WO2004047492A1 - Procede de fabrication d'une structure de chauffage par rayonnement - Google Patents

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WO2004047492A1
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heating
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Marc Kuntz
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Electricite De France, Societe Anonyme
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    • H05B3/286—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material the insulating material being an organic material, e.g. plastic
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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • the invention relates to the field of heating elements, such as radiant heating panels.
  • Heating structures of this type substantially in the form of a plate, comprise a heating layer comprising at least one electrical resistance intended to be supplied electrically to produce a heating by Joule effect.
  • This heating layer is advantageously fixed between two layers of reinforcements which are preferably electrical insulators.
  • the fixing of the heating layer between the two reinforcing layers is carried out by injecting a resin which is polymerized by raising the temperature, which moreover makes it possible to stiffen the heating structure obtained.
  • the injected resin is loaded with radiant additives, such as plaster particles.
  • the resin thus loaded does not make it possible to adhere satisfactorily the abovementioned reinforcements and / or electrical resistance and the detachment of an element of the heating structure, in service, has often been observed.
  • the present invention improves the situation.
  • a radiant heating structure comprising at least:
  • a heating layer comprising at least one electrical resistance intended to be supplied electrically to produce a heating by Joule effect
  • a radiant layer mainly comprising radiating additives
  • insulating layer and the radiating layer being arranged on either side of the heating layer.
  • this heating structure is substantially in the form of a plate, with an insulating face and an opposite face, which is radiant heating.
  • the terms "in the form of a plate” denote both a planar shape and a substantially curved or even curved shape.
  • the present invention further provides a method of manufacturing such a heating structure, in which: a) a stratification is introduced into a mold comprising at least the above-mentioned electrical resistance and reinforcements, and b) the following are injected into the mold: - by an opening formed in a first wall of the mold opposite a face of the stratification intended to form the radiating layer, a first resin loaded with radiant additives and polymerizable in the mold, and - by an opening formed in a second wall of the mold opposite one side of the lamination intended to form the insulating layer, a second resin more fluid than the first resin and polymerizable in the mold.
  • the insulating nature of the thermally insulating layer is advantageously provided by an insulating sheet which is introduced into the mold, with the aforementioned stratification and facing the second wall through which the second more fluid resin is injected.
  • the second resin may include insulating additives and, despite the presence of such insulating additives, retain a greater fluidity than that of the first resin.
  • the manufacturing of the heating structure is carried out by pultrusion and the aforementioned mold is a pultrusion mold comprising an inlet end and an outlet end, between which, in step b), said advancement is made stratification while injecting the first and second resins.
  • This progression is preferably fast enough to limit the diffusion of the radiating additives towards the second wall of the mold.
  • the respective injection rates of the first and second resins are chosen as a function of a speed of progression of the aforementioned stratification in the pultrusion mold and to limit the diffusion of the radiating additives towards the second wall of the mold, while allowing diffusion of the radiant additives in the heating layer.
  • the present invention also relates to a mold for implementing the method and comprising:
  • this mold is a pultrusion mold and comprises, for this purpose, an inlet end and an outlet end, between which the aforementioned stratification can progress.
  • FIG. 1 schematically shows a heating structure S within the meaning of the present invention
  • FIG. 2 schematically shows a cross-sectional view (along the section line II-II) of the heating structure S of Figure 1;
  • FIG. 3 shows schematically a pultrusion installation for the manufacture of heating structures; and FIG. 4 schematically represents the progression of the heating structure S in a pultrusion mold 1.
  • a heating structure S has a general shape of plate, substantially curved.
  • the heating structure S is supplied electrically via at least one connection module Ml, provided on an end edge of the heating structure S.
  • This heating structure S can be intended for heating domestic spaces, as house radiators connected to the electrical network.
  • the heating structure S can be used as a reinforcing structure (such as a reinforcing beam, or even a plinth) in industrial, domestic or even public premises.
  • provision may be made, for example, for a plurality of heating structures S, in the form of heating panels, assembled to each other by electrical connection modules Ml and M2, to form the covering of a wall. , or a set of reinforcement beams from a construction in an industrial or public premises (bus shelter or other).
  • the heating structure S finds a non-negligible interest in heated stadium seats, or even as living baths (thus allowing water to be kept at the desired temperature).
  • Another particularly advantageous application relates to the automotive field.
  • a radiant heating structure of the type shown in FIG. 1 can be used for demisting a windshield, such a structure forming an integral part or playing the role of a dashboard for the passenger compartment of the vehicle automobile, or even playing the role of lateral reinforcements in the passenger compartment.
