D'UN TEL SYSTEME

L'invention concerne le domaine des énergies renouvelables dans les bâtiments du type habitation ou du type tertiaire.

Elle porte sur un système d'activation du transfert thermique d'une extension solaire d'un bâtiment à ce bâtiment afin que la chaleur d'origine solaire qui s'accumule dans l'extension solaire puisse être récupérée dans la plus grande mesure possible et dans les meilleures conditions possibles.

Dans ce qui suit, on utilisera parfois l'expression « système d'activation » par souci de simplification pour désigner ce système.

On entend par « extension solaire » une extension de bâtiment qui est fortement vitrée et dont l'orientation favorise les apports solaires.

A titre d'exemple de ces extensions, on peut citer les vérandas, de préférence, se situant en façade sud de bâtiments construits en zones climatiques type H2 ou H3 françaises (selon RT2005) .

Le système d'activation de l'invention s'applique aux extensions solaires existantes ainsi qu'aux extensions solaires à installer. L'invention portera donc également sur les installations solaires équipées du système d'activation de l'invention.

La plupart des espaces habitables totalement vitrés ou fortement vitrés séparés de l'espace habitable principal par un mur comportant au moins un ouvrant ont la particularité de capter une quantité importante de chaleur d'origine solaire, en particulier si la surface vitrée favorablement orientée vers le rayonnement solaire est importante .

Dans une perspective d'économie d'énergie de chauffage et donc de récupération et de transfert de cette chaleur vers l'espace habitable attenant, les occupants doivent généralement gérer les ouvrants qui séparent les deux espaces habitables pour laisser passer la chaleur de l'espace vitré vers l'espace habitable en période froide et ensoleillée et limiter les transferts de chaleur entre les deux espaces lorsque ceux-ci ne sont pas désirés, en particulier quand il s'agit de limiter les déperditions par les parois vitrées de l'extension en soirée et durant la nuit en période froide.

Ce mode de gestion demande non seulement une présence mais encore une attention quasi -permanente, ceci rendant la stratégie de récupération et d'économie de la chaleur improbable et peu efficace.

Sur la Figure 1 du dessin annexé, on a illustré le potentiel calorifique d'origine solaire d'une extension fortement vitrée et de surface habitable d'environ 15 m ² , adossée à une maison d'habitation de surface habitable d'environ 120 m ² située en zone tempérée en France, construite dans les années 1980 et correctement entretenue du point de vue de l'isolation thermique. On peut se reporter à la Figure 4 pour se représenter cette maison et son extension solaire.

La courbe A sur cette Figure 1 représente les apports solaires en kWh à l'intérieur de cette extension solaire, et la courbe B, les besoins calorifiques nets de chauffage pour l'habitation proprement dite sur une année de chauffage. Si l'on compare la zone hachurée située au- dessous de la courbe A à la totalité de la surface située au-dessous de la courbe B, on peut voir que la quantité de chaleur d'origine solaire qui a franchi les parois vitrées de l'extension durant la période de chauffage d'une année est supérieure à 50% du besoin calorifique net de chauffage pour l'habitation proprement dite.

Une solution pour faciliter la récupération de chaleur pourrait consister à installer un extracteur d'air qui se met en route en fonction du niveau de température détecté dans l'espace vitré et transfère l'air réchauffé de celui-ci vers le reste de l'habitation.

Cette solution, qui évite d'avoir à gérer les ouvrants, ne rend cependant pas maximale la récupération de la chaleur et ne permet pas de retarder et donc de programmer la récupération de chaleur en fonction des besoins réels des occupants.

Cette faible performance est due, d'une part, au faible débit d'air en mouvement car il s'agit du débit d'air frais du circuit d'air hygiénique entrant par l'extension et, d'autre part, au fait que l'échange thermique entre l'air en mouvement et les parois de l'extension éventuellement chargées en chaleur est relativement faible de telle sorte qu'une partie importante de la chaleur captée par l'extension dans la journée repartira vers l'extérieur en soirée et durant la nuit sans avoir pu être transférée dans l'habitation.

Par « circuit d'air hygiénique », on entend le circuit d'air généralement composé d'un système de ventilation mécanique contrôlé installé dans l'habitation pour renouveler l'air intérieur.

L'inventeur a donc cherché à résoudre les inconvénients précités et a trouvé une solution au problème posé, lui permettant de proposer, selon l'invention, un système d'activation d'extension solaire généralement habitable qui a pour but de rendre maximale et de permettre d'étaler dans le temps la récupération de la chaleur d'origine solaire en faisant circuler en boucle de l'air entre l'extension solaire et le bâtiment attenant à chauffer et avantageusement en réchauffant tout ou partie de l'air frais pouvant être admis par le système de ventilation hygiénique du bâtiment à chauffer.

