PANNEAU ISOLANT THERMIQUE

Description

[0001] La présente invention concerne le domaine de l'isolation thermique de bâtiments.

[0002] Plus précisément, la présente invention concerne le domaine de l'isolation thermique sous vide d'air ou gaz.

[0003] Depuis plus de 20 ans, le concept d'isolant sous vide est étudié pour diverses applications, dont l'isolation des bâtiments. Mais les premières applications industrielles ont concerné essentiellement les problématiques du froid (réfrigérateurs, glacières, containers réfrigérés, etc ...). En effet, en termes d'isolation thermique, sur terre, seule la technique d'isolation par le vide permet d'obtenir des conductivités thermiques minimales conduisant ainsi à des épaisseurs d'isolant minimales pour une résistance thermique donnée.

[0004] Pour des applications d'isolation des bâtiments, le thème des isolants sous vide n'est vraiment apparu dans les laboratoires de Recherche & Développement qu'à la fin des années 90, lorsque les politiques énergétiques et environnementales ont impulsé dans ce secteur une recherche accrue sur le thème de l'efficacité énergétique.

[0005] Le poids important des consommations d'énergie du parc de bâtiments existants dans les pays industrialisés impose effectivement le renforcement drastique de l'isolation thermique des parois opaques des bâtiments. Ainsi l'idée de disposer d'un isolant de conductivité thermique très faible (inférieure à 10mW/m.K), donc très mince, pour une résistance thermique donnée, s'est alors imposée comme une évidence afin de limiter l'impact des déperditions thermiques des parois opaques sur les volumes habitables disponibles.

[0006] Sont alors apparus des concepts de panneaux d'isolants constitués de matériaux de coeur thermiquement peu conducteurs de la chaleur, entourés d'une enveloppe barrière étanche et tirés au vide, que l'on pourrait qualifiés de Super isolant en regard de la performance des isolants traditionnels. On peut ainsi distinguer plusieurs familles de produits selon la nature de l'enveloppe, celle du matériau de coeur et la façon dont le vide est géré dans le temps.

[0007] Pour l'enveloppe, on peut distinguer deux familles : d'une part la famille des enveloppes métalliques où l'étanchéité est constituée en fait de plaques métalliques d'acier ou d'aluminium et, d'autre part la famille constituée de toutes les autres enveloppes, le cas le plus fréquent étant celui d'une enveloppe constituée d'une alternance de couches polymères plastiques et métalliques (ou métallisées).

[0008] Pour les matériaux de coeur, la distinction porte essentiellement sur la nature de la porosité nanostructurée ou non. Sur le plan fonctionnel, un matériau nanostructuré est moins sensible que les autres à une élévation de la pression dans le panneau sous vide. De ce fait, les matériaux de cette famille permettent de conserver une performance thermique élevée même si des fuites (en pratique inévitables) laissent pénétrer du gaz dans le composant lorsqu'il est en oeuvre.

[0009] Concernant la gestion du vide, on distingue là encore deux familles. Pour la première, la plus courante, le vide est tiré à la fabrication du composant et on compte ensuite sur le matériau de coeur et l'étanchéité de l'enveloppe pour le conserver à un niveau suffisant pour que le composant continue d'assurer durablement sa fonction d'isolation. On entend par durable, la durée de vie relative à l'enveloppe du bâtiment c'est-à-dire de l'ordre de 10 à 40 ans. A l'intérieur de cette famille on peut aussi distinguer les produits pour lesquels le matériau de coeur reçoit l'aide d'un "guetter" (une capsule de tamis moléculaire qui capte les gaz dans le composant afin d'entretenir un vide poussé jusqu'à ce que sa saturation l'empêche de continuer à assurer cette fonction) et ceux qui n'en ont pas. La seconde famille est celle des isolants sous vide dont le vide est entretenu en permanence par une pompe à vide branchée sur le composant.

[0010] Les problèmes posés par les produits connus de ce type, pour une utilisation en isolation du bâtiment, sont multiples.

[0011] L'on évoquera ici trois problèmes de natures différentes.

