Brevet FR2272456A1 — publié le 19751219

La présente invention concerne des structures absorbant les sons et leur procédé de fabrication et des enduits absor bant les sons qui peuvent entre appliqués sur un support à la truelle ou par épandage. Dans les immeubles et les rues, les sons sont généralement réfléchis par les surfaces dures non poreuses telles que les rnurs, les plafonds et les planchers et le niveau du bruit résultant peut être très élevé et inacceptable. La réduction du bruit peut Qtre obtenue par-revetement de ces surfaces avec une n1atière poreuse, par exemple un carreau ou un panneau, qui absorbe le bruit et ne le réfléchit pas. Il semble que les ondes acoustiques qui pénètrent dans les pores de ces matières sont dissipées sous forme de chaleur et ne sont donc pas réfléchies. De nombreuses matières absorbant les sons, de ce type, sont coûteuses et/ou ne peuvent pas être utilisées à l'extérieur. L'invention concerne un revêtement absorbant les sons, relativement bon marché, qui convient à l'extérieur des immeubles et analogues. Selon un mode de réalisation de--llinvention, le revetement poreux absorbant les sons comprend du sable grossier dont au moins 90 % des particules ont une dimension comprise entre 0,t5 et 0,50 mm et qui sont liées avec 2 à 8 % en poids d'une resine synthétique durcie, le revêtement obtenu ne résonnant pas. L'invention concerne également un-procédé de fabrication de revêtement poreux absorbant les sons, qui comprend du sable grossier dont 90 % au moins des particules ont une dimmension comprise entre 0,15 et 0,50 mm, ces particules étant reveAtues avec 2 à 8 %, de préférence 5~% en poids d'une résine synthétique durcissable qui, après durcissement, donne un revête- ment non résonnant, les particules de sable enduites étant mises en forme ou étalées sur une surface et la composition de résine synthétique durcit jusqu's obtention d'un revêtement poreux absorbant les sons. l'a fabrication-de ces revêtements poreux est rapide et relativement peu coûteuse. Les matières premières nécessaires à leur fabrication sont facilement disponibles. En outre, les revêtements peuvent être mis en forme selon des procédés analogues à ceux utilisés dans la fonderie pour la formation des moules-carapaces ou des noyaux, les procédés de fabrication de ce type étant rapides et automatiques. Ainsi, le sable et la résine peuvent être mélangés afin que les grains de sable soient revêtus de résine puis introduits à la main, projetés ou comprimés dans un moule, la composition durcie de résine et la structure finie étant retirées du moule. le moulage selon ce proc-édé reproduit précisément la forme du moule et permet l'obtention de formes superficiellement très variées, par exemple avec des cavités ou des dépressions qui améliorent encore l'absorption des sons. Les structures poreuses sont normalement des carreaux pratiquement plats de 30 x 30 cm, des panneaux ou des feuilles, par exemple de 60 x 120 cm, ces caractéristiques n'étant pas déterminantes. Ainsi, des structures creuses peuvent facilement titre formées par projection du mélange de sable et de résine dans un moule et durcissement, ces structures creuses ayant une absorption améliorée des sons. Les structures peuvent titre mises en forme de façon à stassembler les unes avec les autres et lorsqu'elles sont utilisées pour le rev8tement des plafonds ou des murs, elles peuvent Qtre facilement fixées par une colle, par exemple à base de phénolformaldéhyde, d'urée-formaldéhyde ou d'une résine époxy. Selon l'invention, des carreaux ou des panneaux prati quetnent plats peuvent Qtre formés, ces carreaux ou ces panneaux ayant une structure poreuse qui dissipe et absorbe les ondes acoustiques, par exemple ils peuvent absorber au moins 50 % des sons incidents dont les fréquences sont comprises entre 500 et 4000 Rz. Etant donné que les compositions de résine synthétique utilisées pour la liaison des particules de sable sont durcies ou thermodurcies, ctest-à-dire réticulées, et ont une