  • the heating structure within the meaning of the present invention comprises a heating film FC sandwiched between two reinforcing layers C1 and C2.
  • Each reinforcing layer C1 and C2 comprises a network FV of glass or carbon fibers each embedded in respective resins RI and R2, which poly erize by raising the temperature, for example in a pultrusion mold as will be seen below.
  • the reinforcing layer C1 comprises a resin RI charged with particles P which play the role of radiant additives.
  • radiant additives can be particles of cast aluminum, wood, vermiculite.
  • these particles are mineral, such as marble particles.
  • these radiating additives are plaster particles, the plaster having at least the following advantages:
  • such powdery additives with high emissivity, give the heating structure S heating properties, by radiation.
  • the application of such a radiating structure S is advantageous (but not limited) in open public places, in which a current of air circulates regularly and for which costs of heating by convection would be prohibitive.
  • radiation heating provides the sensation of gentle heating, without air mixing, by the emission of electromagnetic waves in the infrared range. The walls, floors and other elements of a passenger compartment, upon reception of these waves, "convert" them into heat.
  • the structure S further comprises an insulating layer IS, on its face F2, opposite to the radiating face FI.
  • the insulation IS can be a sheet of mineral wool, such as glass wool or, preferably, rock wool.
  • the FC heating film contains at least one electrical resistance.
  • this heating film FC can be formed of a plastic film on which one or more resistors are screen printed. Alternatively, the use of a fabric of carbon fibers can also be envisaged.
  • the heating film FC may be a network of conductive wires.
  • the heating film FC consists of one or more types of electrically resistive materials, intended to be electrically supplied and capable of producing heat by Joule effect when they are traversed by an electric current.
  • the use of a fabric of carbon fibers ensures satisfactory impregnation of the resins RI and R2 in which it is embedded, which makes it possible to obtain good adhesion of the heating film FC in the heating structure S.
  • the heating film is a screen-printed film
  • openings arranged in the film are advantageously provided.
  • the resins RI and R2 can then interpenetrate during the injection step into the mold.
  • a heating film FC can be provided, produced in the form of a fabric of fibers, for example glass fibers, in which an electrically conductive wire is overstitched, or in which the fibers are impregnated with a conductive polymer.
  • the radiating composite profile thus formed by the heating structure S has a first face FI with high radiating power and a second opposite face F2, insulating, while the reinforcements FV ensure satisfactory mechanical strength of the structure S.
  • the particles P preferably of plaster and the majority in the radiating reinforcement layer C1, provide both a high emissivity and good mechanical strength of the structure S.
  • the reinforcement layer C2 comprising the insulator IS, comprises substantially less radiating particles P than the reinforcing layer Cl intended to radiate.
  • the first resin RI is initially loaded with particles P, to form the radiating layer Cl, while the resin R2, more fluid, does not include such additives radiant.
  • FIG. 3 to describe a process for manufacturing the structure S, by pultrusion in a preferred embodiment.
  • the pultrusion process allows the production of polymer matrix profiles, reinforced with continuous reinforcements.
  • the reinforcements such as fabrics or fibers of glass or carbon FV, come from coils B placed on supports at the head of the pultrusion machine.
  • the heating film in an embodiment where it is in the form of a carbon fiber fabric FC, as well as the insulating sheet IS, in the embodiment where it is in the form of a woolen sheet rock, are arranged on supports which confer freedom of rotation so that all of the coils are unwound continuously.
  • Guides and racks 2 orient the fibers, the heating film and the insulating sheet by positioning them under a substantially identical tension to constitute the skeleton of the future composite forming the structure S.
  • a die 1 which ensures the maintenance of the assembly and the polymerization of the resins by heating.
  • This die is therefore in the form of a heating mold (hereinafter called "pultrusion mold"), into which the first RI and second R2 resins mentioned above are injected. These first and second resins harden by polymerization in the pultrusion mold.
  • the advancement of the various constituents, along the x axis, is ensured by a traction device 3 located downstream of the pultrusion mold 1.
  • the station 4 of the pultrusion installation comprises a cutting and ventilation device for thus recover the heating structure S for which it only remains to provide one or more connection modules Ml and M2 of its heating film FC.
  • the resins injected (arrows RI and R2) in the pultrusion mold 1 are thermoplastic.
  • the station 4 of the pultrusion installation can be preceded by a station for bending the composite profile at the outlet of the mold 1, so as to give it a chosen shape, curved or other.