La présente invention a donc pour objet un système d'activation de transfert thermique d'une extension solaire d'un bâtiment à au moins un espace interne à chauffer dudit bâtiment pour assurer ou compléter le chauffage de ce dernier, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens permettant de faire circuler l'air en boucle entre ladite extension solaire et le ou les espaces internes du bâtiment à chauffer, lesdits moyens comprenant :

- d'une part, au moins un dispositif de transfert de l'air chaud de l'extension solaire à ou aux espaces internes, comprenant un conduit d'aspiration de l'air chaud en partie haute de l'extension solaire au voisinage de la paroi de séparation de celle-ci d'avec le bâtiment, un moto-ventilateur recevant en entrée l'air chaud en provenance dudit conduit d'aspiration et insufflant cet air chaud en sortie, et au moins une gaine d'insufflation de l'air chaud sortant du moto- ventilateur et débouchant dans la partie haute d'un espace interne à chauffer du bâtiment ; et

- d'autre part, au moins une ouverture de retour d'air d'un espace interne à chauffer dans l'extension solaire qui est pratiquée en partie basse de ladite paroi de séparation . Conformément à une caractéristique particulière du système selon l'invention, un caisson d'aspiration d'air chaud aérien est formé en partie haute de l'extension solaire, dans lequel l'air chaud aérien est susceptible d'entrer par au moins un clapet d'admission et sur lequel est ou sont raccordés le ou les conduits d'aspiration d'air chaud .

Les moyens de mise en circulation en boucle peuvent comprendre en outre une cloison ou au moins un élément de cloison rapportée dans l'extension solaire de façon à faire face à la paroi de séparation dans au moins une partie de celle-ci ne comportant pas d'ouvrant en ménageant au moins un couloir vertical dans lequel l'air chaud est apte à entrer en partie basse et à sortir en partie haute pour entrer dans ledit ou lesdits conduits d'aspiration, ladite cloison ou ledit ou lesdits éléments de cloison étant avantageusement réalisés en un matériau apte à capter, stocker et transmettre la chaleur.

De façon préférée, des moyens de guidage vertical de l'air peuvent être formés dans le ou les couloirs verticaux, ces moyens de guidage vertical étant avantageusement constitués par des nervures ou saillies portées par la cloison et le ou les éléments de cloison et tournées contre la paroi de séparation en position de montage .

Par ailleurs, un clapet d'admission de l'air du ou des couloirs verticaux peut être disposé en partie haute de la cloison ou du ou des éléments de cloison permettant d'admettre l'air du ou des couloirs verticaux dans le ou les conduits d'aspiration d'air chaud.

Les moyens de mise en circulation en boucle peuvent comprendre en outre une paroi de sol disposée au- dessus du sol ou d'une partie du sol de ladite extension solaire avec une distance par rapport à celui-ci afin de ménager entre ladite paroi de sol et le sol au moins un couloir horizontal dans lequel l'air est apte à circuler, la bordure de la paroi de sol opposée à la paroi de séparation étant disposée avec un intervalle par rapport à la paroi voisine de l'extension solaire, ladite paroi de sol étant apte à capter, stocker, et transmettre la chaleur afin d'éviter une déperdition de la chaleur au sol dans l'extension solaire.

De façon préférée, des moyens de guidage horizontal de l'air peuvent être formés dans le ou les couloirs horizontaux, ces moyens de guidage horizontal étant avantageusement constitués par des nervures ou saillies portées par la paroi de sol, venant en appui contre le sol ou tournées vers celui-ci en position de montage .

Conformément à un premier mode de réalisation possible, la bordure de la paroi de sol du côté de la paroi de séparation est disposée à un intervalle de base de la cloison ou d'un élément de cloison, un clapet étant apte à passer d'une position dans laquelle il ferme cet intervalle afin de mettre en communication le ou les couloirs horizontaux avec le ou les couloirs verticaux, à une position dans laquelle il ferme l'espace entre le sol et la paroi de sol, et met en communication la ou les ouvertures de retour d'air avec le ou les couloirs verticaux via l'espace de l'extension.

Conformément à un second mode de réalisation possible, la paroi de sol s'étend jusqu'à la paroi de séparation et la base de la cloison ou d'un élément de cloison se situe à un intervalle de la paroi de sol, un clapet étant apte à passer dans une position dans laquelle il ferme cet intervalle à une position dans laquelle il ouvre celui-ci, la ou les ouvertures de retour d'air débouchant dans le ou les couloirs horizontaux.

Conformément à d'autres caractéristiques particulières du système selon la présente invention,

- la cloison ou un élément de cloison est montée de manière amovible sur au moins un châssis fixé à la paroi de séparation avec le cas échéant interposition d'un panneau isolant, et comportant des membrures et des barres rigides ;

- la cloison ou un élément de cloison et/ou la paroi de sol sont constitués par des carreaux ou dalles ;

le ou chaque moto-ventilateur est monté dans un caisson de distribution de l'air qui est disposé selon le cas sous toiture, sous plafond, dans des combles ou contre un mur extérieur du bâtiment et duquel sort ou sortent le ou les gaines d'insufflation d'air chaud dans le ou les espaces internes du bâtiment.

Dans le cas d'un système selon l'invention destiné à être utilisé pour un bâtiment et son extension solaire équipés ou devant être équipés d'un système de ventilation hygiénique comportant une prise d'air frais et, en partie haute, un extracteur de l'air ambiant contenu dans le bâtiment, ledit système selon l'invention peut comporter un caisson d'échange de chaleur renfermant un échangeur de chaleur apte à échanger la chaleur de l'air extrait par ledit système de ventilation hygiénique avec l'air dudit système d'activation de transfert thermique, un clapet bi-voie disposé à l'entrée dudit caisson d'échange de chaleur permettant de mettre ou non ledit échangeur de chaleur en service, ledit caisson d'échange de chaleur pouvant être disposé en amont ou en aval du ou d'un moto- ventilateur et pouvant former caisson de montage et de distribution d'air du moto-ventilateur s'il est monté en aval de ce dernier.

