FR3008437A1 - Panneau parietodynamique et son procede de construction - Google Patents

Abstract

L'invention concerne notamment un panneau de construction à isolation pariétodynamique (1), qui présente deux grandes faces opposées (10, 11), dites respectivement extérieure et intérieure, et qui comporte, de la grande face extérieure (10) vers la grande face intérieure (11), une première plaque (2) en matériau de construction, deux plaques de matériau d'isolation thermique (3, 3') distantes l'une de l'autre de manière à ménager entre elles une lame d'air (4), et une deuxième plaque (2') en matériau de construction, des prises d'air (5, 5') reliant d'une part la grande face extérieure (10) à la lame d'air (4) et d'autre part, la lame d'air (4) à la grande face intérieure (11), caractérisé par le fait que ladite deuxième plaque en matériau de construction comporte en son sein des moyens de chauffage et/ou de rafraîchissement (6).

Description

L'invention concerne un panneau de construction pariétodynannique. De tels panneaux sont déjà connus. Un exemple d'un tel panneau est décrit dans le document FR 2 558 867.

Ce panneau présente deux grandes faces opposées, dites respectivement extérieure et intérieure, et qui comporte, de la grande face extérieure vers la grande face intérieure, une première plaque à base de béton, deux plaques de matériau d'isolation thermique distantes l'une de l'autre de manière à ménager entre elles une lame d'air, et une deuxième plaque à base de béton, des prises d'air reliant d'une part la grande face extérieure à la lame d'air et d'autre part, la lame d'air à la grande face intérieure. Grâce à un tel agencement, on fait circuler de l'air à l'intérieur de ce panneau. Il a en quelque sorte une fonction d'échangeur. Cet échangeur récupère les apports d'ensoleillement de la face extérieure et les pertes thermiques de la paroi intérieure. Son rôle est de récupérer l'énergie calorifique afin de préchauffer l'air neuf du bâtiment construit avec de tels panneaux. Ce genre de panneau donne généralement satisfaction. Toutefois, il est perfectible en termes d'efficacité de chauffage et/ou de rafraîchissement. La présente invention vise à solutionner ce problème.

Ainsi, la présente invention se rapporte à un panneau de construction à isolation pariétodynannique, qui présente deux grandes faces opposées, dites respectivement extérieure et intérieure, et qui comporte, de la grande face extérieure vers la grande face intérieure, une première plaque en matériau de construction, deux plaques de matériau d'isolation thermique distantes l'une de l'autre de manière à ménager entre elles une lame d'air, et une deuxième plaque en matériau de construction, des prises d'air reliant d'une part la grande face extérieure à la lame d'air et d'autre part, la lame d'air à la grande face intérieure, caractérisé par le fait que ladite deuxième plaque en matériau de construction comporte en son sein des moyens de chauffage et/ou de rafraîchissement. Grâce à cette structure et en supposant que la deuxième plaque en matériau de construction comporte en son sein des moyens de chauffage, ceux-ci vont naturellement diffuser à travers la plaque pour chauffer l'intérieur du bâtiment construit avec un tel type de panneau. Cependant, la portion de calories qui se dirige dans le sens inverse, c'est à dire vers l'extérieur et qui est normalement perdue est reprise par la lame d'air pariétodynannique, ce qui contribue à une meilleure efficacité thermique globale.