  • polymer matrices intended to form the protective layers C1 and C2 by impregnating the fibers or FV fabrics of glass or carbon, may advantageously be thermoplastic resins of the PBT type (for "polybutylene terephalate") or also of the polycaprolactone type, making it possible, at the outlet of the pultrusion mold, thermoforming of the structure.
  • pultrusion makes it possible to obtain shapes of profiles both planar and curved, or even more complex shapes, of solid or hollow sections.
  • FIG. 4 in which the stratification STR of FIG. 3, formed by the insulating sheet IS, the heating film FC and the glass or carbon fibers FV, for example in woven form, penetrates into the end. inlet 10 of the pultrusion mold 1.
  • a double injection of resins is then provided (arrows RI and R2) through openings 12 and 13 formed in the mold 1, on opposite walls and respectively opposite the heating film FC and the insulating sheet IS.
  • R2 resin is standard (PBT type or epoxy type, or other).
  • the other RI resin is injected into a lower part of the mold 1.
  • the resin RI is more viscous and loaded with radiant additives to form the radiating matrix of the profile.
  • the resin RI substantially coats the heating film FC which advantageously has openings to promote an interpenetration of the two resins RI and R2.
  • the fluid resin R2 is injected through the opening 13 into an upper wall of the mold 1, while the resin RI, viscous, is injected through the opening 12 arranged in a lower wall of the mold 1, which allows, by gravity, to limit the contamination of the thermally insulating layer C2 by the radiating additives.
  • the respective flow rates of the resins RI and R2 are controlled as a function of the speed of progression of the stratification STR in the pultrusion mold 1, as a function of the charge of the resin RI in radiating additives and as a function of the speed of polymerization of resins at mold temperature.
  • a flow rate of the fluid resin R2 is provided of approximately 0.5 to 1.5 l / minute and a flow rate of the viscous resin RI of approximately 0.5 to 1.5 1 / minute for approximately a mass of 900 kg of radiant additives in one m 3 of resin of the thermosetting polyester type.
  • the resins RI and R2, of the aforementioned type polymerize in the pultrusion mold 1 at temperatures of the order of 100 to 150 ° C.
  • the preformed heating structure S is evacuated by an outlet end 11 of the pultrusion mold 1 and progresses to a bending station equipped with a press comprising pressure members PI and P2, to give the structure S a form chosen by bending, in a preferred embodiment according to which the resins RI and R2 are thermoplastic.
  • connection module M1 for electrically supplying the heating film FC.
  • one of the thicknesses of reinforcements FV can be eliminated in the layer C1 or in the layer C2.
  • a thickness of resin R2 can be kept between a thermally insulating sheet IS and the heating film FC, without reinforcements FV.
  • an insulating sheet IS is introduced into the lamination which is embedded by the resins RI and R2.
  • this insulating sheet can be omitted and the insulating nature of the face F2 of the structure is ensured by the injection of an R2 resin itself loaded with insulating additives, such as ceramic particles.
  • the R2 resin even loaded with such insulating additives, remains more fluid than the RI resin loaded with radiant additives such as plaster particles.
  • the insulating face F2 of the structure can also comprise both an insulating sheet IS and a resin R2 loaded with insulating additives of the aforementioned type, in applications where it is advantageous to perfect the insulation of the face F2 of the heating structure within the meaning of the invention.
  • These insulating additives are not shown in the figures for the sake of clarity, but they are predominant near the insulating face F2.
  • composite sections to form the heating structure S can be produced by any other forming technique, such as molding by reaction (or RIM for "Reaction Injection Molding"), compression molding, of BMC type (for "Bulk Molding Compound”) or of SMC type (for "Sheet Molding Compound”).
  • a viscous resin RI loaded with radiant additives P and a more fluid resin R2 are injected through two opposite openings. ensuring the joining of all the elements of the structure.

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Abstract

L'invention concerne la fabrication d'une structure (S) chauffante par rayonnement comprenant une couche chauffante (FC) alimentée électriquement pour produire un chauffage par effet Joule, une couche rayonnante (Cl)comprenant des additifs rayonnants (P) et une couche thermiquement isolante (IS). La couche isolante (IS) et la couche rayonnante (Cl) sont fixées de part et d'autre de la couche chauffante (FC). Selon l'invention, cette structure est obtenue par une double injection (12,13) de résines polymérisables dans un moule de chauffage (1), une première résine (R1) étant chargée en additif rayonnant (P) du côté du film chauffant (FC) et une seconde résine (R2) plus fluide du côté de l'isolant (IS).

Description

Procédé de ffabrication d'une structure de chauffage par rayonnement
L'invention concerne le domaine des éléments de chauffage, tels que des panneaux de chauffage par rayonnement.
