243 sont entourés par deux branches 1244,1245 à l’intérieur desquelles les deux pattes d’encliquetage d’un connecteur femelle viendront se fixer lorsque le connecteur 12 sera connecté à ce connecteur femelle.
La pose des composants est extrêmement simple puisque les connecteurs électriques assurent à la fois la connexion électrique, le verrouillage mécanique entre les composants ainsi que l’étanchéité.
Le plancher pourra également comprendre de simples plaques de liège associées à des composants selon l’invention.
Outre les qualités d’isolation thermique et de résistance au feu déjà mentionnées, ce plancher pourra s’adapter à tout type de sols, nouveaux ou anciens. En effet, la plaque de liège permet, dans certaines limites, de niveler le sol et peut donc être utilisé dans le cadre de rénovations.
En effet, même si le sol n’est pas très bien nivelé, le composant selon l’invention peut s’y conformer grâce à la souplesse du liège et du film chauffant et ceci, sans cassures mécaniques ou ruptures électriques.
Il est particulièrement adapté à des rénovations puisque rien ne doit être détruit au préalable.
Ce plancher permet d’obtenir une isolation thermique par rapport au sol qui est importante, grâce à la présence de la plaque de liège.
Par ailleurs, le film chauffant assure une grande homogénéité de température sur toute la surface du composant. Ceci renforme la sensation de confort apporté par le chauffage par rayonnement.
On peut encore noter que le plancher selon l'invention présente de bonnes performances au feu grâce à la présence du liège. Elles sont bien supérieures à celles de planchers comportant des dalles ou de la mousse en matière plastique.
Il a également une résistance à la compression qui est très élevée, toujours grâce à la présence du liège.
Ce plancher est bien adapté à des pièces humides comme la cuisine et la salle de bain, car l’étanchéité entre les composants est assurée grâce aux connecteurs.
Par ailleurs, la maintenance du plancher peut être facilement assurée en changeant uniquement le composant défaillant.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d’être décrits et le composant pourrait notamment présenter une forme différente.

Claims (9)

  1. Composant de plancher chauffant modulaire comprenant une plaque de liège (10,10a) et un film chauffant (11,11a) fixé sur cette plaque, ledit film chauffant étant sous la forme d’une couche mince et comprenant au moins un moyen de connexion électrique (12,13 ;12a,13a) à un autre composant et/ou à une alimentation électrique.
  2. Composant selon la revendication 1, dans lequel l’épaisseur de la plaque de liège est comprise entre 2 et 10 mm.
  3. Composant selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le film chauffant comprend un élément chauffant placé à plat entre deux couches en matériau électriquement isolant.
  4. Composant selon la revendication 3, dans lequel le matériau électriquement isolant est du polyester.
  5. Composant selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ledit au moins un moyen de connexion électrique (12,13) comporte une partie électrique (120,130) entourée de mousse et placée dans un boitier.
  6. Composant selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant deux moyens de connexion électrique.
  7. Composant selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les dimensions de la plaque de liège et du film chauffant sont sensiblement identiques.
  8. Composant selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant également une couche de revêtement (14,14a) fixée sur le film chauffant.
  9. Plancher chauffant modulaire comprenant une pluralité de composants selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, raccordés électriquement entre eux grâce aux dits moyens de connexion électrique.

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