[0012] Le premier concerne le passage du composant isolant à la paroi isolée. Effectivement, en tirant au vide un matériau poreux et en l'enfermant dans une enveloppe étanche, il est tout à fait possible de construire un composant très isolant, dont la conductivité thermique peut durablement rester inférieure à 10 mW/m.K. Mais cette performance est celle de la partie courante ou corps du composant. Or la barrière d'étanchéité qui entoure le matériau de coeur est toujours métallique ou métallisée. Elle provoque donc un pont thermique conséquent (par conduction de la chaleur) sur les bords du composant. Ainsi, si l'on assemble côte à côte plusieurs composants pour réaliser une paroi isolante, le niveau d'isolation de l'assemblage, tenant compte de ces ponts thermiques, est bien moindre que celui de la partie courante. En clair, on peut par ce moyen fabriquer des supers isolants, mais il est plus difficile de faire avec ces supers isolants de la super isolation. Une solution pourrait être de fabriquer des composants de grande dimension, pour limiter l'impact des bords, mais alors la fabrication, et notamment les opérations de tirage du vide et de fermeture de l'enveloppe, deviennent t très longues, très complexes et très coûteuses.

[0013] Le second problème provient de la présence du matériau de coeur. Ainsi, même si un vide parfait était établi dans le composant, il resterait un mode de transfert par conduction au travers de la matrice solide nanostructure du matériau de coeur. Ce phénomène inévitable avec ce genre de composant borne inévitablement la conductivité thermique qu'il peut atteindre à une valeur minimale de l'ordre de 5 mw/m. K.

[0014] Le dernier problème est qu'un tel composant ne peut se comporter qu'en isolant thermique. Même dans le cas d'un vide entretenu, où il paraît possible de jouer sur le niveau de vide pour piloter la conductivité thermique du composant, on ne peut agir que sur une plage très restreinte de conductivité, en pratique comprise au mieux entre 5 mW/m.K lorsqu'il est sous vide et inférieure à 30 mW/m.K lorsqu'il est à pression atmosphérique. Cette plage n'est pas suffisante pour réguler l'enveloppe en continu de façon à ce qu'elle isole énormément quand on a besoin de conserver le chaud ou le froid à l'intérieur du bâtiment et qu'elle n'isole pratiquement plus lorsqu'au contraire on souhaiterait faire pénétrer le chaud ou le froid extérieur dans le bâtiment.

[0015] On trouvera des exemples de dispositifs connus d'isolation thermique dans les documents US-A-3968831, US-A-3167159, DE-A-19647567, US-A-5433056, DE-A-1409994, US-A-3920953, SU-A-2671441, US-A-5014481, US-A-3463224, DE-A-4300839.

[0016] Une autre voie d'investigation pour la réalisation de dispositif d'isolation thermique contrôlée, c'est-à-dire conçue pour modifier sur commande, la conductivité thermique, a été proposée dans les documents US-A-3734172 et WO-A-03/054456.

[0017] Comme schématisé sur la figure 1 annexée, le document US-A-3734172, publié en 1973, a proposé un dispositif comprenant un empilement de feuilles souples 10 dont l'écartement est censé être modifié par des forces électrostatiques, lors de l'application de tensions électriques contrôlées de polarités alternativement opposées, entre ces feuilles, à l'aide d'un générateur 12 et d'un commutateur 14 associé.

[0018] En pratique un tel dispositif n'a connu aucun développement industriel conséquent, faute de résultat probant.

[0019] Le document WO-A-03/054456 a tenté d'améliorer la situation en proposant un dispositif du type illustré sur la figure 2 comprenant un panneau défini par deux cloisons 20, 22 séparées par des entretoises 24 et délimitant une chambre 30 placée à pression ambiante ou en dépression et qui loge une membrane déformable 32. La membrane 32 est reliée ponctuellement à la cloison 20 en un point thermiquement isolant 34. Elle est par ailleurs pincée entre les entretoises 24 et la deuxième cloison 22. Comme on le voit sur la figure 2a, lorsque des potentiels de polarités opposées sont appliqués sur la membrane 32 et la deuxième cloison 22 alors que des potentiels de même polarité sont appliqués sur la première cloison 20 et sur la membrane 32, cette dernière est plaquée contre la deuxième cloison 22. Inversement, comme on le voit sur la figure 2b lorsque des potentiels de polarités opposées sont appliqués sur la membrane 32 et la première cloison 20 alors que des potentiels de même polarité sont appliqués sur la deuxième cloison 22 et sur la membrane 32, cette dernière est plaquée contre la première cloison 20. L'on comprend que la commutation d'état résultante de la membrane 32 permet de modifier sur commande la conductibilité thermique entre les deux cloisons 20 et 22.