On réalise donc ainsi des économies d'énergie. Selon d'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de l'invention : - ledit matériau de construction est à base de bois, de béton, de béton fibré, de matériau composite, de parpaings, de plâtre, de briques ou de 10 métal ; - lesdits moyens de chauffage et/ou de rafraîchissement se présentent sous une forme filaire ou tubulaire ; - lesdits moyens forment au sein de ladite deuxième plaque en matériau de construction, un serpentin ; 15 - lesdits moyens de chauffage et/ou de rafraîchissement comprennent un tube dans lequel circule un fluide porteur de calories, respectivement de frigories; - lesdits moyens de chauffage consistent en au moins un câble chauffant électrique ; 20 - l'une des deux plaques d'isolation thermique comporte, sur sa face en regard de l'autre plaque d'isolation thermique, des plots qui formant entretoises, tout en laissant circuler ladite lame d'air entre lesdites plaques ; - lesdits plots viennent de matière avec l'une des plaques. Un autre aspect de l'invention est relatif à un procédé de 25 fabrication d'un panneau de construction selon l'une des caractéristiques précédentes, ledit panneau étant à base de béton. Ce procédé est remarquable par le fait qu'il comporte les étapes suivantes : a) coulage dans un moule d'une première quantité de béton liquide pour former ladite première plaque ; 30 b) avant que le béton n'est fait sa prise, pose successive sur ladite première plaque des deux plaques de matériau d'isolation thermique, de manière à laisser entre elles une lame d'air ; c) pose, sur la face libre de la plaque supérieure d'isolation thermique, des moyens de chauffage et/ou de rafraîchissement ; 35 d) coulage dans un moule d'une seconde quantité de béton liquide pour former ladite deuxième plaque ; e) retrait du panneau hors du moule lorsque le béton a terminé sa prise. Selon de caractéristiques avantageuses mais non limitatives de ce procédé : - à l'étape a) et/ou à l'étape d), on positionne, avant ou après le coulage du béton, un treillis métallique d'armature ; - l'on positionne sur la surface libre de ladite plaque supérieure d'isolation thermique des moyens de positionnement et/ou d'accrochage des moyens de chauffage et/ou de refroidissement ; - l'on utilise un moule dont le fond est préférentiellement métallique et l'on délimite les bords latéraux dudit panneau par des traverses ajustables. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre. Elle sera faite en référence 15 aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un panneau conforme à l'invention, représenté intégré au sein d'une construction ; - la figure 2 est une vue de détail du panneau de la figure 1 représenté à une plus grande échelle ; 20 - La figure 3 est une vue en perspective d'une plaque d'isolation thermique ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un banc de fabrication d'un tel panneau ; - les figures suivantes illustrent, sur la base de la figure 4, les 25 différentes étapes de fabrication du panneau lorsque celui-ci est à base de béton, la figure assortie de l'indice - a » montrant un détail particulier de la figure associée. Le panneau 1 représenté aux figures 1 et 2 est intégré au sein d'une construction. 30 Il constitue par exemple un élément d'un mur de façade. Ce panneau, qui s'inscrit dans un parallélépipède rectangle, présente deux grandes faces opposées, l'une dite extérieure 10 et l'autre dite intérieure 11. Dans le mode de réalisation montré ici, le panneau 1 est à base de 35 béton. Il pourrait toutefois être constitué d'un autre matériau tel que l'un de ceux énumérés plus haut.

De la grande face extérieure 10 en direction de la grande face intérieure 11, le panneau 1 comporte une première plaque en béton 2. Celle-ci intègre en son sein, pour autant que cela soit utile, une armature en forme de treillis métallique (de forme et de fonction connues en soi).

Lors de la fabrication de ce panneau, dont on donnera un exemple de réalisation plus loin dans la description, il peut être prévu que la grande face 10 présente des motifs décoratifs, par exemple répétitifs, obtenus par moulage. Cela peut contribuer à donner au panneau un aspect esthétique original et agréable à l'ceil.

La plaque 2 jouxte, comme montré sur les figures, deux plaques d'isolation thermique 3 et 3', par exemple en polystyrène. Ces deux plaques 3 et 3' présentent la particularité d'être distantes l'une de l'autre tout en demeurant parallèles, en ménageant entre elles, un espace formant lame d'air 4.