Des structures chauffantes de ce type, sensiblement en forme de plaque, comportent une couche chauffante comprenant au moins une résistance électrique destinée à être alimentée électriquement pour produire un chauffage par effet Joule. Cette couche chauffante est avantageusement fixée entre deux couches de renforts qui sont préférentiellement des isolants électriques.
La fixation de la couche chauffante entre les deux couches de renforts s'effectue en injectant une résine que l'on polymérise par élévation de température, ce qui permet d'ailleurs de rigidifier la structure chauffante obtenue.
Pour conférer à cette structure des propriétés de rayonnement thermique, la résine injectée est chargée en additifs rayonnants, tels que des particules de plâtres.
Cependant, la résine ainsi chargée, une fois polymérisée, ne permet pas de coller de façon satisfaisante les renforts et/ou la résistance électrique précités et le décollement d'un élément de la structure chauffante, en service, a souvent été observé.
La présente invention vient améliorer la situation. Elle propose tout d'abord une structure chauffante par rayonnement, comportant au moins :
- une couche chauffante comprenant au moins une résistance électrique destinée à être alimentée électriquement pour produire un chauffage par effet Joule,
- une couche rayonnante, comprenant majoritairement des additifs rayonnants, et
- une couche sensiblement isolante thermiquement; la couche isolante et la couche rayonnante étant disposées de part et d'autre de la couche chauffante.
Avantageusement, cette structure chauffante est sensiblement en forme de plaque, avec une face isolante et une face, opposée, chauffante par rayonnement. Les termes "en forme de plaque" désignent aussi bien une forme plane qu'une forme sensiblement courbe, ou encore cintrée.
La présente invention propose en outre un procédé de fabrication d'une telle structure chauffante, dans lequel : a) on introduit dans un moule une stratification comportant au moins la résistance électrique précitée et des renforts, et b) on injecte dans le moule : - par une ouverture formée dans une première paroi du moule en regard d'une face de la stratification destinée à former la couche rayonnante, une première résine chargée en additifs rayonnants et polymérisable dans le moule, et - par une ouverture formée dans une seconde paroi du moule en regard d'une face de la stratification destinée à former la couche isolante, une seconde résine plus fluide que la première résine et polymérisable dans le moule.
Le caractère isolant de la couche thermiquement isolante est avantageusement conféré par une feuille isolante que l'on introduit dans le moule, avec la stratification précitée et en regard de la seconde paroi par laquelle est injectée la seconde résine plus fluide. En complément ou en variante, la seconde résine peut comporter des additifs isolants et, malgré la présence de tels additifs isolants, conserver une fluidité plus grande que celle de la première résine.
Dans une réalisation avantageuse, la fabrication de la structure chauffante est menée par pultrusion et le moule précité est un moule de pultrusion comprenant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, entre lesquelles, à l'étape b) , on fait progresser ladite stratification tout en injectant les première et seconde résines. Cette progression est, de préférence, suffisamment rapide pour limiter la diffusion des additifs rayonnants vers la seconde paroi du moule.
Dans une réalisation préférentielle, les débits respectifs d'injection des première et seconde résines sont choisis en fonction d'une vitesse de progression de la stratification précitée dans le moule de pultrusion et pour limiter la diffusion des additifs rayonnants vers la seconde paroi du moule, tout en autorisant une diffusion des additifs rayonnants dans la couche chauffante. La présente invention vise aussi un moule pour la mise en œuvre du procédé et comportant :
- une première paroi et une seconde paroi opposée à ladite première paroi,
- des premiers moyens d'injection d'une première résine polymérisable dans le moule et chargée en additifs minéraux, par une première ouverture du moule formée dans ladite première paroi, et - des seconds moyens d'injection d'une seconde résine polymérisable dans le moule et plus fluide que la première résine, par une seconde ouverture formée dans ladite seconde paroi.
Dans une réalisation préférentielle, ce moule est un moule de pultrusion et comporte, à cet effet, une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, entre lesquelles la stratification précitée peut progresser.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci- après, et des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement une structure chauffante S au sens de la présente invention ; - la figure 2 représente schématiquement une vue en coupe transversale (selon la ligne de coupe II-II) de la structure chauffante S de la figure 1 ;
- la figure 3 représente schématiquement une installation de pultrusion pour la fabrication de structures chauffantes ; et - la figure 4 représente schématiquement la progression de la structure chauffante S dans un moule de pultrusion 1.