[0020] Face aux difficultés rencontrées lors d'essais sur le dispositif illustré sur la figure 2, le document WO-A-03/054456 lui même a proposé une évolution de ce dispositif, illustrée sur la figure 3, qui comporte un déflecteur 40 en V à la base des entretoises 24, côté deuxième cloison 22 et des berceaux 42 en U sur la première cloison 20.

[0021] De telles tentatives d'évolution n'ont cependant pas plus permis un réel développement industriel de ce dispositif.

[0022] La désaffection des industriels pour ce produit, malgré la forte demande existante dans le domaine de l'isolation thermique pour le bâtiment, provient en grande partie de la complexité du produit, que l'on comprend au simple examen visuel de la figure 3.

[0023] Dans ce contexte, la présente invention a maintenant pour objectif de proposer un nouveau dispositif d'isolation thermique qui présente des qualités supérieures à l'état de la technique en termes de coût, d'industrialisation , efficacité et fiabilité, notamment.

[0024] Plus précisément la présente invention a pour but de proposer de nouveaux moyens permettant de réaliser un dispositif d'isolation thermique susceptible d'évoluer entre un état de forte isolation thermique et un état de moindre isolation thermique, voire relative conduction thermique.

[0025] Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un dispositif d'isolation thermique, notamment pour bâtiments, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un panneau comportant deux parois séparées par une entretoise principale périphérique pour définir une chambre étanche au gaz, en dépression, et au moins deux films souples disposés dans ladite chambre, fixés localement à des entretoises secondaires, en des points intermédiaires entre les deux parois et définissant entre eux des compartiments secondaires étanches, de sorte que, par application de potentiels successifs de polarité choisie entre les parois et les films souples, les films souples soient déplacés entre une première position d'isolation thermique dans laquelle les films placés à un même potentiel électrique de polarité opposée au potentiel électrique des parois, sont séparés entre eux et en contact avec les parois, la pression dans les compartiments secondaires définis entre les films étant inférieure à la pression régnant dans la chambre à l'extérieur des compartiments et une deuxième position dans laquelle les films sont séparés des parois et en contact mutuel au moins sur une partie substantielle de leur surface, ladite deuxième position présentant des propriétés d'isolation thermique inférieures à la première position. Le document WO-A-03/054456 divulgue les caracteristiques du préambule de la revendication 1.

[0026] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :

• la figure 1, précédemment décrite, représente schématiquement un dispositif d'isolation thermique conforme à l'enseignement du document US-A-3734172,
• les figures 2a et 2b représentent deux états d'un dispositif conforme à une première variante d'un dispositif conforme au document WO-A-03/054456, précédemment décrit,
• les figures 3a et 3b représentent schématiquement deux états similaires d'un dispositif précédemment décrit, conforme à une seconde variante de réalisation enseignée par le document WO-A-03/054456,
• les figures 4 et 5 annexées représentent, selon des vues schématiques en coupe transversale, deux états d'un dispositif basique d'isolation thermique conforme à la présente invention,
• la figure 6 représente une vue d'un dispositif amélioré conforme à la présente invention,
• la figure 7 représente l'assemblage de plusieurs panneaux élémentaires conforme à la présente invention, chant contre chant,
• la figure 8 représente la superposition de plusieurs panneaux d'un dispositif d'isolation thermique conforme à la présente invention et
• les figures 9 et 10 représentent deux états d'un dispositif d'isolation thermique conforme à une variante de réalisation de la présente invention.

[0027] On aperçoit sur les figures 4 et suivantes annexées, un panneau d'isolation thermique 100 conforme à la présente invention comprenant deux parois principales 110, 120, séparées par une entretoise principale périphérique 102 pour former une chambre étanche au gaz 104. La chambre 104 est placée en dépression, c'est-à-dire à une pression inférieure à la pression atmosphérique. Typiquement, la pression interne de la chambre 104 est de l'ordre de quelques Pascals, avantageusement entre 1 Pa et 1000Pa, très avantageusement de l'ordre de 10Pa.

[0028] La chambre 104 loge au moins deux films 150, 160. Les films 150, 160, sont souples. Ils s'étendent parallèlement aux parois 110, 120. Les films souples 150, 160 sont fixés localement à des entretoises secondaires 140, disposées entre les parois 110, 120, en des points intermédiaires entre les deux parois 110, 120.

[0029] Plus précisément, de préférence, les films 150, 160 sont fixés sur les entretoises 140 à mi-distance entre les deux parois 110, 120. Les films souples 150, 160 sont susceptibles de déformation, comme on l'exposera par la suite, dans leurs portions qui s'étendent entre deux entretoises 140 adjacentes.