Pour ce faire, des plots 30 sont prévus entre les plaques 3 et 3', de manière à maintenir entre elles un espace constant. Un exemple d'une plaque 3 est représenté à la figure 3. Il s'agit d'une plaque de polystyrène dont les plots 30, uniformément répartis, viennent de matière avec la plaque. Toutefois, leur répartition est telle qu'il existe une 20 multiplicité de chemins possibles entre les plots 30, pour y faire circuler de l'air. Bien entendu, les plots 30 ont tous la même hauteur. Dans un mode de réalisation non représenté, ces plots pourraient être distincts de la plaque 3 et rapportés à celle-ci. Des éléments autres que des plots peuvent être utilisés, de forme et géométries diverses. 25 La plaque 3' présente deux grandes faces parallèles et sans relief, de manière à ce qu'elle puisse rentrer en contact avec chacun des plots 30 de la plaque 3. Enfin, le panneau 1 comporte une deuxième plaque 2' en béton, qui est en contact avec la plaque isolante 3'. 30 Comme pour la plaque 2, cette plaque 2' peut intégrer une armature métallique en forme de treillis. Sa présence est d'autant plus importante si la plaque 2' est considérée comme porteuse au sein de la construction à laquelle elle est intégrée. C'est le cas dans l'exemple montré ici. Conformément à l'invention, cette plaque intérieure 2' comporte 35 en son sein des moyens de chauffage et/ou de rafraîchissement.

Ces moyens, référencés 6 sur les figures, ont préférentiellement une forme filaire ou tubulaire. Avantageusement, ils sont disposés en serpentin, de manière à couvrir la surface de la plaque afin de répondre au besoin thermique. Une 5 disposition similaire est rencontrée lors de la pose d'un système de plancher chauffant. Ainsi qu'on le verra par la suite, les moyens 6 peuvent comprendre ou consister en un tube dans lequel circule un fluide porteur de calories, respectivement de frigories. 10 Dans un autre mode de réalisation, il peut s'agir d'un câble chauffant électrique. Enfin, le panneau 1 intègre des prises d'air 5 et 5'. La première 5 traverse la plaque de béton 2 et met en communication l'extérieur avec la lame d'air 4. La seconde 5', met en relation cette lame d'air avec l'intérieur de la 15 construction. Préférentiellement et comme illustré à la figure 1, ces prises 5 et 5' sont - diagonalement opposées » de manière à ce que l'air qui s'engouffre dans l'une d'entre elles ait un long chemin à parcourir pour sortir par l'autre, ceci pour favoriser les échanges thermiques. Généralement, la plaque 2 est moins épaisse que la plaque 2', car 20 c'est habituellement cette dernière qui a une fonction porteuse au sein du bâtiment au sein duquel le panneau est posé. Bien entendu bien que cela n'ait pas été représenté sur les figures, les plaques 2 et 2' sont ponctuellement reliées entre elles par des connecteurs. Des ouvertures dans les plaques isolantes 3 et 3' sont ménagées à cet effet. 25 En lieu et place du polystyrène évoqué plus haut, on peut évidemment utiliser d'autres matériaux isolants tels du polyuréthane, du polysocyanurate, de la mousse phénolique, de la laine de roche, etc. Le béton qui est utilisé peut être coloré ou non. Différents traitements peuvent être appliqués à la grande face 30 extérieure 10. Il peut s'agir de traitements d'ordre esthétique (désactivation, sablage, gommage à air ou à eau, polissage, bouchardage, etc.) et/ou de protection (oléofuge, hydrofuge, anti-graffiti). Quant à la face intérieure 11, elle peut subir un talochage afin de rendre sa surface propre et lisse, en vue d'accueillir la finition souhaitée 35 (peinture, papier peint, etc.).

Dans la plaque 2' on est susceptible d'intégrer des fourreaux pour réseau électrique, hydraulique et/ou de communication. Le panneau 1 fonctionne globalement à la manière d'un panneau pariétodynannique connu.

