FR2890157A1 - Installation permettant de temperer l'air introduit dans les locaux et regards modulaires pour une telle installation - Google Patents

Abstract

L'invention concerne essentiellement les installations destinées à améliorer le confort thermique des locaux d'habitation, locaux à usage de bureaux, d'activités industrielles ou de loisirs par préchauffage ou rafraîchissement de l'air de renouvellement. Elle décrit une installation comportant au moins un regard (10) réalisé par assemblage de plusieurs plaques carrées (1) reliées entre elles de façon à réaliser une tour de section carrée et de forme parallélépipédique; ce regard est implanté à l'extrémité d'une tranchée et est implanté de telle façon qu'il présente une partie immergée représentant environ le quart de sa hauteur totale et une partie enterrée représentant environ les trois quarts de cette hauteur. Le dit regard est équipé dans sa partie supérieure d'un filtre (2) et d'un couvercle (3) muni d'une prise d'air extérieur (4); il comporte en partie basse un ou plusieurs orifices (7) dans lesquels débouchent des canalisations elles mêmes enterrées et à travers lesquelles circule de l'air qui est introduit dans les locaux traités par l'action d'au moins un ventilateur (14).Les assemblages des plaques (1) constituant le regard (10) et les jonctions entre les parois du regard (10) et les canalisations (11) sont réalisés de façon étanche empêchant toute infiltration de terre ou d'eau à l'intérieur du regard (10) ou des canalisations (11). Dans une variante, le ventilateur (14) sera alimenté par un ou plusieurs panneaux photovoltaïques situés sur le capot (5) du couvercle (3).

Description

L'invention concerne essentiellement les installations destinées à

améliorer le confort thermique des locaux d'habitation, locaux à usage de bureaux, d'activités industrielles ou de loisirs. Elle concerne également les produits et composants permettant la réalisation de telles installations et plus particulièrement les regards

modulaires spécifiques qui permettent de réaliser de telles installations dans des conditions économiques optimales tout en leur conférant des performances sensiblement améliorées. L'invention trouve des applications préférentielles dans l'amélioration du confort thermique des maisons individuelles mais peut également s'appliquer aux locaux collectifs, médicalisés ou non. Les installations selon io l'invention sont destinées à améliorer la température et l'hygrométrie de l'air distibué dans les locaux, et ce moyennant des dépenses d'énergie aussi faibles que possible. Les installations selon l'invention seront avantageusement utilisées pour le préchauffage et la mise hors gel et hors humidité des locaux d'habitation en période hivernale et pour le rafraîchissement de ces mêmes locaux en période estivale.

La maîtrise des températures et des taux d'hygrométrie des flux d'air neuf introduits dans les locaux devient d'autant plus importante que l'utilisation de fenêtres à double vitrage et de menuiseries isolantes implique la nécessité de renouveler l'air de ces locaux par des dispositifs mécanisés, connus sous l'appellation de Ventilation mécanique contrôlée.

Il est connu de rafraîchir ou de préchauffer l'air de renouvellement de locaux d'habitation, au moyen d'installations de chauffage ou de climatisation. Il est également connu d'utiliser des dispositifs de ventilation dits double flux, dans lesquels les calories contenues dans l'air extrait sont transmises, par exemple à l'aide d'un échangeur, au flux d'air neuf introduit dans les locaux. Dans de nombreuses applications, on parvient à traiter l'ensemble des besoins relatifs au confort thermique et hygrométrique des locaux en traitant le flux d'air renouvelé; on parle dans ce cas de système de chauffage et/ou de climatisation à air, notamment qualifiés de systèmes "tout air neuf".

