Brevet FR2392188A1 — publié le 19781222

La présente invention est relative aux dalles-dtisolation utilisables notamment, bien que non exclusivement, dans l'industrie du bâtiment La plupart des matériaux utilisés pour assurer l'isolation thermique1 tels que mousses et expansés de matière plastique, fibres, agglomérés- légers, ont une résistance mécanique insuffi sante, notamment en compression, pour être utilisés en matériaux de structure. I1 faut les associer à une ossature porteuse destinée à les protéger et à éviter Eur écrasement ou tout au moins la dégradation deleui-squalités isolantes, ossature dont les dimensions doivent être adaptées à chaque cas particulier.Cette ossature est donc en général fabriquée de façon semi-artisanale, ce qui conduit à un coût élevé et souvent à une inhomogénéité de l'isolation. La présente invention vise à fournir une dalle dtiso- lation qui tout à la fois assure une isolation thermique satisfaisante et présente une résistance mécanique, notamment en compression, telle qu'elle puisse être utilisée sans ossature porteuse distincte. Dans ce but l'invention propose notamment une dalle comprenant un quadrillage de cloisons porteuses suivant deux directions perpendiculaires ltune à l'autre et à une sur-face de la dalle, cloisons délimitant des cellules occupées par un matériau isolant qui présente une résistance en òmpression,dans le sens parallèle aux intersections des cloisons,très inférieure à celle du matériau constitutif es cloisons. Lorsque les cloisons sont en un matériau anisotrope, ce qui sera fréquemment le cas7 le matériau sera placé de façon que la direction de résistance maximale en compression soit parallèle aux intersections. A titre de matériaux utilisables pour constituer les cloisons on peut notamment citer:le bois sous forme de ssanchet- tes, placages, contreplaques, agglomérés de fibres ou de partir cules; les cartons et papiers imprégnés ou non, armés ou contrecollés; les matières plastiques en feuille, plaque ou film armé ou non, en particulier les chlorures de polyvinyle,lep9lyester; lex plaques de produits minéraux tels qutagglemërés d'amiante et de laine de verre,notamment lorsqu'on cherche àdbtenir une résistance à l'incendie; les mousses de produits minéraux de haute densité; les produits composites tels que bois-métal, bois plastique et métal-plastique.Le choix du matériau sera évidemment fonction de l'application envisagée : pour l'industrie du bâtiment on utilisera fréquemment les matériaux ligneux ou cellulosiques. De nombreux types de matériaux isolants sont utilisables. En général on utilisera un matériau directement disponible dans le commerce sous forme de plaques d'épaisseur convenable et on le choisira en fonction de l'utilisation envisage pour les dalles. Parmi les matériaux les plus courants présentant un coefficient de conductibilité thermique faible, on peut miter les matières plastiques sous forme de mousses ou expansés à porosité ouverte ou fermée ou de billes enrobées, divers produits minéraux tels que les mousses de verre ou d'amiante, les agglomérés, les matériaux en fibres, et les matières ligneuses et cellulosiques, tels que panneaux de bagasse de canne à sucre, les panneaux à base de fibre de bois, les réseaux alvéolés s de papier et carton.On voit que les divers matériaux constitutifs d'une dalle peuvent être de même nature, mais traités de façon à se présenter sous des formes ayant des propriétés mécaniques et thermiques très différentes. En général l'isolant et les cloisons seront solidaires par collage. Toutefois on peut également utiliser un isolant sous forme non cohérente (vermiculite par exemple) introduit dans les cellules lorsque celles-ci restent ouvertes, c'est-à-dire que la dalle n'est pas recouverte de parois continues. Le terme "dalle" doit être interprté de façon large et comme couvrant aussi bien le cas de panneaux présentant, dans le sens parallèle aux intersections des cloisons, une épaisseur faible par rapport aux autres dimensions, que celui de dalles sous forme de blocs qui peuvent être découpés à la demande pour réaliser des formes complexes. Dans le premier cas aucune paroi intercalaire parallèle aux grandes faces de la dalle ne sera en général prévue. De tels panneaux peuvent en particulier être utilisés en surface horizontale pour séparer les pièces habitables d'un bâtiment des combles; on peut également, en épaisseur faible les utiliser dans la construction de caravanes. Enfin de tels panneaux permettent d'assurer l'isolement thermique des véhicules destinés à circuler sur voie ferrée. Dans le second cas une paroi intercalaire ( ou plusieurs parois réparties à intervalles réguliers) fractionnera en général l'isolant qui sera cohérent et collé