Ceci permet d'obtenir un préchauffage de l'air neuf tout en garantissant une inertie thermique optimisée. Cette isolation dynamique est réalisée par la lame d'air 4 et les entrées 5 et 5', avec, si possible, une circulation d'air de l'extérieur vers l'intérieur. Lorsque la température extérieure est plus basse que la température intérieure l'air de renouvellement qui traverse le panneau subit un préchauffage par la récupération de l'énergie calorifique qui provient soit de la plaque extérieure 2, soit des pertes du système de chauffage 6 intégré dans la plaque intérieure, ou encore des deux. La circulation d'air peut être forcée par la mise en dépression de 15 l'intérieur du bâtiment ou par un système de ventilation à simple ou double flux. Les prises d'air peuvent être munies de protections (grille, moustiquaire, auvent), avec une ventilation auto régulable. Pour éviter l'encrassement de la zone formant lame d'air 4, on peut y placer de manière préventive des isolants pelliculés. Pour un traitement 20 curatif, on prévoit plutôt un perçage ou un diffuseur permettant d'effectuer un nettoyage sous pression par exemple, ou encore un système de - by-pass ». On se reportera maintenant aux figures 4 et suivantes pour décrire un mode de préfabrication d'un panneau selon l'invention. Ainsi, en référence à la figure 4, on dispose sur une table 25 métallique 7 présentant une surface supérieure plane 70 des traverses 80, de préférences en bois, qui sont positionnées de manière à délimiter les dimensions extérieures du panneau. On en positionne d'autres 81 au centre, de manière à ménager dans le panneau final, une ouverture. Tout moyen de fixation connu de l'homme 30 du métier permet de maintenir les traverses 80 et 81 en position stable. La face supérieure 70 de la table aura préférentiellement reçu un traitement de surface préalable, tel qu'un agent décoffrant, afin de permettre le démoulage ultérieur du panneau sans difficulté particulière. Comme le montre la Figure 5, on coule ensuite dans le moule 8 35 ainsi formé, une quantité de béton liquide B, de manière à former la future plaque extérieure 2 du panneau 1. Bien entendu, cette quantité aura été calculée à l'avance. Pour que la plaque 2 se tienne, on positionne une armature métallique en forme de treillis 9. Si nécessaire, cette armature est pourvue de pattes qui s'étendent à 900 par rapport au plan général du treillis, de manière à ce que ces pattes se positionnent à fleur de la face 70 de la table. Ceci permet de bien maîtriser l'enfoncement et le positionnement de l'armature au sein du béton. Bien entendu, l'introduction de cette armature est faite 10 rapidement après que le béton ait été coulé et, en tout état de cause, avant qu'il n'ait réalisé sa prise. A l'étape suivante représentée à la figure 6, on positionne la plaque de matériau isolant 3, de manière à ce que les plots face saillie vers le haut. Si nécessaire, on fait usage de plusieurs morceaux de plaques, 15 éventuellement prédécoupées. La seconde plaque de matériau isolant 3' est ensuite posée sur les plots 30, comme le montre la figure 7. On peut ensuite répartir de manière uniforme sur la surface libre de la plaque 3 des rails 60 qui sont destinés à recevoir un tube, comme on le 20 décrira plus loin (figure 8). Ces rails sont en matière de préférence en plastique et peuvent être fixés à la plaque 3'. On procède ensuite à la mise en place d'un tuyau 6 en forme de serpentin, qui vient en prise sur les rails 60.

25 Le tuyau dont il s'agit est du même type que celui utilisé dans les installations de sol chauffant. On prend bien entendu soin que les deux extrémités opposées 61 du tube ressortent hors du moule 8. C'est la situation de la figure 9.

30 A la figure 10, on positionne des rails 60' du même type que les précédents à des fins de protection. Dans une étape ultérieure illustrée aux figures 11 et 11A, on positionne une seconde armature métallique en forme de treillis 9. Enfin, dans une étape finale, on procède à une deuxième coulée 35 de béton B, de manière à réaliser la deuxième plaque 2' du panneau. Ainsi, on voit clairement à la figure 12, les extrémités opposées 61 du tuyau 6 qui émergent du moule et du panneau. Par la suite, dès que le béton a réalisé sa prise, on procède au démoulage du panneau, selon les méthodes traditionnelles mise en oeuvre dans 5 ce domaine de la technique. Les avantages du panneau selon la présente invention sont nombreux. Sa préfabrication en usine permet de mettre en oeuvre les meilleures conditions opératoires possibles, ce qui a une forte répercussion sur la 10 qualité du produit. Il permet d'apporter un surplus de rayonnement, ce qui augmente les biens être des utilisateurs. L'intégration du système 6 dans une paroi à inertie lourde permet d'élever et/ou d'abaisser la température dans le panneau, même après arrêt.