Il est enfin connu d'utiliser des puits canadiens, également dénommés puits californiens ou puits provençaux pour améliorer les températures auxquelles est introduit le flux d'air neuf dans les locaux. Cette technique consiste à faire passer de l'air dans des canalisations enterrées, à une profondeur suffisante pour que cet air soit relativement tempéré en hiver et relativement frais en été. Si on prend la précaution de ménager des longueurs de passage suffisamment longues, on obtient avec cette solution une contribution très significative au confort perçu et au bilan énergétique du local. Ces installations sont basées sur la circulation de l'air dans des canalisations enterrées, à des profondeurs suffisantes pour bénéficier de io l'inertie thermique du sol. Elles présentent toutefois l'inconvénient de nécessiter de grandes longueurs de canalisations enterrées, les dites canalisations étant difficilement accessibles et par conséquent délicates à surveiller et à maintenir. Dans les puits canadiens connus à ce jour, le passage d'air comportant une hygrométrie importante peut provoquer une condensation dans les canalisations enterrées, ce qui induit d'importantes difficultés d'évacuation de l'eau issue de cette condensation. Cette évacuation est pourtant d'autant plus nécessaire que le passage de l'air destiné à être introduit dans les locaux dans une atmosphère humide peut provoquer des nuisances.

Selon les technologies connues, les installations de type puits canadiens comportent un ou plusieurs tubes enterrés débouchant à une extrémité dans les locaux d'habitation et à l'autre extrémité hors du sol. Ce type de réalisation présente l'inconvénient de rendre difficiles les opérations de surveillance et de nettoyage des canalisations enterrées et d'empêcher de réaliser des dispositifs d'évacuation des eaux de condensation susceptible de se déposer aux points bas du circuit dans lequel circule l'air.

On a proposé des installations de puits canadiens utilisant des regards de type béton, similaires à ceux utilisés pour les travaux de réseaux de voirie dans le Bâtiment ou les travaux publics. Outre le fait qu'ils soient très lourds et difficiles à manipuler, ces regards ne permettent pas la réalisation d'une étanchéité satisfaisante au niveau des jonctions entre les canalisations et la paroi dudit regard.

Pour résoudre ces difficultés et obtenir des performances optimales, l'invention propose d'utiliser des regards spécifiques, constitués par l'assemblage d'une pluralité d'éléments modulaires en matériaux plastiques moulés. Les dimensions des plaques unitaires, identiques entre elles, seront de l'ordre de 600 x 600 mm et leur épaisseur sera proche de 30 mm. Le mode d'assemblage des plaques entre elles permettra d'une part de conférer au regard obtenu après assemblage une rigidité suffisante pour résister à la pression de la terre qui sera placée en périphérie de l'ouvrage au moment du remblaiement de la tranchée à l'extrémité de laquelle sera placé ledit regard et d'autre part de réaliser une étanchéité parfaite to dudit regard non seulement par rapport au terrain mais également vis-à-vis d'éventuelles infiltrations d'eau. Ces regards spécifiques auront la forme d'une tour, préférentiellement de section carrée; ils seront placés de telle façon qu'ils comporteront une partie enterrée, laquelle sera munie d'orifices permettant une liaison étanche entre la paroi du regard et des canalisations débouchant à is l'intérieur dudit regard et une partie émergente, munie d'un étage de filtration et d'un couvercle perméable à l'air. De façon préférée, la partie enterrée représentera les trois quarts de la hauteur du regard tandis que la partie émergente représentera le quart restant. Les regards pourront être équipés de dispositifs d'évacuation des eaux de condensation susceptibles de se former dans les canalisations et de s'écouler depuis lesdites canalisations vers l'intérieur des dits regards.

Dans un mode de réalisation simple d'une installation selon l'invention, on réalisera une tranchée de dimensions appropriées à l'extrémité de laquelle on placera un regard spécifique muni d'un couvercle étanche à l'eau de ruissellement et perméable à l'air et d'un filtre en partie haute ainsi que de deux orifices en partie basse. Les deux orifices en partie basse seront munis de joints étanches et des canalisations souples ou rigides seront placées en fond de tranchée; de façon préférée, un film étanche à l'eau sera placé en dessous des canalisations, préalablement à la mise en place des canalisations. De façon particulièrement avantageuse, un matériau d'apport, de type humus, c'est à dire un terreau susceptible de contenir plus de 10 fois son poids en eau sera placé en fond de tranchée autour et à proximité immédiate des canalisations. Le reste de la tranchée sera comblé avec les terres initialement extraites, si bien que le regard émergera au dessus du niveau du sol naturel d'une hauteur environ égale au quart de la hauteur totale dudit regard, c'est à dire 60 cm dans le cas préféré d'un regard de hauteur 2 m 40 hors couvercle.