On se réfère tout d'abord à la figure 1, sur laquelle une structure chauffante S présente une forme générale de plaque, sensiblement courbe. La structure chauffante S est alimentée électriquement par l'intermédiaire d'au moins un module de connexion Ml, prévu sur un bord d'extrémité de la structure chauffante S.
Cette structure chauffante S peut être destinée au chauffage d'habitacles domestiques, en tant que radiateurs de maison connectés au réseau électrique. Dans d'autres applications, la structure chauffante S peut être utilisée comme structure de renfort (telle qu'une poutre de renfort, ou encore une plinthe) dans des locaux industriels, domestiques, ou encore publics. Dans une telle application, il peut être prévu, par exemple, une pluralité de structures chauffantes S, en forme de panneaux de chauffage, assemblés les uns aux autres par des modules de connexion électriques Ml et M2, pour former le revêtement d'un mur, ou encore un ensemble de poutres de renfort d'une construction dans un local industriel ou public (abri d'autobus ou autre).
Dans d'autres applications, la structure chauffante S trouve un intérêt non négligeable dans des sièges chauffants de stadiums, ou encore en tant que baignoires d'habitat (permettant ainsi de conserver une eau à température désirée) . Une autre application particulièrement avantageuse concerne le domaine de l'automobile. Une structure chauffante, par rayonnement, du type représenté sur la figure 1, peut être utilisée pour le désembuage d'un pare- brise, une telle structure faisant partie intégrante ou jouant le rôle d'une planche de bord de l'habitacle du véhicule automobile, ou encore jouant le rôle de renforts latéraux dans l'habitacle.
On se réfère maintenant à la figure 2 sur laquelle la structure chauffante au sens de la présente invention comporte un film chauffant FC en sandwich entre deux couches de renfort Cl et C2. Chaque couche de renfort Cl et C2 comporte un réseau FV de fibres de verre ou de carbone noyé chacun dans des résines respectives RI et R2, qui poly érisent par élévation de température, par exemple dans un moule de pultrusion comme on le verra plus loin.
Plus particulièrement, la couche de renfort Cl comporte une résine RI chargée en particules P qui jouent le rôle d'additifs rayonnants. Par exemple, de tels additifs rayonnants peuvent être des particules de fonte d'aluminium, de bois, de vermiculite. Dans une réalisation avantageuse, ces particules sont minérales, telles que des particules de marbre. Dans un mode de réalisation préféré, ces additifs rayonnants sont des particules de plâtre, le plâtre présentant au moins les avantages suivants :
- à haute température, il dégage de l'eau, ce qui confère à la structure chauffante S un effet de retardateur de flamme ;
- il est de faible coût ; - il confère à la structure un gain de rigidité ; et
- ses propriétés de rayonnement de la chaleur confèrent à la structure chauffante S son caractère rayonnant souhaité .
Ainsi, de tels additifs pulvérulents, à haut pouvoir émissif, confèrent à la structure chauffante S des propriétés de chauffage, par rayonnement. L'application d'une telle structure rayonnante S est avantageuse (mais non limitée) dans des lieux publics ouverts, dans lesquels un courant d'air circule régulièrement et pour lesquels des coûts de chauffage par convection seraient prohibitifs. De plus, le chauffage par rayonnement procure la sensation d'un chauffage doux, sans brassage d'air, par l'émission d'ondes électromagnétiques dans le domaine de l'infrarouge. Les murs, les sols et autres éléments d'un habitacle, dès réception de ces ondes, les "convertissent" en chaleur.
Dans les applications sus-mentionnées de la structure chauffante selon la présente invention, il est préférable que la structure S ne rayonne que par l'une de ses faces FI de manière à limiter la consommation électrique et conserver ainsi un taux satisfaisant de conversion d'énergie électrique en chaleur. A cet effet, la structure chauffante S comporte en outre une couche isolante IS, sur sa face F2, opposée à la face rayonnante FI. Par exemple, l'isolant IS peut être une feuille de laine minérale, telle que de la laine de verre ou, préferentiellement, de la laine de roche. Le film chauffant FC contient au moins une résistance électrique. A cet effet, ce film chauffant FC peut être formé d'un film plastique sur lequel sont sérigraphiées une ou plusieurs résistances. En variante, l'utilisation d'un tissu de fibres carbonées peut aussi être envisagée. Dans une autre variante encore, il peut s'agir d'un réseau de fils conducteurs. De façon générale, on indique que le film chauffant FC est constitué d'un ou plusieurs types de matériaux électriquement résistifs, destinés à être alimentés électriquement et capables de produire une chaleur par effet Joule lorsqu'ils sont parcourus par un courant électrique.