Le système selon l'invention peut également comporter des moyens permettant de désactiver totalement ou partiellement la fonction de récupération de chaleur en période chaude pour créer un flux d'air permettant d'extraire la chaleur contenue dans l'extension, un clapet disposé en aval du moto-ventilateur logé dans un caisson permettant de diriger l'air sortant dudit moto-ventilateur dans un conduit d'échappement.

Enfin, le système selon l'invention peut comporter un module de pilotage permettant une commande automatique dudit système, en particulier la vitesse de rotation du ou des moto-ventilateurs, et le basculement des différents clapets du système en fonction des valeurs de température lues par des capteurs et des consignes données par l'utilisateur, en particulier pour activer les différents chemins aérauliques possibles.

La présente invention a également pour objet une extension solaire équipée d'un système tel que défini ci- dessus .

Le système de l'invention, comprenant un module de pilotage, permet: - de rendre maximale la récupération de chaleur d'origine solaire captée par l'extension solaire en période de chauffage ; de stocker de la chaleur et ainsi de pouvoir en étaler la récupération dans le temps ; à l'occupant des lieux, d'adapter de manière automatique et programmable le fonctionnement du système en fonction de l'usage qu'il a des espaces habitables qu'il s'agisse de l'extension solaire ou du reste de l'espace habitable ; de réaliser de la ventilation de rafraîchissement en fin de journée ou en nocturne durant l'été ; de manière plus générale, de proposer une solution alternative de rénovation énergétique du bâtiment, combinée à la rénovation ou à la création d'un espace habitable fortement vitré attenant audit bâtiment.

Le système selon l'invention comprend notamment : un ou plusieurs moto-ventilateurs à vitesse variable ou à seuil de vitesse prédéfini ; des gaines aval permettant de diffuser l'air réchauffé en plafond de tout ou partie des zones du bâtiment à réchauffer ; d'une ou plusieurs ouvertures pratiquées en partie inférieure de la paroi de séparation entre les deux espaces habitables et permettant à l'air du bâtiment à chauffer de revenir à l'intérieur de l'extension solaire ; différents chemins aérauliques à l'intérieur de l'extension solaire que l'air de retour en provenance du bâtiment à chauffer emprunte de manière sélective, en fonction de conditions de seuils de température mesurée, pour se charger à nouveau en calories et ainsi être redirigé vers les zones du bâtiment à chauffer via des gaines et un ou plusieurs caissons moto- ventilateurs ; d'un module de commande assurant le pilotage automatique du moto-ventilateur, des actionneurs des clapets dirigeant l'air vers l'un ou l'autre des chemins aérauliques en fonction de données d'entrée qui sont des mesures de température et des consignes saisies par l'utilisateur. Ce module de pilotage permet aussi de donner à l'utilisateur, sous forme d'un journal de bord, des informations sur la quantité de chaleur récupérée.

L'air circulant en boucle entre les deux espaces ainsi que l'air frais du système de ventilation hygiénique existant, admis dans l'extension solaire, sont par exemple réchauffés soit en circulant dans l'espace libre de l'extension solaire, soit en empruntant des couloirs situés au niveau du sol et contre la paroi de séparation entre les deux espaces habitables et dont la face donnant sur l'espace libre de l'extension solaire est soumise au rayonnement solaire. Ces conduits permettent à l'air en mouvement de venir en contact avec les éléments de paroi de sol ou d'habillage de mur qui ont pour fonction thermique de stocker la chaleur d'origine solaire et de la diffuser à l'air. Des sondes de température placées à certains endroits dans les différents circuits aérauliques transmettent des signaux d'entrée au module de pilotage, lequel, grâce à des algorithmes spécifiques, va piloter la vitesse de rotation du ou des moto-ventilateurs ainsi que les actionneurs de clapets pour permettre au flux d'air d'emprunter le chemin aéraulique susceptible de fournir de la chaleur et ainsi rendre maximale la récupération énergétique .

La performance calorifique du système selon l'invention est fonction d'une manière générale : du besoin en chauffage de l'espace à chauffer en valeur kWh calorifique ; - de la proportion de l'espace à chauffer soumis au soufflage d'air par le système d'activation ; du mode de vie des occupants et, plus précisément, des choix d'utilisation des différents espaces habitables et des systèmes de chauffage mis en oeuvre et par conséquent des choix parmi les modes de fonctionnement du système ; de la quantité de chaleur d'origine solaire admise à l'intérieur de l'extension vitrée, elle-même fonction de l'orientation des parois vitrées, des dimensions et des caractéristiques des vitrages, du masque solaire, du niveau d'isolation thermique des parois de l'extension donnant sur l'extérieur ; de la zone thermique géographique où se situe bâtiment .