stabilité chimique, les structures poreuses absorbant les sons de l'invention résistent à la pluie et aux agents atmosphériques et conviennent aux rev & ements intérieurs et extérieurs, parexem- ple dans les immeubles ou à proximité des magasins, lorsque le niveau de bruit doit entre réduit. La résine utilisée pour la liaison des partlcules, de sable doit être du type qui est légèrement souple lorsqu'elle est durcie afin que la structure finie ne résonne pas, ctest- à- dire' qu'elle émette un son mat ou amorti lorsqulon la frappe. En conséquence, les résines qui conviennent à la fabrication des noyaux ou des moules de fonderie, ne conviennent pas selon l'invention puisqu'elles doivent Btre aussi peu souples que possible afin de conserver leur dimension. Des résines avantageuses sont celles qui peuvent etre durcies par chauffage et-/ou par action d'un catalyseur, par exemple d'un catalyseur gazeux injecté sous pression dans les pores et qui peuvent lier les grains de sable les uns avec les autres en conservant cependant une certaine élasticité afin que la structure obtenue ne soit pas résonnante. Bes résines qui conviennent sont par exemple les résines phénol-formaldéhyde du type RNovolak", les résines époxy, les résines polyester et les résines polyuréthanne. De préférence, ces résines sont mélangées avec un plastifiant ou modifiées par incorporation de molécules d'élastomère dans les molécules de résine, cette incorporation augmentant légèrement ltélasticité et permettant la fabrication d'une structure qui n' est pas résonnante. Les élastomères tels que leFstyrène, le butadiène, les copolymères de styrène et de butadiène, les caoutchoucs nitrile, le caoutchouc naturel et le méthacrylate de méthyle conviennent à la modification des résines. Les résines phénol-formaldéhyde durcissent facilement après mélange avec un catalyseur et par chauffage et permettentl'obtention de vitesses élevées de fabrication. Be sable est revêtu d'une résine phénol-formaldéhyde et d'un catalyseur, le sable ainsi enduit étant mis en forme dans un moule et chauffé à une température de tordre de 200cl afin que la résine durcisse. La structure absorbant les sons ainsi obtenue présente l'avantage que la résine phénolique inhibe la croissance des moisissures. Gependant, selon ltinvention, les structures absorbant les sons fabriquées avec les résines phénol-formaldéhyde ont tendance à être friables et, dans le cas des carreaux, ceuxci doivent être relativement épais afin qu'ils ne s'effritent pas lors de la manipulation. Tes résines époxy,-polyester et polyuréthanne cependant peuvent lier fortement les grains de sable les uns aux autres et ont une certaine élasticité, à l'état durci, le produit fini n'étant pas friable. Ces résines conviennent selon l'invention à la fabrication de structures non résonnantes, en parti culer lorsqu'elles sont modifiées par un élastomère ou mélangées à un plastifiant. Eien que les résines polyester , époxy et polyuréthanne soient plus coûteuses que les résines phénol-formaldébyde, selon l'invention, le prix de fabrication par- exemple de carreaux ou de panneaux est comparable à celui des mimes particules à base de résine phénol-formaldéhyde en raison de la capacité de liaison relativement forte des résines époxy, polyester et polyuréthanne qui permet la fabrication de carreaux nettement moins épais qui ne sont pas friables et qui nécessitent donc une quantité relativement plus faible de résine. En outre, les résines époxy, polyester et polyuréthanne durcissent sans chauffage et la fabrication de structures à partir de ces résines peut entre simple et relativement peu coûteuse en énergie. En conséquence, la seule opération nécessaire est le mélange de la résine durcissable, par exemple de la résine époxy, et d'un durcisseur à base d'amine de la résine polyester et d'un durcisseur à base de peroxyde de méthyléthylcétone ou d'un polyisocyanate, d'un polyol et d'un durcisseur à base d'amine, et du sable, l'introduction du mélange dans un moule et le