Avantageusement, l'utilisation d'un tissu de fibres carbonées assure une imprégnation satisfaisante des résines RI et R2 dans lesquelles il est noyé, ce qui permet d'obtenir une bonne adhésion du film chauffant FC dans la structure chauffante S.
Ainsi, dans la réalisation selon laquelle le film chauffant est un film sérigraphié, des ouvertures aménagées dans le film sont avantageusement prévues. Les résines RI et R2 peuvent alors s'interpénétrer pendant l'étape d'injection dans le moule.
Par ailleurs, il peut être prévu en outre un film chauffant FC réalisé sous la forme d'un tissu de fibres, par exemple des fibres de verre, dans lequel est surpiqué un fil électriquement conducteur, ou encore dont les fibres sont imprégnées d'un polymère conducteur. Le profilé composite rayonnant que forme ainsi la structure chauffante S présente une première face FI à haut pouvoir rayonnant et une seconde face opposée F2, isolante, tandis que les renforts FV assurent une tenue mécanique satisfaisante de la structure S. Les particules P, préferentiellement de plâtre et majoritaires dans la couche de renfort Cl, rayonnante, assurent à la fois un haut pouvoir émissif et une bonne tenue mécanique de la structure S. Sur la figure 2, on remarque en particulier que la couche de renfort C2, comprenant l'isolant IS, comporte sensiblement moins de particules rayonnantes P que la couche de renfort Cl destinée à rayonner. Dans le procédé de fabrication de la structure chauffante S au sens de la présente invention, la première résine RI est initialement chargée en particules P, pour former la couche rayonnante Cl, tandis que la résine R2, plus fluide, ne comprend pas de tels additifs rayonnants.
On se réfère maintenant à la figure 3 pour décrire un procédé de fabrication de la structure S, par pultrusion dans une réalisation préférée.
Le procédé de pultrusion permet la fabrication de profilés à matrice polymère, armés de renforts continus. Les renforts, tels que des tissus ou des fibres de verre ou de carbone FV, proviennent de bobines B placées sur des supports en tête de la machine de pultrusion. Par ailleurs, le film chauffant, dans une réalisation où il se présente sous la forme d'un tissu de fibres carbonées FC, ainsi que la feuille isolante IS, dans la réalisation où elle se présente sous la forme d'une feuille de laine de roche, sont disposés sur des supports qui confèrent une liberté de rotation pour que l'ensemble des bobines se déroulent continûment. Des guides et râteliers 2 orientent les fibres, le film chauffant et la feuille isolante en les positionnant sous une tension sensiblement identique pour constituer le squelette du future composite formant la structure S. Présentés ainsi sous une forme organisée, ils sont imprégnés de résines RI et R2 à l'entrée d'une filière 1 qui assure le maintien de l'ensemble et la polymérisation des résines par chauffage. Cette filière se présente donc sous la forme d'un moule de chauffage (ci- après dit "moule de pultrusion"), dans lequel sont injectées les première RI et seconde R2 résines précitées. Ces première et seconde résines se durcissent par polymérisation dans le moule de pultrusion. L'avancement des différents constituants, le long de l'axe x, est assuré par un dispositif de traction 3 situé en aval du moule de pultrusion 1. Le poste 4 de l'installation de pultrusion comporte un dispositif de découpe et de ventilation pour récupérer ainsi la structure chauffante S pour laquelle il ne reste plus qu'à prévoir un ou plusieurs modules de connexion Ml et M2 de son film chauffant FC.
Avantageusement, les résines injectées (flèches RI et R2) dans le moule de pultrusion 1 sont thermoplastiques. Dans cette réalisation, le poste 4 de l'installation de pultrusion peut être précédé d'un poste de ceintrage du profilé composite en sortie du moule 1, de manière à lui conférer une forme choisie, incurvée ou autre. A cet effet, des matrices polymères destinées à former les couches de protection Cl et C2, par imprégnation des fibres ou tissus FV de verre ou de carbone, peuvent être avantageusement des résines thermoplastiques du type PBT (pour "polybutylène téréphalate" ) ou encore de type polycaprolactone, permettant d'effectuer, en sortie du moule de pultrusion, un thermoformage de la structure.
Avantageusement, la pultrusion permet d'obtenir des formes de profilés aussi bien planes que courbes, ou encore des formes plus complexes, de sections pleines ou creuses.
