FR2975371A3 - Structure de plancher composite chauffant pour habitacle d'un vehicule ferroviaire ou d'un aeronef. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une structure de plancher composite chauffant pour habitacle d'un véhicule ferroviaire ou d'un aéronef. Cette structure de plancher composite chauffant (1) comprend au moins une âme (4) thermiquement isolante, une couche chauffante (6) qui la surmonte par l'intermédiaire d'un film de colle (5), et deux plaques interne (2) et externe (11) pour cette structure qui sont respectivement disposées en dessous de l'âme et au-dessus de la couche chauffante, la plaque externe (11) étant réalisée en un matériau thermiquement conducteur de sorte à chauffer l'habitacle adjacent. Selon l'invention, ladite âme est réalisée en un matériau plastique cellulaire et de masse volumique comprise entre 100 kg/m et 250 kg/m , tel qu'une mousse de polyéthylène téréphtalate.

Description

STRUCTURE DE PLANCHER COMPOSITE CHAUFFANT POUR HABITACLE D'UN VEHICULE FERROVIAIRE OU D'UN AERONEF. La présente invention concerne une structure de plancher 5 composite chauffant pour habitacle d'un véhicule ferroviaire ou d'un aéronef.

II est connu de chauffer des cabines ferroviaires et des habitacles d'aéronefs par des systèmes de soufflage d'air chaud. Un inconvénient majeur de ces systèmes de soufflage est que l'air chaud est 10 grand consommateur d'énergie, nécessite des espaces spécifiques pour son transport du lieu de chauffage vers les zones à chauffer, tels que des canalisations et/ou des doubles parois, ainsi que des ventilateurs pour pulser cet air chaud. Il est également connu par le document de Brevet EP-B1- 15 1 214 243 de chauffer des habitacles d'aéronefs par des planchers composites chauffants comportant une âme thermiquement isolante en nid-d'abeilles surmontée d'une couche chauffante à élément(s) chauffant(s) résistif(s). Un but de la présente invention est de proposer une nouvelle 20 structure de plancher composite chauffant pour habitacle d'un véhicule ferroviaire ou d'un aéronef qui remédie aux inconvénients précités, la structure comprenant au moins une âme thermiquement isolante, une couche chauffante qui la surmonte par l'intermédiaire d'un film de colle, et deux plaques interne et externe pour cette structure qui sont respectivement 25 disposées en dessous de l'âme et au-dessus de la couche chauffante, la plaque externe étant réalisée en un matériau thermiquement conducteur de sorte à chauffer l'habitacle adjacent. A cet effet, une structure de plancher selon l'invention est telle que ladite âme est réalisée en un matériau plastique cellulaire et de masse 30 volumique comprise entre 100 kgfm3 et 250 kg/m3, tel qu'une mousse de polyéthylène téréphtalate (PET) ou une mousse phénolique.

On notera que le matériau d'âme étant thermiquement isolant, la presque totalité de la chaleur s'évacue directement à travers ladite plaque externe qui constitue la surface supérieure du plancher en contact avec l'espace à chauffer (cette surface supérieure pouvant être recouverte du revêtement de sol choisi pour l'habitacle, comme par exemple de la moquette), ce qui témoigne d'un très bon rendement thermique. On notera également que ce matériau plastique cellulaire est avantageusement choisi résistant au feu (mousse répondant à la norme MI F1) et qu'il s'agit à titre préférentiel d'une mousse de PET, ce matériau se distinguant ainsi des âmes connues telles que celles en nid-d'abeilles par exemple de dénomination « Nida NOMEX » ou « Nida PEI » (polyéther imide) ou encore celles en liège aggloméré. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite structure de plancher peut être cuite sous presse, étant ainsi obtenue et formée d'un seul tenant avec ladite couche chauffante qui lui est intégrée et fait ainsi partie intégrante du plancher composite. L'invention permet ainsi de réunir en une seule pièce et, par une seule opération de montage dans le véhicule ferroviaire ou dans l'aéronef, le plancher composite et la fonction chauffante de l'habitacle concerné. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite couche chauffante peut comprendre au moins un élément chauffant résistif qui est apte à dissiper de l'énergie électrique en chaleur par effet Joule et qui est de préférence choisi dans le groupe constitué par les feuillards et serpentins métalliques, les fibres de carbone, les encres résistives et les films polymériques électriquement conducteurs tels que des polyéthylènes téréphtalates chargés de particules de carbone (par exemple chargés de fibres de carbone ou de noir de carbone). On notera que l'intégration du ou des éléments chauffants dans le plancher de l'invention peut être réalisée au moment même de la fabrication de la structure de plancher, sans générer d'opérations de montage spécifiques.