repos du mélange jusqu'à ce Qu'il soit cohérent. Bes moules peuvent titre en bois et l'obtention de divers états de surface est moins cotte-lse que dans le cas d'une résine dont le durcissement nécessite un chauffage puisque, dans ce dernier cas, le moule doit Etre en une matière qui supporte des températures élevées, par exemple les températures des fours utilisées pour le durcissement Le sable utilisé pour la fabrication des structures absorbant les sons doit Entre relativement grossier de façon que les grains s'agglomèrent et que la porosité obtenue soit convenable.La dimension optimale des grains semble Etre comprise entre 0,2 et 0,) mm, 90 % des grains ayant une dimension cdm prise entre 0,15 et 0,50 mm. De même, les résines époxy, polyester et polyuréthanne sont normalement incolores et une large plage de couleurs est facile à obtenir. Par contre, ceci ntest pas toujours possi- ble dans le cas des résines phénol-formaldéhyde qui sont brunjaunâtre lorsqu'elles sont durcies. La coloration finale d'un carreau est généralement obtenue par addition d'un colorant à la résine, avant mélange avec le sable. Selon l'invention, les colorants et les pigments conviennent comme additifs de coloration dans le cas des résines époxy, mais, dans le cas des résines polyester , seuls les pigments conviennent, l'addition de colorant à la résine polyester nuisant au durcissement. Cependant, il n'est pas toujours pratique d'utiliser des structures absorbant les sons qui sont coulées au préalable, par exemple des carreaux, car ces structures nécessitent un système de fixation. Il n'existe pas actuellement dans le bâti- ment de matières absorbant les sons qui peuvent être appliquées sur place comme les enduits habituels. En conséauence, selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un enduit absorbant les sons qui comprend des particules grossières de sable dont au moins 90 ffi ont une dimension comprise entre 0,15 et 0,50 mm et qui sont revêtues d'environ 1 à 5 ffi en poids d'une composition derésine synthétique miscible à liteau qui comprend une résine et un durcisseur et éventuellement un catalyseur, qui peut dtre durcie sans chauffage et en présence de la quantité d'eau nécessaire à l'obtention dtun enduit dont la consistance permet 1' application à la truelle ou par épandage sur un support, l'enduit donnant une couche non résonnante après durcissement de la résine. Les enduits de l'invention peuvent Xetre appliqués à la truelle ou par épandage sur un support et peuvent durcir à la température ambiante en formant une couche absorbant les sons. Selon l'invention, l'introduction d'eau dans un mé- lange de résine synthétique durcissable miscible à l'eau et de sable, analogue à ceux décrits, donne un-enduit dont la consistance convient à l'application par ëparflage ou la truelle. Normalement, 50 à 70 parties en poids d'eau pour 1000 parties en poids de sable et 1 à 5 ffi en poids de résine par rapport au sable sont nécessaires. Les résines avantageuses comprennent les résines époxy du type "EL 23" de Borden Chemicals. Un durcisseur dispersible dans l'eau est ajouté en quantité qui suffit au dur cissement de la résine. Les durcisseurs dispersibles dans l'eau qui conviennent sont par exemple "Sansol" de Polybond Ltd et "Casamid" de Thomas Swann l'td. Eventuellement, on peut également ajouter un catalyseur qui favorise le durcissement de la résine. Afin que l'ensemble ne-durcisse pas avant son appli cation sur le support, une partie du sable est avantageusement mélangée au préalable avec la résine, le reste étant mélangé au préalable avec de l'eau, le durcisseur et le catalyseur éventuellement. Les deux composants peuvent ensuite être mé langés, par exemple, dans une bétonnière ou un mélangeur à cuve ouverte, avant application, éventuellement après addition d'eau qui donne la consistance voulue pour l'application. Des additifs convenables de coloration, par exemple des pigments, peuvent entre ajoutés au mélange et donnent à l'en- duit sa couleur finale. Après