On se réfère maintenant à la figure 4 dans laquelle la stratification STR de la figure 3, formée par la feuille isolante IS, le film chauffant FC et les fibres de verre ou de carbone FV, par exemple sous forme tissée, pénètre dans l'extrémité d'entrée 10 du moule de pultrusion 1. La stratification comportant le film isolant IS et le film chauffant FC, disposés parmi les fibres de renfort FV, pénètre ainsi dans le moule pour être imprégnée de résines RI et R2. On prévoit alors une double injection de résines (flèches RI et R2) par des ouvertures 12 et 13 formées dans le moule 1, sur des parois opposées et respectivement en regard du film chauffant FC et de la feuille isolante IS. La résine R2 est standard (de type PBT ou encore de type époxy, ou autre) . Elle est injectée, ainsi sans additifs rayonnants, au contact de l'isolant thermique IS, dans la partie supérieure du moule 1. Une imprégnation satisfaisante est ainsi garantie et une meilleure isolation thermique est assurée dans cette zone de la structure chauffante S en formation. L'autre résine RI est injectée dans une partie inférieure du moule 1. La résine RI est plus visqueuse et chargée en additifs rayonnants pour constituer la matrice rayonnante du profilé. Préferentiellement, la résine RI enrobe sensiblement le film chauffant FC qui comporte avantageusement des ouvertures pour favoriser une interpénétration des deux résines RI et R2.
Préferentiellement, la résine fluide R2 est injectée par l'ouverture 13 dans une paroi supérieure du moule 1, tandis que la résine RI, visqueuse, est injectée par l'ouverture 12 disposée dans une paroi inférieure du moule 1, ce qui permet, par gravité, de limiter la contamination de la couche thermiquement isolante C2 par les additifs rayonnants. Par ailleurs, on contrôle les débits respectifs des résines RI et R2 en fonction de la vitesse de progression de la stratification STR dans le moule de pultrusion 1, en fonction de la charge de la résine RI en additifs rayonnants et en fonction de la vitesse de polymérisation des résines à la température du moule.
Typiquement, pour une vitesse comprise sensiblement entre 0,5 et 1 m/minute de la stratification dans le moule, on prévoit un débit de la résine fluide R2 d'environ 0,5 à 1,5 1/minute et un débit de la résine visqueuse RI d'environ 0,5 à 1,5 1/minute pour environ une masse de 900 kg d'additifs rayonnants dans un m3 de résine du type polyester thermodurcissable. Les résines RI et R2, du type précité, polymérisent dans le moule de pultrusion 1 à des températures de l'ordre de 100 à 150°C. La structure chauffante S, préformée, est évacuée par une extrémité de sortie 11 du moule de pultrusion 1 et progresse jusqu'à un poste de ceintrage équipé d'une presse comportant des organes de pression PI et P2, pour conférer à la structure S une forme choisie par ceintrage, dans une réalisation préférée selon laquelle les résines RI et R2 sont thermoplastiques.
Enfin, le procédé de fabrication de la structure chauffante S se poursuit par la mise en place d'un module de connexion Ml pour alimenter électriquement le film chauffant FC.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite ci-avant à titre d'exemple ; elle s'étend à d'autres variantes.
Ainsi, on comprendra que, dans une réalisation simplifiée de la structure chauffante S, l'une des épaisseurs de renforts FV peut être supprimée dans la couche Cl ou dans la couche C2. Toutefois, il est avantageux de conserver les renforts électriquement isolants dans la couche rayonnante Cl. Dans cette réalisation, une épaisseur de résine R2 peut être conservée entre une feuille thermiquement isolante IS et le film chauffant FC, sans renforts FV.
Dans l'exemple de réalisation ci-avant, on introduit une feuille isolante IS dans la stratification qui est noyée par les résines RI et R2. Dans une variante, cette feuille isolante peut être supprimée et le caractère isolant de la face F2 de la structure est assuré par l'injection d'une résine R2 chargée elle-même en additifs isolants, tels que des particules de céramique. La résine R2, même chargée par de tels additifs isolants, reste plus fluide que la résine RI chargée en additifs rayonnants tels que des particules de plâtre. Bien entendu, on comprendra que la face isolante F2 de la structure peut en outre comprendre à la fois une feuille isolante IS et une résine R2 chargée en additifs isolants du type précité, dans des applications où il est avantageux de parfaire l'isolation de la face F2 de la structure chauffante au sens de l'invention. Ces additifs isolants ne sont pas représentées sur les figures par souci de clarté mais ils sont majoritaires près de la face isolante F2.
On a décrit ci-avant un procédé de fabrication, avantageusement par pultrusion, de la structure chauffante S. En variante, des profilés composites pour former la structure chauffante S peuvent être élaborés par toute autre technique de mise en forme, telle que le moulage par réaction (ou RIM pour "Reaction Injection Molding"), le moulage par compression, de type BMC (pour "Bulk Molding Compound") ou de type SMC (pour "Sheet Molding Compound") .