Avantageusement, ladite couche chauffante peut présenter une épaisseur inférieure ou égale à 1 mm, ladite âme présentant de préférence une épaisseur comprise entre 10 mm et 20 mm. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite structure de plancher peut intégrer une cavité dans laquelle est logé un bloc électrique qui est en contact avec ledit au moins un élément chauffant et qui reçoit des fils électriques connectés à l'alimentation électrique du véhicule ferroviaire ou de l'aéronef, ce bloc s'étendant de préférence de ladite âme à ladite couche chauffante.

Avantageusement, ladite couche chauffante peut être reliée à ladite plaque externe par l'intermédiaire d'un autre film de colle externe. En variante, cette couche chauffante peut être reliée à la plaque externe par l'intermédiaire d'une couche composite de préférence à base d'un tissu par exemple de verre imprégné d'une résine thermodurcissable par exemple époxy. On notera que le ou les éléments chauffants peuvent être isolés électriquement ou non, et que l'utilisation d'un plancher isolant électrique peut permettre d'intégrer un ou des éléments chauffants non isolés électriquement et donc de simplifier sa structure.

On notera également qu'il est possible d'intégrer le ou les éléments chauffants au plancher par une méthode à froid en utilisant une colle adhérant à froid, ou en variante par une méthode à chaud en utilisant une colle adhérant à chaud ou bien une résine thermodurcissable faisant partie des constituants de la structure de plancher.

Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit film de colle surmontant ladite âme peut être optionnellement supporté par un support textile disposé au contact de ladite âme. On notera que ce support textile imprégné de colle peut permettre de protéger mécaniquement le ou éléments chauffants vis-à-vis de l'âme sous-jacente, étant précisé que la sélection précitée d'une mousse plastique peut avantageusement permettre de se passer d'un tel support pour ce film de colle du fait de l'absence de risque de poinçonnage du ou des éléments chauffants par un matériau d'âme en mousse en comparaison d'un matériau d'âme usuel en nid-d'abeilles. Selon un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel ladite structure de plancher est destinée à chauffer un habitacle de véhicule ferroviaire, lesdites plaques interne et externe peuvent être des plaques d'aluminium d'épaisseur par exemple sensiblement égale à 0,8 mm. L'aluminium présente en effet les avantages d'être un bon conducteur thermique, de présenter de bonnes propriétés mécaniques et un coût raisonnable.

Selon un second mode de réalisation de l'invention dans lequel ladite structure de plancher est destinée à chauffer un habitacle d'aéronef, ces plaques interne et externe peuvent être des plaques composites à matrice thermodurcissable chargée par des fibres de verre ou de carbone, de préférence des plaques verre-époxy ou carbone-époxy (étant précisé que d'autres matériaux composites sont utilisables). Ces plaques composites présentent notamment l'avantage de satisfaire au critère de poids minimisé, qui est décisif dans l'industrie aéronautique.

D'autres caractéristiques, avantages et détails de la présente invention ressortiront à la lecture de la description suivante de plusieurs exemples de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et non limitatif, ladite description étant réalisée en référence avec les dessins joints, parmi lesquels : la figure 1 est une vue schématique partielle en section transversale d'une structure de plancher composite selon un premier exemple de réalisation de l'invention, et la figure 2 est une vue schématique partielle en section transversale d'une structure de plancher composite selon un second exemple 30 de réalisation de l'invention.

La structure de plancher 1 illustrée à la figure 1 comprend, successivement de l'intérieur vers l'extérieur (i.e. du bas vers le haut) : - une plaque interne 2 de préférence en aluminium et d'épaisseur par exemple égale à 0,8 mm, - un film de colle interne 3 recouvrant la plaque 2, - une âme 4 en matériau plastique cellulaire de préférence en mousse de PET et par exemple de 14 mm d'épaisseur qui recouvre le film 3, - un film de colle intermédiaire 5 recouvrant l'âme 4, - une couche chauffante 6 d'épaisseur par exemple inférieure à 0,5 mm qui recouvre le film 5 et qui comporte un ou plusieurs éléments chauffants résistifs (non visibles) isolés électriquement et dissipant en chaleur par effet Joule l'énergie électrique reçue des fils d'alimentation électrique 7 et 8 connectés au ou à chaque élément chauffant (avec une utilisation de basses tensions par exemple de 28 V), - un bloc de fils 9 logé dans une cavité correspondante de la structure 1 qui s'étend par exemple de l'âme 4 à la couche chauffante 6, ce bloc recevant les fils d'alimentation 7 et 8, - un film de colle externe 10 recouvrant la couche 6, et - une plaque externe 11 par exemple identique à la plaque 20 interne 2 (i.e. en aluminium de 0,8 mm d'épaisseur, par exemple).