application sur un support, à la truelle ou par épandage, l'enduit peut durcir à la température ambiante, le durcissement étant éventuellement accéléré par l'action d'air chaud. Bes exemples suivants illustrent l'invention. Dans ces exemples,toutes les parties et-tous les pourcentages sont en poids. Dans les exemples, on utilise du sable grossier transparent de silice dont les particules ont une dimension moyenne de l'ordre de 0,25 mm et dont 90 % des grains ont une dimen sion comprise entre 0,15 et 0,50 mm. Exemple 1 On prépare une composition par mélange de -96,5 parties de sable ; et de - 3,5 parties de résine "Cellobond J759/55". On met le sable enduit en forme dans un moule et on prépare un carreau de 12 mm d'épaisseur puis on chauffe à2210 C afin de durcir la résine. le carreau poreux obtenu a une bonne résistance mécanique et aux agents atmospnériques. "Cellobond J759/35" est une résine pilénol-formaldéhyde modifiée par un élastomère au caoutchouc nitrile de BP Chemical International Limite. Exemple 2 On prépare une composition par mélange de - 95 parties de sable et de - 3,1 parties de résine "Epophen EL23" modifiée par introduction de 30 % en poids d'un élastomère au caoutchouc au chloroprène, et on ajoute 1,9 partie de durcisseur "Epophen EHA23". On fabrique des carreaux avec le mélange obtenu, comme dans exemple 1, et on laisse durcir à la température ambiante (5 à 60 mn). "Epophen EL23" est une résine époxy et "Epophen EHA23" un durcisseur à base d'amine de Borden Chemicals (UK) Itd. Exemple 3 On prépare une composition par mélange de - 95 parties de sable et de - 5 parties de résine "^elLobond 261/334B" et addition de 0,1 à 0,25 partie d'un catalyseur au peroxyde de méthyléthylcétone. On fabrique des carreaux avec la composition obtenue, comme décrit dans les exemples précédents et on laisse durcir à la température ambiante. "Cellobond 261/334311 est une résine polyester du type utilisé pour la fabrication des matières plastiques renforcées par des fibres de verre et est modifiée par un élastomère. C'est une résine de B.P. Chemicals International Limited. Be catalyseur au peroxyde de méthyléthylcétone est de Novadel Limited. Exemple 4 On prépare une composition par mélange de - 95 parties de sable et de - 5 parties de résine polyuréthanne 'Pinchin Johnson polyurethane 5597 C 8010" et addition de 1,5 partie de catalyseur "Pinchin Johnson catalyst/2000 2 0017". On fabrique des carreaux avec la composition obtenue comme décrit dans les exemples précédents et on laisse durcir à la température ambiante. ta résine de polyuréthanne et le catalyseur utilisés dans cet exemple sont de International Paient Co. On soumet les carreaux préparés dans les exemples 1 à 3 à des essais d'absorption des sons et le tableau suivant récapitule leurs coefficients d'absorption pour les fréquences indiquées Exemple Coefficient d'absorption pour des fréquences exprimées en Hz de 125 250 500 1000 2000 4000 1 0,03 0,06 0,13 0,21 0,48 0,71 2 0,12 0,12 0,22 0,28 0,55 0,64 3 0,05 Q,07 0,20 0,29 0,55 0,53 Exemple 5 On prépare une composition qui contient - 1 partie A qui se compose de 500 parties de sable et de 33 parties de résine époxy "EL 23", - 1 partie B qui se compose de 500 parties de sable, de 17 parties de durcisseur "Sansol" et de 17 parties d'eau. On mélange intimement des quantités égales des parties A et B dans une bétonnière ou un mélangeur à cuve ouverte et on ajoute une quantit4 supplémentaire d'eau jusqu'à obtention de la consistance voulue. Habituellement, on ajoute 50 à 70 parties d'eau par 1000 parties de sable. On peut appliquer ce mélange à la truelle ou par épandage sur le support et on le laisse durcir à la température ambiante. Be durcissement peut être accéléré par action de l'air chaud. "EL 23" est une résine de Borden Chemicals et "Sansol" est un durcisseur de Polybond Ltd. Exemple 6 On prépare une composition qui comprend - 1 partie A qui se compose de ,00 parties de sable et de 15 parties de résine "Et 23" de Borden Chemicals