De manière plus spécifique, la performance calorifique du système selon l'invention est fonction : de la quantité d'air mise en mouvement en fonction des niveaux de température mesurés et en fonction du chemin aéraulique emprunté par l'air ; du cheminement emprunté par l'air pour aller se charger en calories ; de la capacité de stockage et des caractéristiques thermiques des éléments de paroi dédiés au stockage de chaleur et en contact avec l'air en mouvement ; de la dimension des surfaces d'échange entre les éléments de paroi, dédiés au stockage de chaleur, en contact avec l'air en mouvement ; de la qualité des mesures physiques effectuées et des lois de pilotage des actionneurs de clapets et de la vitesse de rotation du moto-ventilateur ; des facilités offertes à l'occupant pour agir le plus simplement possible sur le fonctionnement du système en fonction de son mode de vie ; des facilités offertes à l'occupant pour connaître de manière quantitative les apports énergétiques effectués par le système sur différentes périodes de fonctionnement ; de la quantité d'air frais admis dans l'extension solaire, elle-même dépendante de la quantité d'air extraite par le système de renouvellement d'air hygiénique du bâtiment et de la proportion de la zone à chauffer du bâtiment soumise au soufflage d'air ; de l'efficacité des gaines d'air en contact avec l'air ambiant extérieur en matière de déperditions thermiques et de l'efficacité énergétique du ou des moto- ventilateurs en matière de consommation électrique.

Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci -après plusieurs modes de réalisation avec référence aux dessins annexés.

Sur ces dessins : la Figure 1 est un graphique illustrant le potentiel calorifique d'origine solaire d'une extension solaire adossée à une maison d'habitation, du type de celle représentée sur la Figure 4 ; la Figure 2 est un graphique qui représente l'évolution des températures de l'air en mouvement dans l'espace libre de l'extension et dans les couloirs horizontaux et verticaux de l'extension solaire aménagée selon l'invention, sur une durée de deux jours ensoleillés durant la période de chauffage ; la Figure 3 est une vue schématique en coupe verticale montrant une extension solaire et la partie de l'habitation à chauffer attenante à cette extension, un système d'activation conforme à un premier mode de réalisation de l'invention étant intégré dans cette extension ; la Figure 4 est une vue en perspective correspondant à la Figure 3, avec un arrachement permettant de voir l'intérieur de l'extension solaire ; la Figure 5 est, à plus grande échelle, une vue partielle de dessus de l'extension solaire de la Figure 4, sans sa toiture, le dessin de ladite extension ayant été orienté pour représenter le conduit d'air supérieur du système d'activation ; la Figure 6 est, encore à plus grande échelle, une vue partielle en perspective montrant la partie d'angle arrière droit en regardant la Figure 5 avec une entrée d'air frais ainsi qu'une partie des cheminements aérauliques ; la Figure 7 est, à plus grande échelle que la Figure 4, une vue partielle en perspective montrant le sol de l'extension solaire avec la partie du système d'activation selon l'invention qui forme la liaison entre les parois verticale de cloison et horizontale de sol dudit système d'activation, un arrachement ayant été pratiqué dans le sol pour montrer la structure interne d'une dalle de sol du système d'activation ; la Figure 8 est, à plus grande échelle que la Figure 4, une vue partielle en perspective montrant la partie haute de cloison de l'extension solaire avec le conduit d'air supérieur, un arrachement ayant été pratiqué dans la cloison pour montrer la structure interne d'une dalle de cloison du système d'activation ; la Figure 9 est, encore à plus grande échelle, une vue en perspective montrant la traversée de toiture de l'habitation par la gaine d'air en amont du moto- ventilateur du système d'activation de l'invention ; la Figure 10 est, encore à plus grande échelle, une vue en perspective montrant le caisson du moto-ventilateur du système d'activation de l'invention, avec son clapet de mise à l'échappement d'air chaud pendant la période d'été ; la Figure 11 représente le chronogramme du pilotage de la vitesse de rotation du moto-ventilateur du système d'activation selon l'invention ainsi que du pilotage des actionneurs des clapets de ce système en fonction de l'évolution des températures de l'air en mouvement ; la Figure 12 est une vue analogue à la Figure 3 sur laquelle on a fait figurer les flèches symbolisant un premier cheminement aéraulique ; la Figure 13 est une vue en perspective qui montre l'intérieur de l'extension solaire et sur laquelle on a fait figurer les flèches d'une partie de ce premier cheminement aéraulique ; la Figure 14 est une vue analogue à la Figure 3 sur laquelle on a fait figurer les flèches symbolisant un deuxième cheminement aéraulique ; la Figure 15 est une vue en perspective qui montre la partie basse de l'intérieur de l'extension solaire et sur laquelle on a fait figurer les flèches d'une partie de ce deuxième cheminement aéraulique ; la Figure 16 est une vue analogue à la Figure 3 sur laquelle on a fait figurer les flèches symbolisant un troisième cheminement aéraulique ; la Figure 17 représente les entrées et les sorties module de pilotage du système d'activation l'invention ; la Figure 18 est une vue schématique en coupe représentant un échangeur de chaleur qui peut être monté entre l'air extrait du système de ventilation hygiénique et l'air du système d'activation de l'invention et en amont du circuit d'insufflation de l'air dans l'habitation par ce système d'activation ;

la Figure 19 est une vue analogue à la Figure 3 montrant un système d'activation conforme à un deuxième mode de réalisation de la présente invention, vue sur laquelle on a fait figurer des flèches symbolisant un circuit aéraulique de ce système d'activation.