[0030] Les films 150, 160 définissent entre eux des compartiments étanches au gaz 158 placés sous un niveau de vide contrôlé.

[0031] Les films 150, 160 étant placés à mi-distance des parois 110, 120, ils divisent la chambre 104 en deux sous chambres 104a et 104b situées respectivement de part et d'autre des compartiments 158.

[0032] De préférence il est prévu des moyens de communication 103 permettant d'assurer une liaison fluidique entre les deux sous chambres 104a et 104b. Ces moyens de communication 103 sont par ailleurs de préférence adaptés pour assurer une liaison fluidique entre un moyen 190 de contrôle de pression, tel qu'un compresseur ou un moyen équivalent, et ladite chambre 104.

[0033] Bien entendu, lès entretoises 102 et 140 sont réalisées en un matériau thermiquement isolant pour ne pas constituer de pont thermique de conduction entre les parois 110 et 120. Ainsi, les entretoises 102, 140, sont formées avantageusement en matériau thermoplastique.

[0034] Le fonctionnement du dispositif conforme à la présente invention schématisé sur les figures 4 et 5 est essentiellement le suivant.

[0035] On a schématisé sous la référence 195 sur la figure 4 un générateur adapté pour appliquer des potentiels de polarité contrôlée respectivement sur les films 150, 160 et sur les parois 110, 120.

[0036] Lors de l'application de potentiels de polarités opposées entre les films 150, 160, d'une part, et de polarités respectivement identiques entre chacun des films 150, 160, et la paroi 110, 120, en regard, les deux films 150, 160 sont plaqués l'un contre l'autre à mi-épaisseur de la chambre 104 comme illustré sur la figure 4. Ils sont ainsi placés en contact mutuel au moins sur une partie substantielle de leur surface, à distance des parois, c'est-à-dire séparés des parois 110, 120. Dans cet état, les films 150, 160, en contact mutuel, autorisent un certain transfert thermique par conduction entre eux.

[0037] Dans le cadre de la présente invention, on entend par « partie substantielle », une partie largement majoritaire de la surface des films 150, 160, typiquement supérieure à au moins 90% de cette surface, le reliquat des films 150, 160 qui ne sont pas en contact mutuel étant dû à la présence d'un résidu de molécules de gaz à très faible pression restant présentes dans les compartiments 158.

[0038] Au contraire, lorsque des potentiels de même polarité sont appliqués entre les films 150, 160, d'une part, et d'autre part, des potentiels de polarités opposées sont appliqués respectivement entre chacun des films 150, 160, et la paroi 110, 120 placée en regard, comme on le voit sur la figure 5, les films 150, 160, sont respectivement en contact avec l'une des parois 110, 120. Par conséquent les films 150, 160 sont séparés entre eux sur toute leur surface, à la seule exception de la zone de pincement commune au niveau des entretoises 140. Les films 150, 160 sont alors séparés par une couche d'air à très faible pression, et sont placés dans une position d'isolation thermique.

[0039] Dans cet état la pression dans les compartiments 158 entre les films 150, 160, est inférieure à la pression qui règne dans les sous chambres 104a et 104b situées sur l'extérieur des films 150, 160, de préférence inférieure à 1Pa, soit typiquement comprise entre 10^-3 et 10^-4 Pascals.

[0040] Les tensions appliquées sur le dispositif répondent à la relation V/e=3,4.10⁵(p/ε_r)^1/2, relation dans laquelle :

V désigne le potentiel électrique,

e désigne l'écartement initial entre les faces externes des films souples déformables 150, 160, et la surface en regard des plaques 110, 120,

p représente la pression interne dans la chambre 104, et

ε_r représente la permittivité du milieu remplissant la chambre 104.

[0041] Les parois 110, 120, composant le panneau 100 peuvent faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation.

[0042] Les parois 110, 120, peuvent être rigides. En variante, elles peuvent être souples. Dans ce cas, le panneau 100 peut être enroulé, ce qui facilite son transport et son stockage.

[0043] Les parois 110, 120 peuvent être au moins partiellement électriquement conductrices pour permettre l'application d'un champ électrique générant les forces électrostatiques requises pour la commutation d'états des films 150, 160.

[0044] Les parois 110, 120 peuvent être réalisées en métal.

[0045] Elles peuvent également être réalisées en un matériau composite, par exemple sous forme d'une couche électriquement isolante associée à une couche électriquement conductrice (métal ou matériau chargé de particules électriquement conductrices).

