Brevet FR2148086A1 — publié le 19730311

La présente invention a pour objet une plaque ou panneau multicouches pouvant être utilisée isolément comme plaque de revetement pour plafond ou panneau de revêtement mural mais pouvant également entre combinée avec d'autres éléments de construction pour constituer des panneaux, des cloisons, des murs ou des sols et y exercer, entre autres, une fonction de revètement. L'invention concerne également le procédé de fabrication de telles plaques. On connait divers types de plaques ou panneaux multicouches et on sait en faire des cloisons, mais ces plaques connues présentent l'inconvénient de ne pouvoir 8tre employées qu'à des buts déterminés et d'être impropres à d'autres usages. L'invention a pour but de réaliser une plaque de revêtement légère, bon marché, d'apparence plaisante, résistante à l'humidité et à des influences chimiques, bactériologiques et biologiques déterminées, dont la surface peut, au besoin, entre revêtue ou peinte, facile à travailler, à visser et à clouer, de bonne résistance mécanique, résistant à l'usure, protégeant bien contre le feu et propre à constituer, en combinaison avec d'autres éléments de construction, des parois amortissant la chaleur et les bruits. Cette combinaison particulière de propriétés est obtenue, conformément à l'invention, au moyen d'une plaque pourvue d'une couche de grande densité, en matière finement granulée consolidée par un liant, amortissant les bruits et peu sensible à la corrosion de l'air, de l'humidité, de la chaleur, et autres agents, faite de sable et d'une couche peu dense de matière fibreuse consolidée par un liant identique ou analogue au premier, donnant une couche absorbant les sons, la première couche représentant au plus un tiers, et la seconde couche au moins deux tiers, de l'épaisseur totale. On entend ici par "liant analogue" les matières faisant prise dans des conditions analogues de température et de temps et se liant solidement entre elles.L'emploi du même liant ou d'un liant analogue pour les deux couches engendre une liaison intime entre celle-ci, encore renforcée quand les deux couches ne se joignent pas par une surface lisse ou presque entièrement lisse, mais quand la surface commune présente des aspérités formées par des nervures par exemple, ou des protubérances pyramidales et des creux régulièrement ou irrégulièrement répartis. Cette dernière caractéristique augmente encore l'aptitude à l'isolation phonique. Le matériau finement granulé envisagé pour la composition d'une des couches est constitué par les diverses espèces de sables, en particulier ceux dont la granulométrie maximale est de 0,2 mm, le sable étant connu pour donner un bon amortissement phonique, pour être accessible presque partout à bas prix, et pour présenter une grande inertie aux influences atmosphériques. Comme on demande le plus souvent à une plaque de revêtement à surface granulée d'avoir un aspect esthétique plaisant, on tiendra compte de ce fait dans le choix du matériau, en ce qui concerne sa couleur. La granulométrie peut varier mais on préférera celles comprises entre 0,05 et 0,2 mm. Pour le matériau constitutif de l'autre couche, on pourra employer en particulier toutes les fibres utilisées dans la fabrication des plaques connues en matière fibreuse fibre de bois, de coton, de paille, de bagasse, etc.., et même les copeaux de bois, la sciure, et d'autres fibres minérales telle que l'amiante, la laine de laitier ou de verre, ainsi que les matières fibreuses recueillies dans les installations biologiques de filtrage d'eau. On préférera cependant la fibre de bois provenant de chutes et déchets en raison de son prix peu élevé et de son aptitude à la compression et à la liaison à une densité voulue, de sa bonne résistance mécanique et de son excellente capacité d'absorption des bruits. Cette couche aura, de préférence, une densité de 0,3 à 0,65 grammes par centimètre cube. Comme on l'a déjà mentionné, on choisit, pour la consolidation des deux couches, le même liant ou un liant très voisin, non également pour simplifier la fabrication -(comme on l'expliquera plus loin) mais aussi parce qu'on obtient ainsi une bonne liaison mutuelle des deux couches. Comme liants, viennent en premier lieu les matières synthétiques thermodurcissables telles que les phénoplastes, les aminoplastes (uréeformaldéhyde et mélamine-formaldéhyde), les résines époxy, et autres semblables. On trouvera un exemple de l'emploi des aminoplastes pour la fabrication de plaques fibreuses dans le brevet des E.U.A. NO 3.207.819. On fera remarquer, en outre, que la consolidation du sable au moyen d'un tel liant est connue en soi, par exemple pour la fabrication de plaques ou panneaux muraux de grande épaisseur. Mais une plaque unique en sable consolidé ne peut pas, pour des considérations relatives à la rigidité et dans les dimensions généralement exigées de 1 x 3 m, avoir moins de 3 à 4 cm d'épaisseur et elle présente alors l'inconvénient d'une densité élevée du fait d'un poids spécifique de 1,5 ou plus. Mais comme