15 Cela permet de faire des économies d'énergie et d'augmenter la sensation de confort. Ainsi, il autorise un abaissement de la température ambiante de 2 à 3°C pour une même sensation de confort. Il limite le brassage d'air, le déplacement de poussière et permet de maintenir un air ambiant qui ne 20 s'assèche pas. Le système pariétodynannique permet de récupérer les pertes que le système de chauffage/rafraîchissement 6 génère inévitablement. Le montage des panneaux sur site est plus rapide qu'une méthode de construction traditionnelle. La gestion de chantier est simplifiée en ce qui 25 concerne l'intervention des exécutants, les fournitures et le matériel. La gestion des déchets est optimisée. Bien entendu, alors que la présente description a été faite en liaison avec un panneau destiné à occuper au final une position verticale (usage à titre de mur, de cloison, etc.), il demeure possible d'en faire usage en position 30 horizontale, à titre de plancher ou plafond réversible par exemple.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Panneau de construction à isolation pariétodynannique (1), qui présente deux grandes faces opposées (10, 11), dites respectivement extérieure et intérieure, et qui comporte, de la grande face extérieure (10) vers la grande face intérieure (11), une première plaque (2) en matériau de construction, deux 5 plaques de matériau d'isolation thermique (3, 3') distantes l'une de l'autre de manière à ménager entre elles une lame d'air (4), et une deuxième plaque (2') en matériau de construction, des prises d'air (5, 5') reliant d'une part la grande face extérieure (10) à la lame d'air (4) et d'autre part, la lame d'air (4) à la grande face intérieure (11), caractérisé par le fait que ladite deuxième plaque en 10 matériau de construction comporte en son sein des moyens de chauffage et/ou de rafraîchissement (6).
2. 2. Panneau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit matériau de construction est à base de bois, de béton, de béton fibré, de matériau composite, de plâtre, de parpaings, de briques ou de métal. 15
3. 3. Panneau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de chauffage et/ou de rafraîchissement (6) se présentent sous une forme filaire ou tubulaire.
4. 4. Panneau selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens (6) forment au sein de ladite deuxième plaque en matériau de 20 construction, un serpentin.
5. 5. Panneau selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens de chauffage et/ou de rafraîchissement (6) comprennent un tube dans lequel circule un fluide porteur de calories, respectivement de frigories. 25
6. 6. Panneau selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens de chauffage (6) consistent en au moins un câble chauffant électrique.
7. 7. Procédé de fabrication d'un panneau (1) de construction selon la revendication 2, ledit panneau étant à base de béton, caractérisé par le fait qu'il 30 comporte les étapes suivantes : a) coulage dans un moule (8) d'une première quantité de béton liquide (B) pour former ladite première plaque (2) ;b) avant que le béton n'est fait sa prise, pose successive sur ladite première plaque des deux plaques de matériau d'isolation thermique (3, 3'), de manière à laisser entre elles une lame d'air (4); c) pose, sur la face libre de la plaque supérieure d'isolation 5 thermique, des moyens de chauffage et/ou de rafraîchissement (6); d) coulage dans le moule d'une seconde quantité de béton liquide (B) pour former ladite deuxième plaque (2') ; e) retrait du panneau (1) hors du moule lorsque le béton a terminé sa prise. 10
8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que, à l'étape a) et/ou à l'étape d), on positionne, avant ou après le coulage du béton, un treillis métallique d'armature.
9. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé par le fait que l'on positionne sur la surface libre de ladite plaque supérieure d'isolation 15 thermique des moyens de positionnement et/ou d'accrochage des moyens de chauffage et/ou de refroidissement.
10. 10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que l'on utilise un moule dont le fond est de préférence métallique et que l'on délimite les bords latéraux dudit panneau par les traverses ajustables. 20