[0046] De même, les films souples 150, 160 sont au moins partiellement électriquement conducteurs pour permettre l'application du champ électrique requis par la génération des forces électrostatiques précitées.

[0047] Typiquement, les films souples 150, 160 sont formés d'une feuille de métal souple ou à base de matériau thermoplastique ou équivalent, chargé de particules électriquement conductrices.

[0048] Comme on le voit sur la figure 6, de préférence, les films souples 150, 160, sont formés chacun d'une âme 152, 162, électriquement conductrice revêtue sur chacune de ses faces d'un revêtement en matériau électriquement isolant 154, 156, 164, 166 (par exemple un matériau thermoplastique).

[0049] On notera que dans le cadre de la présente invention, il est nécessaire de prévoir une isolation électrique entre les films 150, 160, d'une part, et entre chacun des films 150, 160 et les parois 110, 120 d'autre part, pour éviter un court-circuit entre ces éléments lors d'application des tensions successives entre ces éléments.

[0050] Les couches électriquement isolantes 154, 156 et 164, 166, illustrées sur la figure 6 remplissent cette fonction d'isolation électrique. Cette fonction peut être assurée en variante par des moyens similaires prévus sur les parois 110, 120, au moins pour l'isolation électrique requise entre les parois 110, 120 et les films souples 150, 160.

[0051] On a représenté sur la figure 7, un agencement modulaire de plusieurs panneaux 100 conforme à la présente invention juxtaposés côte à côte par leur chant. Comme on le voit sur la figure 7 de préférence il est prévu, pour assurer une parfaite continuité d'isolation, des éléments de recouvrement 106 intégrés dans les parois 110, 120 d'un panneau 100 et adaptés pour chevaucher le panneau adjacent. En variante de tels éléments de recouvrement 106 pourraient être prévus sur des éléments rapportés au niveau des zones de jonction entre deux de tels panneaux 100 adjacents.

[0052] On a représenté également sur la figure 8, une combinaison de plusieurs panneaux conformes à la présente invention empilés pour renforcer l'isolation thermique.

[0053] Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits mais s'étend à toute variante conforme à son esprit.

[0054] Le dispositif conforme à la présente invention offre une bonne isolation thermique en raison du vide régnant dans la chambre 104 et de la dépression régnant dans les compartiments 158 entre les films 150 et 160, en position séparée de ceux-ci.

[0055] Il est prévu de préférence des moyens 190 permettant d'entretenir le vide au sein de la chambre 104 (par exemple à base de pompes mises en service séquentiellement ou automatiquement ou encore de produits absorbeurs de gaz comme indiqué précédemment).

[0056] Par rapport à certains dispositifs connus de l'état de la technique, l'utilisation de deux films 150, 160, thermiquement isolants permet de renforcer l'effet de barrière thermique, c'est-à-dire de réduire la conductivité thermique.

[0057] Le dispositif conforme à la présente invention autorise une réalisation sous forme de faible épaisseur globale compatible avec une isolation intérieure. Typiquement, le dispositif conforme à la présente invention présente une épaisseur maximale de quelques millimètres.

[0058] L'homme de l'art comprendra que la présente invention permet de développer un système pilotable d'isolation sous vide de très faible épaisseur qui présente par conséquent une très grande performance thermique.

[0059] De préférence, les films 150, 160, sont choisis en un matériau peu émissif dans l'infrarouge ou encore traité pour être peu émissif dans l'infrarouge. Ainsi les films 150, 160 ont un coefficient d'émission (défini comme étant le rapport entre l'émission desdits films et l'émission d'un corps noir) inférieur à 0,1 pour les longueurs d'onde supérieures à 0,78µm.

[0060] Le pilotage du champ électrique appliqué entre les films 150, 160, et entre les films 150, 160 et les parois 110, 120, permet soit de maintenir les films en contact mutuel ou en très faible écartement, comme illustré sur la figure 4, rendant le système relativement conducteur thermique, soit de séparer les films 150, 160 rendant ainsi le système thermiquement isolant comme illustré sur la figure 5.

[0061] Le dispositif conforme à la présente invention permet ainsi par exemple de récupérer par l'état de conduction thermique les apports solaires de parois exposées en hiver ou de refroidir des murs en été quand la fraîcheur extérieure le permet, en le plaçant dans l'état illustré sur la figure 4.