l'amortissement phonique n'est pas proportionnel à l'épaisseur mais ne croit que lentement avec celle-ci une couche de sable relativement peu épaisse suffirait déjà à un bon amortissement acoustique. La combinaison en une plaque d'une couche en sable finement granulé et d'une couche en matière fibreuse légère, en particulier de la fibre de bois, donne les avantages suivants : Par la combinaison de la couche de sable avec une couche fibreuse d'épaisseur suffisante, l'épaisseur de la couche de sable peut être réduite, sans inconvénient, à 5 mm ou moins.La couche de fibre, d'un poids spécifique de 0,5 par exemple peut alors avoir une épaisseur de 10 mm, de sorte que la plaque combinée a un poids qui n'est que le tiers ou le quart de celui d'une plaque de sable de propriétés comparables, exige une quantité moindre de liant et est plus facile à travailler. I1 apparait en outre que la combinaison des propriétés d'amortissement phonique de la plaque de sable avec les propriétés d'absorption phonique de la couche fibreuse fournit une isolation acoustique extraordinairement bonne. De plus, la couche de sable peut présenter une surface plane presque lisse lui conférant, pour beaucoup d'applications un aspect agréable. Par addition d'un colorant au sable, on pourrait en outre donner à la surface telle ou telle teinte désirée. La surface pourrait encore être recouverte d'une couche de garniture telle que du papier, du contreplaqué, de la.peinture, etc., ou polie pour lui donner l'aspect de la pierre naturelle. On pourra en outre imprimer, par un procédé simple, ntimportF quel motif ou dessin dans la couche de sable. Quand on veut employer des panneaux de grandes dimensions, telles que 1 x 3 m ou plus, il y aura avantage à renforcer la plaque de revêtement en collant sur sa face arrière, c'est à dire celle de la couche fibreuse, une couche de papier, imprégné ou non, conformée en nid d'abeilles ou autre structure formant des cellules. Les cellules pourront être fermées, à l'arrière, c'est à dire du coté éloigné de la plaque, par une feuille de matière souple, telle que du carton ou du caoutchouc, perforée ou non. Pour réaliser des murs principaux, des murs de refend ou des murailles extérieures, on peut avantageusement réunir deux de ces panneaux renforcés par une structure en nid d'abeille, en laissant un intervalle entre eux. On obtient ainsi des éléments de murs possédant, outre un poids très réduit et des propriétés ignifuge accentuées, un aspect plaisant et une bonne capacité d'isolation phonique. Les propriétés d'isolation calorifique d'un mur ainsi constitué sont également très bonnes. En vue d'augmenter éncore les propriétés d'isolation thermique et phonique, l'intervalle séparant les deux panneaux peut encore être rempli d'un matériau isolant tel que de la laine de laitier. Pour la fabrication d'une plaque de revêtement constituée de deux couches, on peut citer le procédé ci-après qui, s'il n'est pas le seul possible, est toutefois celui qui est préféré : Sur une surface plane horizontale délimitez de tous cotés par un rebord on répand une couche de sable de l'épaisseur désirée. Ce sable a été préalablement mélangé avec un liant ou avec une solution, éventuellement colloidale, des composants devant constituer le liant, tels que l'urée et la formaldéhyde (ce qu'on appelle l'application win site), auxquels on aura éventuellement ajouté des activateurs de réaction tels qu'un catalyseur.Le mélange sableux se présente sous forme d'une patte consistante qu'on comprime légèrement après égalisation par exemple en y faisant passer un cylindre qui pourra être profilé en vue de réaliser des inégalités à la surface du sable. Ces inégalités pourront également être produites au moyen d'une plaque garnie d'aspérités telles que de petites pyramides ou cônes qui s'imprimeront dans la ccuche de sable. On dépose alors sur la couche de sable une couche de matière fibreuse assez loche, préalablement mélangée ou imprégnée, elle aussi, d'une solution des mêmes composants, ou presque des mêmes composants, du liant utilisé pour la couche de sable. La matière fibreuse, de préférence des fibres de bois, est généralement amenée sous forme d'une nappe ou "mat" déjà légèrement comprimée, dont on a découpé des morceaux aux dimen suions voulues. On peut également ajouter aux liants des deux composants si on le désire, des substances telles que de la cire, des fongicides, et des insecticides. Le paquet constitué par les deux couches est alors comprimé au moyen d'une presse dont le plateau exerce sa pression sur la face supérieure de la couche fibreuse dont l'épaisseur est ainsi réduite à une fraction de l'originale. La pression éxercée sur la couche fibreuse se communique à la couche de sable.La particularité du procédé selon l'invention est que lap-reseinn sur la couche de sable ne s'exerce pas directement par une plaque ou plateau rigide mais par l'intermédiaire de la couche fibreuse jouant le rôle de coussin égalisateur de pression réalisant une liaison intime entre les deux couches malgré les aspérités