et - 1 partie B qui se compose de 300 parties de sable et de 15 parties de durcisseur "Casamid 560" et de 15 parties d'eau. On prépare la composition comme indiqué dans l'exemple 5. "Casamid 560" est un durcisseur de Thomas Swann l'td. Les revêtements acoustiques préparés dans les exemples 5 et 6 sont soumis à des essais concernant l'absorption des sons et ont les coefficients d'absorption suivante pour les fréquences indiquées Exemple Coefficient a'absorption pour des fréquences exprimées en Hz de 125 250 500 1000 2000 4000 5 0,08 0,10 0,37 0,56 0,69 0,73 6 0,12 0,12 0,34 0,52 0,67 0,74 Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la présente invention, sans sortir de son cadre. REXENDICATIONS 1. Revêtement poreux absorbant les sons, du type qui comprend des particules de sable liées les unies aux autres par une résine synthétique durcissable, caractérisé en ce qu'au moins 90 fo des particules du sable ont une dimension comprise entre 0,15 et 0,50 mm et les particules du sable sont liées les unes aux autres avec 2 à 8 % en poids de résine synthétique durcie qui donne un revêtement non résonnant. 2. Rev8tement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules de sable sont liées les unes aux autres avec environ 5 % en poids de la résine synthétique durcie. 3. Revêtement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résine synthétique durcie est modifiée par incorporation de molécules d'élastomère, par exemple de styrène, de butadiène, d'un copolymère de styrène et de butadiène, ou de caoutchouc naturel tel que le méthacrylate de méthyle dans les molécules de la résine ou par mélange avec un plastifiant. 4. Revêtement selon l'urne quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la résine synthétique durcie est une résine phénol-formaldéhyde, polyester, époxy ou polyuréthanne. 5. Procédé de fabrication d'un revêtement poreux absorbant les sons qui contient des particules de sable rev8- tues drune composition de résine synthétique durcissable, le revêtement étant mis en forme et la résine durcie, caractérisé en ce qu'au moins 90 % des particules de sable ont une dimension comprise entre 0,15 et 0,50 mm, les particules de sable sont revêtues de 2 à 8 % en poids de résine synthétique durcissable et la résine synthétique durcie donne un revêtement non résonnant. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les particules de sable sont revêtues d'environ 5 fio en poids de résine synthétique durcissable. 7. Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la résine synthétique est durcie à température élevée éventuellement en présence d'un catalyseur ou à température ambiante et en présence d'un catalyseur. 8. Enduit absorbant les sons, comprenant des particules de sable revêtues d'une composition de résine synthétique durcissable qui comprend une résine, un durcisseur et éventuellement un catalyseur, caractérisé en ce que 90 % des particules du sable ont uné dimension comprise entre 0,15 et 0,5 mm, les par ticules de sable sont revêtues avec t à 5 ffi de la résine synthétique, la résine synthétique est miscible à l'eau et peut ttre durcie sans chauffage et donne un revêtement non résonnant et l'eau est présente en quantité nécessaire à 11 obtention de la consistance convenable pour l'application à la truelle ou par épandage. 9. Enduit selon la revendication 8, caractérisé en ce que liteau représente 50 à 70 parties en poids par 1000 parties en poids de sable. 10. Enduit selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la résine est une, résine époxy. 11. Procédé de fabrication d'un enduit absorbant les sons selon l'une des revendications 8 à 10, -caractérisé en ce que deux composants sont préparés initialement, un composant étant préparé par mélange d'une quantité de sable avec la résine -et l'autre composant étant préparé par mélange du reste du sable avec le durcisseur et éventuellement un catalyseur et de l'eau, les deux composants étant mélangés-avec de l'eau et donnant un enduit qui absorbe les sons.