[0062] Selon une variante, l'ensemble des composants du dispositif, c'est-à-dire, parois 110, 120 et films 150, 160 peuvent être optiquement transparents dans le domaine visible (0,4-0,8µm). Le dispositif conforme à la présente invention peut ainsi être appliqué sur des parois transparentes, par exemple devant un capteur solaire.

[0063] On notera en particulier que tous les dispositifs conformes à l'état de la technique utilisant des matériaux de coeur, n'autorisent pas une telle propriété de transparence optique.

[0064] Les panneaux d'isolation thermique conformes à la présente invention peuvent également jouer un rôle de décoration.

[0065] Si l'on applique le dispositif conforme à la présente invention aux parois déperditives d'un bâtiment, on peut moduler l'isolation afin d'optimiser la récupération des apports externes (solaire en hiver, fraîcheur en été). On a alors contrairement aux concepts existant actuellement de chauffage ou de climatisation, où l'installation intérieure rattrape les pertes ou les gains de chaleur au travers de l'enveloppe, un système qui gère cette perte ou gain de chaleur pour conserver les conditions de confort intérieur souhaitées. Un tel pilotage peut bien entendu être opéré automatiquement à partir de sondes thermiques appropriées.

[0066] La présente invention contribue également à maîtriser totalement l'inertie thermique des parois des bâtiments dans des limites jusque là jamais atteintes.

[0067] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à l'application particulière précédemment évoquée d'isolation des bâtiments. La présente invention qui conduit à une excellente isolation électrique indépendante de l'épaisseur du dispositif et autorisant une épaisseur extrêmement petite permet d'appliquer la présente invention dans un grand nombre de domaines techniques.

[0068] La présente invention peut en particulier s'appliquer à des vêtements ou toute autre problématique industrielle demandant une isolation thermique.

[0069] Comme indiqué précédemment la présente invention n'est pas limitée à la présence de deux films 150, 160 au sein de la chambre 104. On a illustré sur les figures 9 et 10 une variante de réalisation selon laquelle il est ainsi prévu trois films adjacents 150, 160 et 170 à mi-distance entre les parois 110, 120.

[0070] Lorsque les potentiels appliqués entre chaque paire de films adjacents 150, 160 et 170 sont alternativement opposées et par ailleurs les potentiels appliqués sur les films les plus externes 150, 170 sont identiques aux parois placées respectivement en regard 110, 120, les films sont en contact mutuel sur une partie substantielle de leur surface comme illustré sur la figure 9 et le dispositif est dans un état de relative conduction thermique.

[0071] En revanche lorsque les potentiels appliqués sur les films 150, 160 et 170 sont identiques et opposés aux parois respectivement en regard 110, 120, les films 150, 160 et 170 sont séparés entre eux par une lame d'air. Les films externes 150, 170 sont plaqués contre les parois 110, 120, en position séparée du ou des film(s) central(ux) 160. Le dispositif est alors dans une position d'isolation thermique résultant de la séparation entre les films.

Revendications

1. Dispositif d'isolation thermique, notamment pour bâtiments, comprenant au moins un panneau (100) comportant deux parois (110, 120) séparées par une entretoise principale périphérique (102) pour définir une chambre étanche au gaz (104), en dépression, et un film souple (150) disposés dans ladite chambre (104), fixé localement à des entretoises secondaires (140), de sorte que par application de potentiels successifs de polarité choisie entre les parois (110, 120) et le film souple (150), le film souple (150) soit déplacé entre une première position et une deuxième position d'isolation thermique, ladite deuxième position présentant des propriétés d'isolation thermique inférieures à la première position, caractérisé en ce que le dispositif comporte au moins un deuxième film souple (160) disposé dans la dite chambre (104), les dits au moins deux films souples (150, 160) sont fixés localement aux dites entretoises secondaires (140) en des points intermédiaires entre les deux parois (110, 120) et définissant entre eux des compartiments secondaires (158) étanches, de sorte que par application de potentiels successifs de polarité choisie entre les parois (110, 120) et les films souples (150, 160), les films souples (150, 160) soient déplacés entre la dite première position d'isolation thermique dans laquelle les films (150, 160) placés à un même potentiel électrique de polarité opposée au potentiel électrique des parois (110, 120), sont séparés entre eux et en contact avec les parois (110, 120), la pression dans les compartiments secondaires (158) définis entre les films (150, 160) étant inférieure à la pression régnant dans la chambre (104) à l'extérieur des compartiments secondaires (158), et la dite deuxième position dans laquelle les films (150, 160) sont séparés des parois (110, 120) et en contact mutuel au moins sur une partie substantielle de leur surface.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans la deuxième position, les paires de films adjacents (150, 160) reçoivent des potentiels opposés, de préférence respectivement identiques aux parois (110, 120) en regard des films externes.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins trois films souples (150, 160, 170) dans la chambre étanche (104).