naturelles ou volontairement réalisées de la surface de la couche de sable. Le paquet comprimé sera en outre chauffé en cas de besoin pour produire le durcissement des liants. Ce chauffage pourra s'effectuer depuis les plateaux de pressage, par conduction et/ou induction à haute fréquence. On fera remarquer que les détails concernant l'emploi de résines déterminées comme liants et un procédé déterminé de chauffage pour la fabrication de plaques fibreuses sont décrits dans le brevet des E.U.A. déjà cité nO 3.207.819. Ces résines et ce procédé de chauffage peuvent s'appliquer également à l'invention. La liaison avec le même liant ou un liant analogue, ainsi que la liaison simultanée des matériaux des deux couches, procurent une jonction extrêmement forte entre les deux couches. L'emploi du même liant ou d'un liant analogue pour les deux couches, ainsi que la liaison simultanée, réduisent en outre les irrégularités de dilatation thermique d'une couche par rapport à l'autre, ainsi que le risque de craquelures internes et de gauchissement. Un autre procédé de fabrication consiste à déposer sur, ou sous, une plaque de matière fibreuse préfabriquée, consolidée avec un liant, pourvue ou non d'aspérités, une couche de sable mélangée du meme liant ou d'un liant analogue, ou des composants d'un tel liant, et à provoquer, par pression, la prise du liant et la jonction entre la couche fibreuse et la couche de sable. La quantité de liant nécessaire à une liaison suffisante dans la couche de sable et dans la couche fibreuse, est de l'ordre de 4 à 6 % du poids des matériaux de base. On fera remarquer que, pour un usage économique du liant dans la couche de sable, il est souhaitable que le liant entoure simplement les grains de sable et que la liaison ne se produise qu'aux points de contact des grains entre eux. Ceci exige un mélange bien poussez Mais si, pour des buts spéciaux on a besoin d'une plus grande densité, c'est à dire d'une porosité moindre, de la couche de sable, le pourcentage de liant dans le sable pourra être augmenté selon les besoins. I1 est également possible de recouvrir la plaque d'une feuille mince, telle qu'en papier ou en matière synthétique, du côté de la fibre, ou du côté du sable, ou de tous les deux. La feuille est alors introduite dans la presse en même temps que la plaque pour réaliser sa liaison avec les liants présents dans le sable et/ou la fibre. Les plaques ainsi réalisées donnent, après collage de structure en nid d'abeilles sur leur face fibreuse, des éléments de murs très résistants permettant l'érection de murs complets par assemblages sur leurs faces arrières. L'invention va être expliquée plus en détail en se référant aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples, et dans lesquels - la figure 1 est une coupe schématique d'un mur fait de deux plaques selon l'invention - la figure 2 est une coupe schématique d'un mode particulier de réalisation d'une plaque selon l'invention T et - la figure 3 est une représentation schématique du procédé de fabrication des plaques selon l'invention. La figure 1 représente la coupe d'un mur constitué par deux plaques de construction i et i' montées, adossées l'une à l'autre et séparées par un intervalle 7. Chaque plaque est recouverte, du côté extérieur, par une plaque de revêtement 2 selon l'invention, composée d'une couche de sable consolidée 3 et d'une couche de fibre consolidée 4. Sur chaque couche fibreuse est collée une structure en nid d'abeilles ou autres cellules analogues 5, ces cellules étant recouvertes d'une pellicule, perforée ou non, de carton ondulé ou plan, ou d'une autre matière flexible 6. Les plaques de construction 1 et 1' peuvent être assemblées, par exemple par un élément profilé les réunissant.L'espace intermédiaire 7 peut, Si on le désire être rempli d'un matériau isolant tel que de la laine de laitier ou matériau semblable, de mémé que les cellules 5 du nid d'abeille peuvent être remplies d'un matériau isolant tel qu'une matière synthétique multicellulaire. Les indications numériques suivantes sont douées à titre d'exemples : épaisseur de la couche de sable 5 mm (poids spécifique de la couche de sable 1,6 teneur en résine synthétique de la couche de sable 4 % en poids) - épaisseur de la couche de fibre 10 mm (poids spécifique de la couche de fibre 0,5 ; teneur en résine synthétique de la couche de fibre 6 en poids) ; épaisseur hors-tout des couches constituant le mur 7 cm. Un mur ainsi constitué possède, outre un poids léger inférieur à 30 kg/m2, une grande résistance aux contraintes de traction, de compression et de flexion, une grande solidité contre les dommages matériels, et une capacité parfaite d'iso lation, tant contre la chaleur que contre les bruits. En ce qui concerne l'isolation phonique, la pénétration des bruits pourra être réduite à 40-50 décibels. La figure 2 représente schématiquement comment la surface de contact, ou surface limite, entre les deux couches peut être pourvue d'aspérités 8 telles que des nervures, des ondulations ou des protubérances de forme pyramidale, et