En particulier, dans le cadre de la présente invention, il peut être prévu simplement un moule d'injection de résines RI et R2 dans lequel est tendue une stratification comportant au moins des fibres de renfort FV et un film chauffant FC. Dans ce moule chauffant, on injecte par deux ouvertures opposées une résine RI visqueuse et chargée en additifs rayonnants P et une résine plus fluide R2 pour assurer la solidarisation de l'ensemble des éléments de la structure.

Claims

Revendications
1. Procédé de fabrication d'une structure chauffante par rayonnement, la structure comprenant : - une couche chauffante comportant au moins une résistance électrique destinée à être alimentée électriquement pour produire un chauffage par effet Joule,
- une couche rayonnante, et
- une couche sensiblement isolante thermiquement, la couche isolante et la couche rayonnante, étant fixées de part et d'autre de la couche chauffante, procédé dans lequel : a) on introduit dans un moule une stratification comportant au moins ladite résistance électrique et des renforts, et b) on injecte dans le moule :
- par une ouverture formée dans une première paroi du moule en regard d'une face de la stratification destinée à former la couche rayonnante, une première résine chargée en additifs rayonnants et polymérisable dans le moule, et
- par une ouverture formée dans une seconde paroi du moule en regard d'une face de la stratification destinée à former la couche isolante, une seconde résine plus fluide que la première résine et polymérisable dans le moule.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit moule est un moule de pultrusion comprenant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, et dans lequel, à l'étape b) , on fait progresser ladite stratification entre les deux extrémités du moule tout en injectant lesdites première et seconde résines, ladite progression étant suffisamment rapide pour limiter la diffusion des additifs rayonnants vers la seconde paroi du moule .
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les débits respectifs d'injection des première et seconde résines sont choisis en fonction d'une vitesse de progression de ladite stratification dans le moule et pour limiter la diffusion des additifs rayonnants vers ladite seconde paroi du moule, tout en autorisant une diffusion des additifs rayonnants dans la couche chauffante.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite stratification comprend en outre un isolant thermique destiné à être noyé dans la seconde résine, cet isolant thermique étant disposé, dans ladite stratification, face à ladite seconde paroi du moule pour former ladite couche isolante.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, la couche isolante et la couche rayonnante étant chacune renforcées, ladite stratification comporte :
- des renforts,
- au moins une résistance électrique,
- et des renforts.
6. Procédé selon la revendication 5, prise en combinaison avec la revendication 4, dans lequel ladite stratification comporte :
- des renforts, - au moins une résistance électrique,
- des renforts,
- et un isolant thermique.
7. Procédé selon l'une des revendications 4 et 6, dans lequel l'isolant thermique est une feuille de laine minérale, telle que de la laine de roche.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la seconde résine comporte des additifs isolants.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les additifs rayonnants sont des particules de plâtre.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits renforts sont des fibres, telles que des fibres de verre.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite résistance électrique consiste en un réseau de fils métalliques.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel ladite résistance électrique consiste en un tissu de fibres au moins en partie électriquement conductrices.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel ladite résistance électrique consiste en un film sérigraphié.
14. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdites première et seconde résines sont thermoplastiques .
15. Moule pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte :
- une première paroi et une seconde paroi opposée à ladite première paroi,
- des premiers moyens d'injection d'une première résine polymérisable dans le moule et chargée en additifs rayonnants, par une première ouverture du moule formée dans ladite première paroi, et des seconds moyens d'injection d'une seconde résine polymérisable dans le moule et plus fluide que la première résine, par une seconde ouverture formée dans ladite seconde paroi.
16. Moule selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, pour une mise en œuvre du procédé de fabrication, par pultrusion, selon l'une des revendications 2 à 14.
17. Structure chauffante par rayonnement, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins : - une couche chauffante comprenant au moins une résistance électrique destinée à être alimentée électriquement pour produire un chauffage par effet Joule,
- une couche rayonnante, comprenant majoritairement des additifs rayonnants, et
- une couche thermiquement isolante, la couche isolante et la couche rayonnante étant disposées de part et d'autre de la couche chauffante.
18. Structure chauffante selon la revendication 17, caractérisée en ce que la structure est sensiblement en forme de plaque, avec une face isolante et une face, opposée, chauffante par rayonnement.
19. Structure chauffante selon l'une des revendications 17 et 18, caractérisée en ce que la couche isolante et la couche rayonnante comportent des fibres de renfort.
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