Dans un mode de réalisation préféré, l'installation comprendra deux regards, à savoir un regard d'entrée et un regard de sortie. Le regard d'entrée sera constitué d'un regard de section carrée et de hauteur environ 2 m 40 dont environ 60 cm situés au dessus du niveau du sol et environ 180 cm enterrés sous ce niveau. Dans ces conditions, les canalisations enterrées se trouveront situées à une profondeur d'environ 160 cm. Elles déboucheront, par exemple après un trajet to d'environ 25 m sous terre, dans un deuxième regard nommé regard de sortie. De façon préférée, ce deuxième regard sera placé à proximité immédiate et à l'extérieur du local traité. Il recevra en partie basse les extrémités des canalisations enterrées provenant du regard initial et sera muni dans sa partie médiane ou supérieure d'une canalisation de sortie, laquelle traversera une paroi du local de façon à diriger l'air traité par l'installation à l'intérieur dudit local. Ce regard de sortie pourra également comporter un compartiment de prélèvement d'air à l'extérieur, par exemple constitué d'un couvercle étanche à l'eau et perméable à l'air et comparable à celui équipant le regard d'entrée et d'un clapet manuel ou motorisé; cette configuration permettra de réaliser un dispositif de surventilation nocturne et de réguler les apports d'air de renouvellement, apports qui pourront provenir soit exclusivement de l'air ayant parcouru les canalisations enterrées, soit exclusivement de l'extérieur soit encore de mélanges en différentes proportions entre ces deux sources, mélange qui pourra être effectué en fonction de la température intérieure, de la température extérieure et de la demande de confort du local.

Les Installations selon l'invention sont destinées à modifier la température de l'air introduit dans un local; elles sont notamment caractérisées en ce qu'elles comportent un regard vertical partiellement mais non entièrement enterré, ledit regard comportant d'une part une partie supérieure émergente, ladite partie supérieure émergente étant munie d'au moins un couvercle perméable à l'air, d'un dispositif de captation et d'évacuation de l'humidité contenue dans l'air extérieur et d'un dispositif de filtration et en ce que ledit regard présente d'autre part une partie inférieure enterrée comportant une pluralité d'orifices, les dits orifices communiquant de façon étanche avec des tubes enterrés dans lesquels des moyens appropriés font circuler de l'air jusqu'au local d'habitation desservi par l'installation.

s Le dispositif de captation et d'évacuation de l'humidité contenue dans l'air extérieur pourra être de type dévésiculeur. Dans ce cas, il sera constitué par une plaque froide ou par un tissu métallique tressé placé entre la grille d'entrée d'air et le filtre et d'un réceptacle permettant d'évacuer par gravité les eaux collectées à l'extérieur du regard. Cette disposition nouvelle et revendiquée comme telle permettra de lo résoudre à la source, par diminution de l'hygrométrie de l'air parcourant les canalisations enterrées, l'une des principales difficultés inhérentes à la technologie des puits canadiens, à savoir le risque de survenance de phénomènes de condensation à l'intérieur des canalisations enterrées.

Les installations sont également remarquables en ce que le regard est réalisé dans un matériau rigide et léger, présente une section carrée et une forme parallélépipédique et en ce qu'il est constitué par un assemblage de plaques en polyéthylène ou autre matériau plastique ou thermoplastique de dimensions approximatives 600 x 600 mm sur une épaisseur d'environ 30 mm agencées entre elles de telle façon à réaliser un assemblage étanche non seulement à la terre et au sable mais également aux infiltrations d'eau.

Les Installations selon l'invention sont réalisées en implantant le regard à l'extrémité d'une tranchée de profondeur égale à environ trois quarts de la hauteur du dit regard, de telle façon que la partie émergente du regard représente environ un quart de la hauteur totale du dit regard.

De façon préférée, les orifices étanches placés en partie inférieure du regard vertical sont munis de joints en EPDM ou autre matériau de la famille des élastomères, agencés de te telle façon que la jonction tubes / joints et joints / parois du regard soit étanche non seulement à la terre et au sable mais également aux infiltrations d'eau.