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les parois (110, 120) sont souples.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les parois (110, 120) sont choisies dans le groupe suivant : des parois en métal, des parois en matériau composite, typiquement une couche électriquement isolante et une couche électriquement conductrice, par exemple à base de métal ou chargée en particules électriquement conductrices, des parois (110, 120) dont la face interne est revêtue d'un matériau électriquement isolant..

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les films souples (150, 160) sont choisis dans le groupe suivant : des films en métal, des films souples réalisés à base de matériau thermoplastique chargé de particules électriquement conductrices, des films souples revêtus d'un revêtement (154, 156, 164, 166) électriquement isolant.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la pression interne de la chambre (104) est comprise entre 1 Pa et 1000Pa, très avantageusement de l'ordre de 10Pa.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la pression entre les deux films (150, 160) est inférieure à la pression qui règne dans les sous chambres (104a et 104b) situées sur l'extérieur des films (150, 160), de préférence inférieure à 1Pa, soit typiquement comprise entre 10^-3 et 10^-4 Pascals.

9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les parois (110, 120) et/ou les films (150, 160) sont réalisés en un matériau peu émissif dans l'infrarouge ou traités pour être peu émissif dans l'infrarouge et présentant de préférence un coefficient d'émission inférieur à 0,1 dans l'infrarouge.

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les parois (110, 120) et les films souples (150, 160) sont optiquement transparents dans le visible.

Ansprüche

1. Wärmeisolationsvorrichtung, insbesondere für Gebäude, umfassend mindestens eine Platte (100), welche zwei durch eine periphere Hauptstrebe (102) getrennte Wände (110, 120) aufweist, um, bei Unterdruck, eine gasdichte Kammer (104) zu definieren, und eine elastische Folie (150), die in der Kammer (104) angeordnet ist und lokal an sekundären Streben (140) befestigt ist, so dass durch Anwendung sukzessiver Potentiale ausgewählter Polarität zwischen den Wänden (110, 120) und der elastischen Folie (150) die elastische Folie (150) zwischen einer ersten Wärmeisolationsposition und einer zweiten Wärmeisolationsposition verlagert wird, wobei die zweite Position Wärmeisolationseigenschaften aufweist, die kleiner als in der ersten Position sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine zweite elastische Folie (160) aufweist, die in der Kammer (104) angeordnet ist, wobei die mindestens zwei elastischen Folien (150, 160) lokal an den sekundären Streben (140) an Übergangspunkten zwischen den zwei Wänden (110, 120) befestigt sind und zwischen sich dichte sekundäre Fächer (158) definieren, so dass durch Anwendung sukzessiver Potentiale gewählter Polarität zwischen den Wänden (110, 120) und den elastischen Folien (150, 160) die elastischen Folien (150, 160) zwischen der ersten Wärmeisolationsposition, in welcher die Folien (150, 160), die mit einem selben elektrischen Potential entgegengesetzter Polarität zum elektrischen Potential der Wände (110, 120) platziert sind, zwischen sich getrennt und im Kontakt mit den Wänden (110, 120) sind, wobei der Druck in den sekundären, zwischen den Folien (150, 160) definierten Fächern (158) geringer ist als der Druck, der in der Kammer (104) außerhalb der sekundären Fächer (158) herrscht, und der zweiten Wärmeisolationsposition, in welcher die Folien (150, 160) von den Wänden (110, 120) getrennt und mindestens über einen substantiellen Abschnitt ihrer Oberfläche im gegenseitigen Kontakt sind, verlagert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Position die Paare benachbarter Folien (150, 160) entgegengesetzte, vorzugsweise jeweils mit den Wänden (110, 120) gegenüber den äußeren Folien identische Potentiale erhalten.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens drei elastisch Folien (150, 160, 170) in der dichten Kammer (104) umfasst.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (110, 120) beweglich sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (110, 120) aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind: den Metallwänden, den Wänden aus Verbundmaterial, typischerweise eine elektrisch isolierende Schicht und eine elektrisch leitende Schicht, beispielsweise auf der Basis von Metall oder mit elektrisch leitenden Partikeln chargiert, den Wänden (110, 120), deren Innenfläche mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Folien (150, 160) aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind: den Metallfolien, den elastischen Folien, hergestellt auf der Basis von thermoplastischem Material, das mit elektrisch leitenden Partikeln chargiert ist, den mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung (154, 156, 164, 166) beschichteten elastischen Folien.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendruck der Kammer (104) zwischen 1 Pa und 1000 Pa inklusive, sehr vorteilhaft zirka 10 Pa, beträgt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck zwischen den zwei Folien (150, 160) geringer ist als der Druck, der in den Unterkammern (104a und 104b) herrscht, die sich außerhalb der Folien (150, 160) befinden, vorzugsweise unter 1 Pa, in typischer Weise zwischen 10^-3 und 10^-4 Pascal.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (110, 120) und/oder die Folien (150, 160) aus einem im Infrarotbereich wenig emissiven Material hergestellt oder behandelt sind, um im Infrarotbereich wenig emissiv zu sein, und vorzugsweise im Infrarotbereich einen Emissionskoeffizienten unter 0,1 aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (110, 120) und die elastischen Folien (150, 160) im sichtbaren Bereich optisch transparent sind.