Si l'on se réfère aux Figures 3 et 4, on peut voir que l'on a représenté un espace intérieur d'habitation 1 qui est l'espace à chauffer, une extension solaire 2 de type véranda étant adossée à l'habitation.

Cette extension solaire 2 est délimitée par une paroi avant vitrée, deux parois latérales et un toit vitré, chacun de ces éléments portant le chiffre de référence 21 et est adossée à l'habitation en étant séparée de celle-ci par une paroi 3 qui est parallèle à la paroi avant vitrée 21 et qui comporte un ou plusieurs ouvrants 5, un seul étant représenté sur la Figure 4. Un store ou autre masque solaire motorisé peut être disposé sur le toit 21 de l'extension solaire 2, pouvant être déroulé sur tout ou partie de celui-ci lorsque l'on désire atténuer l'ardeur du soleil.

Une ou plusieurs ouvertures 20 (Figure 3) dont le rôle est indiqué plus loin sont formées dans la paroi avant 21 de l'extension solaire 2.

Une ou plusieurs ouvertures traversantes 10 sont pratiquées en partie inférieure du ou des ouvrants 5 ou bien directement au niveau de la partie inférieure de la paroi 3.

Sur le sol de l'extension solaire 2, sont disposées des dalles 25 qui forment une paroi horizontale de sol rapportée 23. Ces dalles 25 ont la forme générale d'un U comme on peut le voir sur la Figure 7 et elles sont posées sur le sol l'une contre l'autre par leurs ailes de façon à former des couloirs adjacents 18 dont chacun s'étend à partir du voisinage de la paroi vitrée avant jusqu'au voisinage d'une paroi verticale de cloison 22 rapportée contre la paroi 3 comme cela sera décrit ci- après .

Le sol qui supporte les dalles 25 est, en allant de bas en haut, constitué d'une structure porteuse, de panneaux rigides d'isolation 29a, d'un revêtement 29b résistant à l'humidité et ayant un certain pouvoir de réfraction de la chaleur contenue dans l'air en mouvement.

La section transversale de chacune des dalles de sol 25 présente une forme ondulée ou cannelée sur sa face intérieure afin d'offrir à l'air en mouvement une surface d'échange thermique la plus grande possible.

Entre la bordure avant de la paroi horizontale de sol rapportée 23 et la paroi avant 21, se trouve un espace ou ouverture 14 qui constitue une ouverture non commandée dont le rôle est indiqué plus loin.

Entre la bordure arrière de la paroi horizontale de sol rapportée 23 et la paroi verticale de cloison rapportée 22, est disposé un clapet commandé 13 dont le rôle est indiqué ci-après.

La paroi 22 est formée de dalles de parement 24 ayant des fonctions et des propriétés thermiques voisines de celles des dalles horizontales 25. Les dalles de parement 24, qui présentent elles aussi une forme ondulée ou cannelée sur leur face intérieure afin de constituer des couloirs d'air verticaux adjacents 16, sont maintenues en position verticale par un ou plusieurs châssis constitués de membrures 32, 33, 34 et rigidement fixés au mur de séparation 3. Les dalles 24 sont maintenues en appui sur les membrures 34 par des éléments de fixation en acier ressort 35 eux-mêmes vissés sur les membrures 34 et des barres rigides verticales 36 qui maintiennent en position écartée les lames de chaque élément de fixation 35, contre le bord arrondi des dalles 24. Ce dispositif de fixation facilite une dépose rapide des dalles en vue d'un dépoussiérage éventuel des surfaces intérieures des conduits. Le châssis comprend sur sa face arrière un panneau rigide isolant 37 et un revêtement côté couloir d'air.

Si l'on se réfère à la Figure 7, les couloirs 18 débouchent côté élément de paroi 22 sur un conduit transversal 30 mettant en communication l'ensemble des couloirs 18 entre eux et avec les couloirs d'air verticaux 16. Ce conduit transversal 30 est constitué dans sa partie supérieure d'un élément plan 31 faisant partie intégrante du sol, accueillant une grille de sol ainsi que le clapet 13 et une ou des sondes de température 17. Les dalles de parement 24 ou les dalles de sol 25 peuvent être faites de matériaux à base de ciment, de terre cuite ou autres céramiques.

Les membrures 32, 33, 34 du châssis support des dalles verticales peuvent être en bois, en tôle acier ou en profilé aluminium.

Les dalles de parement 24 peuvent être maintenues fixées en position verticale sur le châssis au moyen de vis et tout autre organe de plaquage tel que barres rigides ou rondelles spécialement adaptées pour le besoin et à la forme des dalles.

La paroi rapportée 22 s'arrête à une distance du toit 21 de l'extension solaire 2. Un clapet commandé 12 est susceptible de fermer les couloirs 16 à leur partie supérieure.

Au-dessus du clapet 12, se situe un caisson d'air 8 ou conduit de mise en dépression auquel est ou sont raccordés en partie supérieure un ou des conduits 7 de traversée de toiture, débouchant en partie supérieure dans un conduit d'air horizontal 6. Celui-ci constitue une amenée d'air à un moto-ventilateur 39, lequel propulse de l'air, en sortie, dans une gaine 9 de soufflage d'air qui traverse le toit de l'habitation 1 à chauffer.