La structure de plancher 1' illustrée à la figure 2 se différencie uniquement de celle de la figure 1, en ce que le film de colle externe 10 de cette figure 1 est remplacé ici par une couche composite 10' à base d'un tissu 25 par exemple de verre imprégné d'une résine thermodurcissable par exemple époxy (i.e. un pli pré-imprégné verre-époxy ou « prépreg » de 0,13 mm d'épaisseur, par exemple) recouvrant la couche chauffante 6 et recouvert de la plaque externe 11. Dans ce cas, le ou les éléments chauffants de la couche 6 sont intégrés à la structure 1' par une méthode à chaud via cette couche 30 composite 10', et le ou les éléments chauffants peuvent ne pas être isolés électriquement.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1) Structure de plancher composite chauffant (1, 1') pour habitacle d'un véhicule ferroviaire ou d'un aéronef, comprenant au moins une âme (4) thermiquement isolante, une couche chauffante (6) qui la surmonte par l'intermédiaire d'un film de colle (5), et deux plaques interne (2) et externe (11) pour cette structure qui sont respectivement disposées en dessous de l'âme et au-dessus de la couche chauffante, la plaque externe (11) étant réalisée en un matériau thermiquement conducteur de sorte à chauffer l'habitacle adjacent, caractérisée en ce que ladite âme est réalisée en un matériau plastique cellulaire et de masse volumique comprise entre 100 kg/m3 et 250 kglm3, tel qu'une mousse de polyéthylène téréphtalate.
2. 2) Structure de plancher composite chauffant (1, 1') selon la 15 revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est cuite sous presse, étant formée d'un seul tenant avec ladite couche chauffante (6) qui lui est intégrée.
3. 3) Structure de plancher composite chauffant (1, 1') selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite couche chauffante (6) 20 comprend au moins un élément chauffant résistif qui est apte à dissiper de l'énergie électrique en chaleur par effet Joule et qui est de préférence choisi dans le groupe constitué par les feuillards et serpentins métalliques, les fibres de carbone, les encres résistives et les films polymériques électriquement conducteurs tels que des polyéthylènes téréphtalates chargés de particules 25 de carbone.
4. 4) Structure de plancher composite chauffant (1, 1') selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite couche chauffante (6) présente une épaisseur inférieure ou égale à 1 mm, ladite âme (4) présentant de 30 préférence une épaisseur comprise entre 10 mm et 20 mm.
5. 5) Structure de plancher composite chauffant (1, 1') selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce qu'elle intègre une cavité dans laquelle est logé un bloc électrique (9) qui est en contact avec ledit au moins un élément chauffant et qui reçoit des fils d'alimentation électrique (7 et 8), ce bloc s'étendant de préférence de ladite âme (4) à ladite couche chauffante (6).
6. 6) Structure de plancher composite (1) chauffant selon une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que ladite couche chauffante (6) est reliée à ladite plaque externe (11) par l'intermédiaire d'un autre film de colle externe (10).
7. 7) Structure de plancher composite chauffant (1') selon une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que ladite couche chauffante (6) est reliée à ladite plaque externe (11) par l'intermédiaire d'une couche composite (10') de préférence à base d'un tissu par exemple de verre imprégné d'une résine thermodurcissable par exemple époxy.
8. 8) Structure de plancher composite chauffant (1, 1') selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit film de colle (5) surmontant ladite âme (4) est supporté par un support textile disposé au contact de ladite âme.
9. 9) Structure de plancher composite chauffant (1, 1') selon une des revendications précédentes pour chauffer un habitacle de véhicule ferroviaire, caractérisée en ce que lesdites plaques interne (2) et externe (11) sont des plaques d'aluminium d'épaisseur par exemple sensiblement égale à 0,8 mm.
10. 10) Structure de plancher composite chauffant (1, 1') selon une des revendications 1 à 8 pour chauffer un habitacle d'aéronef, caractérisée en ce que lesdites plaques interne (2) et externe (11) sont des plaques composites à matrice thermodurcissable chargée par des fibres deverre ou de carbone, de préférence des plaques verre-époxy ou carbone-époxy.