Claims

1. A thermal insulation device, notably for buildings, comprising at least one panel (100) including two walls (110, 120) separated by a peripheral main spacer (102) for defining a gas-proof chamber (104), at negative pressure, and a flexible film (150) positioned in said chamber (104), locally attached to secondary spacers (140), so that by applying sucessive potentials of selected polarity between the walls (110, 120) and the flexible film (150), the flexible film (150) is moved between a first and a second thermal insulation position, said second position having lower thermal insulation properties than the first position, characterized in that the device includes at least one second flexible film (160) positioned in said chamber (104), said at least two flexible films (150, 160) are locally attached to said secondary spacers (140) in intermediate points between both walls (110, 120) and defining together sealed secondary compartments (158), so that by applying sucessive potentials of selected polarity between the walls (110, 120) and the flexible films (150, 160), the flexible films (150, 160) are moved between said first thermal insulation position wherein the films (150, 160) placed at a same electric potential with polarity opposite to the electric potential of the walls (110, 120), are separated from each other and in contact with the walls (110, 120), the pressure in the secondary compartments (158) defined between the films (150, 160) being less than the pressure prevailing in the chamber (104) outside the secondary compartments (158), and said second position wherein the films (150, 160) are separated from the walls (110, 120) and in mutual contact at least on a substantial portion of their surface.

2. The device according to claim 1, characterized by the fact that in the second position, the pairs of adjacent films (150, 160) receive opposite potentials, preferably respectively identical with the walls (110, 120) facing the external films.

3. The device according to one of claims 1 or 2, characterized by the fact that it comprises at least three flexible films (150, 160, 170) in the sealed chamber (104).

4. The device according to one of claims 1 to 3, characterized by the fact that the walls (110, 120) are flexible.

5. The device according to one of claims 1 to 4, characterized by the fact that the walls (110, 120) are selected from the following group: metal walls, walls in composite material, typically an electrically insulating layer and an electrically conductive layer, for example based on metal or loaded with electrically conductive particles, walls (110, 120), the internal face of which is coated with an electrically insulating material.

6. The device according to one of claims 1 to 5, characterized by the fact that the flexible films (150, 160) are selected from the following group: metal films, flexible films made on the basis of thermoplastic material loaded with electrically conductive particles, flexible films coated with an electrically insulated coating (154, 156, 164, 166).

7. The device according to one of claims 1 to 6, characterized by the fact that the internal pressure of the chamber (104) is comprised between 1 Pa and 1,000 Pa, very advantageously of the order of 10 Pa.

8. The device according to one of claims 1 to 7, characterized by the fact that the pressure between both films (150, 160) is less than the pressure which prevails in the sub-chambers (104a and 104b) located on the outside of the films (150, 160), preferably less than 1 Pa, i.e. typically comprised between 10^-3 and 10^-4 Pascals.

9. The device according to one of claims 1 to 8, characterized by the fact that the walls (110, 120) and/or the films (150, 160) are made in a not very emissive material in the infrared or treated in order to be not very emissive in the infrared and preferably having an emission coefficient of less than 0.1 in the infrared.

10. The device according to one of claims 1 to 9, characterized by the fact that the walls (110, 120) and the flexible films (150, 160) are optically transparent in the visible spectrum.

Dessins