Si l'on se réfère à la Figure 9, dans un souci de prise en compte des exigences architecturales et esthétiques, dans le cas d'une maison individuelle avec toiture à pan incliné accueillant un caisson de moto- ventilateur 4 et les gaines de soufflage 9, le conduit de traversée de toiture 7 est caché derrière une fausse lucarne de toiture 38 installée spécialement à cet effet.

Si l'on se réfère à la Figure 10, le caisson de ventilateur 4 peut comprendre, en sortie du moto- ventilateur 39, un clapet 40 commandé manuellement par l'utilisateur au moyen d'un câble ou d'une tringle, ou bien commandé depuis le module de pilotage 26 via un actionneur. Ce clapet 40 permet de diriger l'air de l'extension solaire 2 vers l'extérieur du bâtiment via un conduit d'échappement 41, qui est une traversée de toiture dans l'exemple représenté. Cette fonction peut être intégrée dans le système d'activation en vue de créer une ventilation à gros débit en soirée ou durant une partie de la nuit durant les périodes de forte chaleur estivale. Dans ce cas et afin de permettre le balayage des pièces à rafraîchir et l'évacuation vers l'extérieur de la chaleur, l'utilisateur devra ouvrir un ou plusieurs ouvrants appartenant aux zones concernées dans le bâtiment.

Des clapets 11 sont disposés sur des ouvertures latérales pratiquées dans le caisson 8 de mise en dépression de l'extension solaire 2.

L'air circule en boucle entre l'espace à chauffer 1 et l'extension solaire 2, au moyen du système de ventilation composé du ou des caissons de moto-ventilateur 4 , du ou des conduits 6, du ou des conduits de traversée de toiture 7, du caisson 8 (pouvant également être un ou des conduits de mise en dépression) de l'extension solaire 2 et de gaines de soufflage 9 débouchant dans tout ou partie des zones à chauffer 1.

L'air ainsi en mouvement revient de l'espace 1 vers l'extension solaire 2 via la ou les ouvertures 10, puis il poursuit son mouvement via les clapets commandés en position 11 ou 12 et/ou 13 ou via les ouvertures non pilotées 14 qui, en fonction des valeurs de température de l'air en mouvement, mesurées au moyen d'une ou plusieurs sondes 15 situées en extrémité supérieure du ou des couloirs 16, d'une ou plusieurs sondes 17 situées en extrémité côté paroi 3 du ou des couloirs 18, d'une ou plusieurs sondes 19 situées à l'entrée du ou des clapets 11, orientent le flux d'air soit directement de l'espace 2 vers le caisson 8 puis vers le conduit d'air 6, soit via les couloirs 18 puis 16, soit via les couloirs 16, vers le caisson 8 puis le conduit 6.

Sur la Figure 5, on a montré des parois guides cintrées pour le guidage de l'air entrant par le clapet 11 dans le caisson 8 qui est un mode de réalisation à titre d' exemple .

De l'air extérieur est admis au niveau de la ou des ouvertures 20 et suit le même cheminement que celui suivi par l'air intérieur circulant en boucle comme indiqué précédemment. L'air ainsi en mouvement est réchauffé dans l'espace libre 2 de l'extension soumise au rayonnement solaire franchissant les parois vitrées 21 et/ou au contact des surfaces intérieures, côté couloirs 16 et 18, des éléments de la cloison 22 et de la paroi de sol 23 respectivement composées de dalles 24 et 25 elles aussi soumises au rayonnement solaire.

Un module de pilotage 26 relie les mesures de température aux consignes de commande en vitesse du ou des caissons de moto-ventilateur 4, des actionneurs des clapets 11, 12, 13, et éventuellement des stores 27 via une logique programmée et offrant à l'utilisateur des choix de mode de fonctionnement.

Afin de permettre aux sondes 15, 17, 19 de mesurer en permanence l'évolution des températures de l'air, les clapets 11, 12, 13 sont conçus pour laisser passer un peu d'air en mouvement même quand ceux-ci sont en position fermée.

Si l'on se réfère aux Figures 3, 4, 6, l'air en mouvement provenant de l'espace habitable à chauffer 1 via l'ouverture 10, lorsque qu'il emprunte le chemin aéraulique constitué de couloirs 16 et 18 est repris en extrémité des couloirs 18 par l'ouverture (ou des ouvertures) 14 qui peut recevoir un élément tubulaire (voir Figures 4 et 6) doté d'une grille d'admission en partie supérieure et fixé au sol entre la structure de la paroi vitrée 21 de l'extension solaire et les dalles de sol extrêmes 25.

L'élément tubulaire reçu dans l'ouverture 14, de par sa section arrondie, guide l'air à l'entrée des couloirs 18. Les dalles de sol 25 en forme de « U » posées les unes contre les autres sur le sol constituent avec celui-ci les couloirs d'air 18. Ces dalles, étant en contact direct avec le rayonnement solaire par leur face plane donnant sur l'espace libre de l'extension solaire, assurent aussi les fonctions de captage et de stockage de la chaleur. Cette chaleur se déplace par conduction thermique vers la face intérieure des dalles côté couloirs 18.