de creux. La jonction entre les deux couches ainsi que l'isolation phonique en sont améliorées. La figure 3 représente schématiquement à titre d'exemple, le procédé de fabrication d'une plaque de revêtement selon l'invention. Sur une surface, ou une plaque, de base il on dépose, à l'intérieur d'une superficie de dimensions désirées, délimitée de toutes parts par un rebord 10, la couche de sable 3 mélangée des composants de résine synthétique. On dépose dessus, en épaisseur aussi régulière que possible, la couche de matière fibreuse, encore lâche mais déjà conformée en une nappe ou "mat" 9, mélangée des mêmes liants ou composants de liants, ou de liants ou composants analogues, que ceux de la couche de sable. L'épaisseur du "mat" 9 est un multiple de celle qu'aura la couche 4 dans la plaque terminée. A l'aide d'une plaque ou plateau de presse 12, agissant sur l'ensemble, celui-ci est amené à l'épaisseur désirée (jusqu'à la limite 13) par compr8ssion. Simultanément, un chauffage émanant des surfaces 11 et/ou 12, produit par conduction et/ ou induction à haute fréquence, provoque le durcissement de la masse. Du fait que la masse fibreuse, encore non consolidée, agit comme un coussin sa face inférieure 5?adapte complètement à la surface de la couche de sable, de sorte que, du fait du durcissement simultané des liants dans les deux couches, celle ci se joignent très étroitement ensemble. Les liants applicables à ce procédé sont, pricipalement les résines aminoplastiques. On doit faire remarquer que, pour atteindre la résistance mécanique nécessaire, la quantité de liant dans la couche de sable ne doit pas être telle, qu'elle remplisse totalement l'intervalle séparant les grains. On obtient une résistance suffisante quand les grains sont liés par le liant au voisinage des points où ils touchent les grains voisins. En choisissant de façon appropriée la nature et la quantité du liant en fonction du genre de grains, le liant s'accumule précisément à ces points sans enrober complètement les grains. On notera qutune plaque selon l'invention peut se composer de trois couches, la couche fibreuse étant, dans ce cas, disposée entre deux couches de sable. REVENDICATIONS 1. Plaque pour murs, plafonds, et analogues caractérisé en ce qu'elle comporte au moins deux couches fortement assemblées, l'une des couches, de grande densité, étant composée de sable finement granulé consolidé par un liant, de préférence dtune granulométrie maximale de 0,2 mm, et l'autre couche de raible densité, étant composée de matière fibreuse consolidée par un liant analogue, de densité comprise de préférence entre 0,3 et 0,65 gr/cm3, donnant une couche absorbant les sons, la couche de sable consolidé représentant au plus un tiers, et la couche de matière fibreuse consolidée au moins deux tiers, de l'épaisseur totale. 2. Plaque selon la revendication i, caractérisée en ce que les surfaces de contact des deux couches présentent des aspérités telles que des nervures, des protubérances de forme pyramidale, et/ou des creux, ou dessins analogues. 3. Panneau mural ou plaque de constrcution recouvert d'une plaque selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un matériau présentant une structure en nid d'abeilles ou analogue, possédant des cellules est apposé contre ladite plaque. 4. Mur ou portion de mur constitué par deux plaques ou panneaux selon les revendications 1, 2 ou 3, assemblées dos à dos avec un espace intermédiaire. 5. Procédé de fabrication d'une plaque selon l'une des revendications i et 2, caractérisé en ce qu'on répand en une couche le sable mélangé de liant, en ce qu'on dépose dessus une couche de matière fibreuse mélangée avec le même liant ou un liant analogue, et qu'enfin le paquet ainsi constitué est comprimé à l'épaisseur voulue dans des conditions de température provoquant le durcissement des liants en une masse solide. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'après avoir étendu la couche de matière granuleuse, on réalise des aspérités à sa surface. 7. procédé selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'on mélange les deux matériaux avec les composants de l'urée et/ou de la mélamine-formaldéhyde et qu'on les chauffe pendant et/ou après la compression du paquet, par conduction ou induction à haute fréquence. 8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on applique, sous la couche de matière granuleuse et/ou sur la couche de l'autre matière, avant la consolidation des deux couches, une feuille mince qu'on fixe à la plaque au moyen des liants contenus dans lesdites matières. 9. Procédé de fabrication d'une plaque selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'en dessus ou en dessous d'une des plaques de matière fibreuse préfabriquée, consolidée par un liant, dont une des faces est pourvue ou non d'aspérités, on applique une couche de sable, mélangée du même liant ou de ses composants, ou d'un liant ou de composants analogues, et qu'on provoque, par compression, la prise du liant et la jonction entre la plaque fibreuse et la plaque de sable.