De façon avantageuse, elles comportent en sortie un regard similaire au regard d'entrée, ledit regard de sortie étant muni d'orifices étanches en partie basse et comportant une prise d'air extérieure commandée par un dispositif de type clapet.

Dans un mode de réalisation avantageux, la base de l'un des deux regards sera placée à une profondeur sensiblement plus importante que l'autre, si bien que les canalisations réalisant la jonction entre le regard d'entrée et le regard de sortie présenteront une pente constante depuis la base de l'un vers la base de l'autre.

Cette disposition permettra de prévoir un dispositif d'évacuation des eaux de condensation ou d'infiltration susceptibles de se trouver au point bas du regard implanté à la profondeur la plus importante. Ce dispositif d'évacuation pourra être un clapet anti-retour positionné au fond dur regard le plus bas, ou encore une pompe péristaltique ou à membrane, possiblement alimentée par un ou plusieurs to panneaux photovoltaïques et déclenchée par un capteur d'humidité. Ce dispositif pourra avantageusement être complété par un dispositif de captation et d'évacuation de l'humidité contenue dans l'air extérieur, dispositif de type dévésiculeur placé dans le regard initial (10) entre la grille d'entrée d'air (4) et le filtre (2). Ces dispositions permettront d'éviter la détérioration des filtres et la survenance de phénomènes de stagnation d'eau dans les canalisations parcourues par l'air introduit dans les locaux; elles confèrent de ce fait aux installations selon l'invention d'important avantages par rapport aux installations connues à ce jour.

Pour réduire les coûts de réalisation des installations selon l'invention, on pourra choisir de placer la tranchée dans laquelle sont positionnées les canalisations, à proximité immédiate des fondations du local à équiper en utilisant, partiellement ou totalement, les espaces d'aisance ménagés par le terrassement autour des ouvrages de fondation et/ou les tranchées réalisées pour les amenées de fluides et forces aux locaux équipés. De façon préférée, la tranchée aura une forme de L et longera deux des quatre murs extérieurs du bâtiment équipé, ce qui est compatible, dans le cas d'une maison individuelle, avec la réalisation d'une tranchée de longueur environ 25 m et de profondeur comprise entre 1 m50 et 2m correspondant à un optimum économique pour les installations selon l'invention.

Enfin, les installations pourront utiliser un ventilateur à basse tension et en courant continu qui sera avantageusement alimenté par un ou plusieurs panneaux photovoltaïques Dans ce cas, le ou les panneaux photovoltaïques sont placés sur le capot du couvercle du regard d'entrée de l'installation, le ventilateur étant placé à l'intérieur du dit regard.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à simple titre 5 indicatif, et des dessins annexés dans lesquels: La FIGURE 1 représente un regard d'entrée équipant une installation selon l'invention La FIGURE 2 représente ce même regard implanté dans le sol.

La FIGURE 3 représente une installation selon l'invention, installation comportant lo un regard d'entrée, trois canalisations enterrées et un regard de sortie.

La Figure 1 montre un regard (10) constitué d'un assemblage de plaques unitaires (1), lesdites plaques ayant globalement la forme d'un carré de 60 cm de coté et d'une épaisseur d'environ 3cm. De façon avantageuse, ces plaques seront réalisées au moyen de moulage par injection de polyéthylène et comporteront des nervures de renfort. Elles seront liées ente elles par clipsage, collage ou vissage et formeront une tour étanche de section constante. A la partie supérieure de la tour ainsi constituée, on placera un filtre (2), de préférence de type filtre à dièdre. Au dessus de ce filtre, on placera un couvercle (3), par exemple réalisé en acier inoxydable et s'emboîtant de façon étanche sur le regard (10). Ce couvercle (3) sera muni d'une ou plusieurs grilles (4) d'entrée d'air et d'un capot (5) incliné. En amont du filtre (2) par rapport au sens de circulation de l'air, on placera avantageusement un dispositif (9) d'élimination ou de réduction de l'humidité contenue dans l'air traité par l'installation. Ce dispositif (9) pourra être un dévésiculeur, par exemple constitué par une ou plusieurs plaques métalliques inclinées vers un collecteur destiné à évacuer l'eau collectée à l'extérieur du regard (10) ou, de façon préférée, un média métallique tissé ou non tissé pourvu d'un dispositif d'évacuation par gravité des eaux collectées.