L'air est extrait en partie supérieure des couloirs 16 et passe par le passage créé par le clapet 12 pour être repris dans le caisson 8 (ou conduit d'air), puis dirigé vers le caisson de moto-ventilateur 4 via le conduit d'aspiration 7 (ou caisson de traversée de toiture) et le conduit d'air 6.

Si l'on se réfère aux Figures 3 et 10 ainsi qu'à la Figure 11 qui illustre la loi de pilotage de la vitesse de rotation du moto-ventilateur 39 installé dans le caisson de ventilateur 4 et de l'ouverture ou de la fermeture des clapets 11, 12, 13, le graphe « Q(4) » représente les niveaux de débits de circulation d'air en fonction des températures mesurées par les sondes 15, 17, 19 et 28 - la sonde 28 mesure la température de l'espace interne 1 du bâtiment et est disposée contre la paroi de séparation 3, côté bâtiment. Ce chronogramme montre trois niveaux de débit, dont le plus élevé Q3 est associé au circuit d'air A, illustré par les Figures 12 et 13, permettant à l'air de suivre le chemin aéraulique :

A : 10 → 2 _→ 11 _→ 8 → 7 _→ 6 → 4 → 9 → 1 → 10, un niveau de débit intermédiaire Q2 associé au circuit d'air B, illustré par les Figures 14 et 15 :

B : 10 → 2 _→ 14 _→ 18 → 16 → 12 _→ 8 → 7 _→ 6 → 4 → 9→ 1 → 10 et un débit plus faible Ql associé lui aussi au circuit d'air B.

Les lois de pilotage correspondantes à d'autres chemins aérauliques pourraient être représentées de la même manière sur le chronogramme de la Figure 11. Il s'agit des circuits aérauliques suivants : C : 10 → 2 _→ 13 → 16 → 12 _→ 8 → 7 _→ 6 → 4 → 9 → 1 → 10 décrit sur la Figure 16.

Le graphe « 0/F (13) » non représenté sur la Figure 11 montrerait l'état du clapet 13 ouvert (0) ou fermé (F) en fonction de l'écart entre les températures mesurées par les sondes 17 et 15.

D : 10 → 2 _→ 14 _→ 18 → 12 _→ 8 → 7 _→ 6 → 4 → 9 → 1 → 10, partiellement représenté sur les Figures 3 et 4 et qui nécessiterait la suppression de la paroi 22 et 1 ' installation d'un ou plusieurs conduits d'air permettant de relier directement les conduits 18 à un clapet simplifié 12.

Les chemins aérauliques C et D sont eux aussi associés aux deux seuils de débit Q2 et Q3 suivant les mêmes critères de pilotage par la mesure de température, par comparaison aux critères de pilotage relatifs au chemin aéraulique B.

Les graphiques « 0/F (11) » et « 0/F (12) » représentent l'état « ouvert » (« 0 ») ou « fermé » (« F ») des clapets 11 et 12 en fonction des températures T0, Tl, T2 respectivement mesurées par les sondes 28, 19, 15.

Ainsi ,

Quand T1>T2>T0, Q(4) = Q3 , 0/F(ll) = 0, 0/F(12) = F => l'air emprunte le chemin (A)

Quand T2>T1>T0, Q(4) = Q2 , 0/F(ll) = F, 0/F(12) =

0 => l'air emprunte le chemin (B)

Quand T0>T2>T1, Q(4) = Ql, 0/F(ll) = F, 0/F(12) = 0 => l'air emprunte le chemin (B)

Pour le niveau de débit Ql ou dès lors que la condition T0>T2>T1 ou T0>T1>T2 est respectée, l'ouverture 10 est fermée, ceci afin d'éviter l'effet inverse à celui recherché à savoir éviter que la chaleur contenue dans l'espace 1 soit diffusée dans l'espace 2. Dans ce cas de figure, seul l'air frais admis dans l'extension solaire emprunte le chemin B et vient se réchauffer au contact des dalles 24 et 25 avant de pénétrer dans l'espace 1.

Du point de vue énergétique, le choix de mise en oeuvre de l'un des circuits parmi B, C, D dépend de paramètres impactant l'efficacité calorifique du système, tels que la couverture du masque solaire, la profondeur de l'extension solaire, la surface disponible au niveau de la paroi 3 pour accueillir les éléments de cloison 22, le pourcentage de vitre claire en toiture. Le pilotage du moto-ventilateur 39 par seuils de vitesse correspondants aux trois débits Ql, Q2 , Q3 peut être remplacé par un pilotage avec variateur permettant ainsi une modulation plus fine du débit en fonction de la température et, par conséquent, une économie d'énergie sur la consommation électrique du moto-ventilateur 39.

Si l'on se réfère à la Figure 17, les organes actifs 11, 12, 13, 27 y compris le moto-ventilateur MV 39 et éventuellement 40 du système sont commandés de manière automatique par un module de pilotage 26 en fonction des valeurs de températures Ti mesurées par les sondes de température 15, 17, 19, 28 délivrant leur signal en entrée du module, en fonction des algorithmes traduisant les lois de pilotage présentées précédemment, et en fonction des consignes saisies ou sélectionnées par l'utilisateur des lieux sur l'interface homme/machine du module de pilotage 26.

Sur la Figure 17, on a fait figurer en entrée du module 26 également :

- d'autres mesures physiques, lesquelles peuvent être l'ensoleillement, une ou plusieurs différences de pression d'air en vue de connaître l'état d'encrassement des circuits d'air ;

des consignes utilisateur notées PRG1, PRG2 et PRG3 qui pourraient être les suivantes :

PRG1 : récupération immédiate de chaleur : circuit A activé ;

PRG2 : étalement de la récupération de chaleur pour permettre un chauffage la nuit : circuits A et B activés ;

PRG3 : équilibre de la température entre l'espace interne du bâtiment et l'extension solaire : circuits A et B également activés associés à un pilotage adapté de la ventilation pour ne pas transférer la totalité de la chaleur.

En sortie, on peut obtenir les bilans calorifiques, les états Jour, Semaine, Mois, Année et les écarts entre potentiel calorifique et énergie calorifique récupérée, à savoir l'énergie que le système a récupérée et l'énergie qu'il aurait dû récupérer, ce qui donne une estimation de l'efficacité du système de l'invention ou plus précisément l'impact que peuvent avoir les modes d'utilisation des espaces habitables et par conséquent du système d'activation ainsi que son entretien sur sa performance .

En prenant pour exemple une extension solaire de surface habitable de 15 m ² , entièrement vitrée au niveau de la paroi sud et partiellement vitrée au niveau des parois est et ouest et au niveau de la toiture, adossée à une maison d'habitation de 120 m ² habitables avec des caractéristiques thermiques connues, située en zone thermique H2 et occupée par une famille de quatre personnes, l'évolution des températures de l'air en mouvement dans l'espace libre de l'extension aménagée selon l'invention et dans les couloirs horizontaux et verticaux de celle-ci, sur une durée de deux jours ensoleillés dans la période de chauffage, prend la forme représentée sur la Figure 2.

Sur cette figure :

la courbe T0 représente la température ambiante dans l'espace habitable à chauffer conformément au profil de la consigne de température de chauffage ;

- la courbe Tl représente la température ambiante dans l'espace libre de l'extension solaire sur deux jours ensoleillés entre 10°C et environ 35°C ; et la courbe T2 représente l'enveloppe des courbes de température d'air en mouvement dans l'extension solaire en incluant l'air en déplacement dans les couloirs d'air au sol et contre le murs de séparation des deux espaces habitables. On fait ici référence à une enveloppe du fait que la température de l'air dans le couloir horizontal sera différente de la température de l'air dans le couloir vertical selon l'inclinaison du rayonnement solaire venant chauffer plus ou moins fortement l'une ou l'autre des deux parois dédiées au stockage et au transfert de chaleur.

Les aires des surfaces situées entre les courbes Tl et T0 et les courbes T2 et T0 illustrent le potentiel calorifique du système d'activation. L'aire de la surface comprise entre les courbes T2 et T0 illustre le potentiel d'écrêtage et d'étalement dans le temps de la quantité de chaleur à récupérer.

Le système selon l'invention permet donc de récupérer tout ou partie de ces potentiels qui ne pourraient pas être récupérés en l'absence de ce système.

Si l'on se réfère à la Figure 18, la partie du circuit aéraulique en aval du caisson moto-ventilateur 4 peut comprendre un caisson de distribution 42 de l'air à insuffler dans les différentes zones à chauffer et ce caisson peut être doté d'un échangeur de chaleur 43 entre l'air extrait 44 par le système de ventilation hygiénique et l'air 45 du système d'activation de l'extension solaire. Le caisson de distribution 42, équipé de 1 ' échangeur 43, comprend un clapet bi-voie 46, installé en amont de 1 ' échangeur . Ce clapet est commandé en mouvement par le module de pilotage 26. Lorsque les températures Tl et T2 deviennent inférieures à la température T0 (cf Figure 2), le module de pilotage commande l'actionneur du clapet 46 de telle sorte que celui-ci se mette en position telle qu'il oriente le flux d'air 45 du système d'activation au travers de 1 ' échangeur 43. L'air du système de ventilation hygiénique peut alors céder une partie de sa chaleur à l'air du système d'activation avant que celui-ci soit insufflé dans les zones à chauffer. Dès lors que la température T2 ou que la température Tl sont supérieures à T0, le clapet 46 revient en position telle que l'air du système d'activation ne passe plus par l' échangeur et est directement insufflé dans les zones à chauffer.

Les caissons d'air dans l'ensemble des dispositifs illustrés peuvent être faits de tôle d'acier zingué ou de tôle d'aluminium.

La Figure 19 présente une variante du circuit aéraulique pour la partie extension solaire. La paroi de sol 23 est prolongée par une tôle jusqu'à la paroi de séparation 3. Dans ce cas, un clapet 47 est installé en partie inférieure des couloirs d'air 16 de telle manière que l'air en provenance de l'ouverture retour 10 est admis dans le conduit transversal 30 puis dans les couloirs 18 dans le sens de circulation inverse à celui présenté en Figure 14. En fonction de la position du clapet 47, l'air sera repris en partie inférieure de l'élément de cloison 22, ou bien en 11. Cette version amène entre autre à supprimer le clapet 12.