En partie basse du regard (10) on positionnera un ou plusieurs orifices (7) permettant de réaliser une jonction étanche avec des canalisations enterrées. De façon préférée cette étanchéité sera assurée par des joints en EPDM ou autres matériaux choisis dans la famille des élastomères.

La Figure 2 illustre l'implantation d'un regard selon l'invention dans le terrain. On constate que le regard et son implantation sont conçus de telle façon que le dit regard présente une partie émergeante, c'est à dire visible au dessus du niveau du sol d'environ un quart de sa hauteur totale et une partie enterrée qui représente environ les trois quarts de cette hauteur. Cette disposition, caractéristique des installations selon l'invention permet d'optimiser la configuration aéraulique des installations de puits canadiens en minimisant les pertes de charges; elle a pour conséquence de permettre l'utilisation de ventilateurs de faibles puissances pour bénéficier de débits d'airs importants. Dans les pays chauds et ensoleillés, cette configuration permet par exemple d'utiliser des ventilateurs à moteur à courant continu alimentés directement ou à travers une batterie par des cellules photovoltaïque. Dans ce cas, le capot (5) du couvercle (3) sera constitué par un ou plusieurs panneaux de photopiles exposés au rayonnement solaire et le ventilateur pourra être placé à l'intérieur du regard d'entrée, par exemple juste en aval du filtre (2).

La Figure 3 présente un mode préférentiel d'implantation d'une installation selon l'invention. A partir d'un regard d'entrée (10) réalisé par assemblage d'une pluralité de plaques (1), se trouve alimentée une pluralité de canalisations enterrées (11). Dans l'exemple illustré, on a choisi de représenter trois canalisations (11), mais il est évident que l'on pourra choisir différentes quantités de canalisations enterrées. Par construction, cette quantité sera comprise entre 1 et 6 inclusivement, sachant que l'on peut facilement équiper chaque face de la base du regard (10) de 2 orifices (7), et que l'on peut équiper une face frontale et deux faces latérales pour désservir une tranchée dont l'axe principal se trouve être perpendiculaire à ladite face frontale.

De façon préférée, la tranchée et par conséquent les canalisations placées au fond de cette dernière auront une longueur de plusieurs dizaines de mètres, par exemple comprise entre 20 et 60 m.

Pour faciliter la mise en oeuvre des installations, l'invention préconise de conférer à la dite tranchée une forme de L, de la placer à proximité immédiate des fondations du local à équiper et d'utiliser pour la confection de la dite tranchée, partiellement ou totalement, les espaces d'aisance ménagés par le terrassement autour des ouvrages de fondation et/ou les tranchées réalisées pour les amenées de fluides et forces aux locaux équipés.

Les canalisations (11) déboucheront dans un regard de sortie (12), par des orifices (7) équipés de dispositifs d'étanchéité analogues à ceux équipant le regard 5 d'entrée.

Une paroi horizontale (16) sera ménagée dans le regard de sortie (12), de façon à délimiter un compartiment qui pourra être mis en communication, soit avec le flux d'air provenant des canalisations enterrées, soit avec l'air extérieur par l'intermédiaire d'un couvercle (18) muni d'orifice d'entrée d'air, soit encore avec une io combinaison en proportions variable de ces deux flux. Les arbitrages entre ces différentes possibilités seront opérés par un registre ou clapet (17) manuel ou motorisé, préférentiellement placé à l'intérieur et en partie supérieure du regard (1 2) De façon préférée, l'air sera aspiré depuis la canalisation (13), elle-même communiquant avec le regard (12) lequel est relié au regard d'entrée (10) par la ou les canalisations enterrées (11) au moyen d'un ventilateur (14) placé à l'intérieur et préférentiellement en sous sol ou en vide sanitaire des locaux bénéficiant de l'installation. Dans une variante, le ventilateur (14) sera un ventilateur poussant et sera implanté après le filtre (2) à l'intérieur du regard d'entrée (10); dans ce cas, ledit ventilateur sera avantageusement un ventilateur à courant continu, alimenté par un ou plusieurs panneaux photovoltaïques par exemple placés sur le capot (5) du couvercle (3).

Dans tous les cas, l'air traité par l'installation sera finalement distribué et diffusé dans le local, par exemple au moyen de grilles (15) en plancher ou en plinthes.

Les descriptions et exemples sont donnés à titre indicatif et l'on pourra choisir d'autres modes de réalisations sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. - 1- Installation destinée à modifier la température de l'air introduit dans un local, caractérisée en ce qu'elle comporte un regard vertical (10) partiellement mais non entièrement enterré, ledit regard comportant d'une part une partie supérieure émergente, ladite partie supérieure émergente étant munie d'au moins un couvercle (3) perméable à l'air et d'un dispositif de filtration (2) et d'autre part une partie inférieure enterrée comportant une pluralité d'orifices (7), les dits orifices (7) communiquant de façon étanche avec des tubes enterrés dans lesquels des to moyens appropriés (14) font circuler de l'air jusqu'au local d'habitation desservi par l'installation.
2. - 2- Installation selon revendication 1, caractérisée en ce que le regard (10) est réalisé dans un matériau rigide et léger, présente une section carrée et une forme parallélépipédique et en ce qu'il est constitué par un assemblage de plaques (1) en polyéthylène de dimensions approximatives 600 x 600 mm sur une épaisseur d'environ 30 mm agencées entre elles de telle façon à réaliser un assemblage étanche non seulement à la terre et au sable mais également aux infiltrations d'eau.
3. -3- Installation selon revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le regard (10) est implantée à l'extrémité d'une tranchée de profondeur égale à environ trois quarts de la hauteur du dit regard (10), de telle façon que la partie émergente du regard (10) représente environ un quart de la hauteur totale du dit regard.
4. - 4- Installation selon revendication 1, caractérisée en ce que les orifices étanches (7) placés en partie inférieure du regard vertical sont munis de joints (8) en EPDM ou autre matériau de la famille des élastomères, agencés de te telle façon que la jonction tubes / joints et joints / parois du regard soit étanche non seulement à la terre et au sable mais également aux infiltrations d'eau. Il
5. - 5- Installation selon revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en sortie un regard (12) similaire au regard d'entrée, ledit regard de sortie étant muni d'orifices étanches en partie basse et comportant une prise d'air extérieure commandée par un dispositif de type clapet.
6. - 6- Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la base de l'un des deux regards est placée à une profondeur sensiblement plus importante que l'autre, les canalisations réalisant la jonction entre le regard d'entrée et le regard de sortie présentant une pente lo constante depuis la base de l'un vers la base de l'autre.
7. - 7- installation selon revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'évacuation des eaux de condensation susceptibles de se trouver au point bas du regard implanté à la profondeur la plus importante, ce dispositif étant complété par un dispositif (9) de captation et d'évacuation de l'humidité contenue dans l'air extérieur, dispositif de type dévésiculeur placé dans le regard initial (10) entre la grille d'entrée d'air (4) et le filtre (2).
8. - 8- Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tranchée dans laquelle sont placées les canalisations présente une forme de L, est placée à proximité immédiate des fondations du local à équiper et en ce qu'elle utilise, partiellement ou totalement, les espaces d'aisance ménagés par le terrassement autour des ouvrages de fondation et/ou les tranchées réalisées pour les amenées de fluides et forces aux locaux équipés.
9. - 9- Installation selon revendication 1, caractérisée en ce qu'elle utilise un ventilateur (14), alimenté par un ou plusieurs panneaux photovoltaïques.
10. -10- Installation selon revendication 9, caractérisée en ce que le ou les panneaux 30 photovoltaïques sont placés sur le capot (5) du couvercle (3) du regard d'entrée de l'installation, le ventilateur (14) étant placé à l'intérieur du dit regard.