aux cloisons et à ladite paroi. Suivant un autre aspect de l'invention, celle-ci propose un procédé de fabrication de dalles isolantes autoporteuses caractérisé en ce qu'on constitue un empilement alterné de plaques de matériaux isolants présentant une faible résistance en compression et de feuilles de matériaux porteurs présentant une résistance plus élevée, destinées à constituer des cloisons ; on découpe le bloc parallélépipédique ainsi constitué perpendiculairement au plan des feuilles pour constituer des plaques composites qui sont empilées avec interposition de feuilles et solidarisées de celles-ci ; et éventuellement on découpe le bloc final parallèlement aux intersections du premier jeu de feuilles et du deuxième jeu de feuilles. Dans la plupart des cas, le volume total des cloisons constituées par les feuilles représentera moins de 10% du volume complet du bloc final ou de la dalle et sera souvent inférieur à 5%. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de mise en oeuvre donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels - la figure 1 est un schéma montrant la disposition des plaques de matériau isolant et du premier jeu de feuilles de matériau porteur lors de la première étape de fabrication - la figure 2 est un schéma montrant le bloc composite obtenu après solidarisation des plaques de matériau isolant et du premier jeu de feuilles - la figure 3 montre le bloc composite obtenu apres collage du second jeu de feuilles - la figure 4 est une vue de détail à grande échelle montrant une fraction d'une dalle obtenue par découpage du bloc de la figure 3 ; - la figure 5 montre une dalle-massive et en forme pouvant également être obtenue à partir du bloc de la figure 3 (l'isolant n'étant pas représenté). On décrira d'abord, en faisant référence aux figures 1 à 4, un procédé de fabrication de dalles de faible épaisseur, ne dépassant pas en général 150 mm, utilisables notamment sous forme de panneaux autoporteurs de grandes dimensions pouvant constituer des parois de séparation entre les pièces d'appartement et les combles d'une maison, ou le support d'étanchéité en. toiture. Les produits de départ sont constitués par des plaques 10 et des feuilles Il rectangulaires de même dimension. Les plaques 10 sont en matériau isolant, c'est-à-dire ayant un faible coefficient de conductivité thermique. On pourra notamment utiliser le polystyrène expansé, le polyuréthane expansé ou la mousse phénolique, disponibles dans le commerce sous forme de plaques de grandes dimensions de plusieurs épaisseurs qui peuvent etre découpées à la scie. En règle générale, les matériaux isolants utilisés auront un coefficient de conductivité thermique inférieur à 9,1 watt par OC par mètre. Les feuilles Il destinées à constituer les cloisons porteuses pourront être en matériau ligneux, par exemple en bois de placage, présentant une résistance maximum à la compression dans le sens indiqué par la flèche fO. L'empilement constitué par les feuilles Il et les plaques 10 est solidarisé sous forme d'un bloc composite. Cette solidarisaison s'effectuera en général par collage sous presse à froid ou à chaud suivant la nature de l'isolant. Pour éviter l'écrasement excessif des plaques on disposera en général des cales d'épaisseur avec ou sans dents de peigne, telles que 12, entre les feuilles Il successives. L'épaisseur des cales ou des dents est choisie pour que l'écrasement ménagé de l'isolant n'altère pas son coefficient de conductivité thermique. Après collage, le bloc composite 14 réalisé est découpé à la scie suivant des lignes de coupe 13 équidistantes et parallèles à la direction f0. On constitue ainsi une série-de plaques composites identiques (figure 2). On constitue un nouvel empilement à l'aide des plaques composites ainsi réalisées et de feuilles de matériau de structure 15 qui peuvent être de même constitution que les feuilles Il ig.33. Si les feuilles 15 sont en matériau anisotrope, elles sont orientées de façon que leur direction de résistance maximum à la compression f1 soit parallèle à la direction f0. Les feuilles 15 et les plaques intercalaires sont ensuite solidarisées, en général par collage à la presse. Il n'est pas nécessaire de prévoir des cales d'épaisseur ou des peignes, les cloisons provenant du decoupage des feuilles Il assurant la résistance nécessaire à l'écrasement. Enfin, on découpe le bloc composite ainsi réalisé le long de lignes parallèles 16 perpendiculaires aux directions f0 et fl On obtient ainsi des dalles comportant un quadrillage de cloisons provenant du découpage des feuilles Il et 15 (figure 4) cloisons qui délimitent des cellules occupées par du matériau isolant provenant des plaques 10. Selon le mode de réalisation qui vient d'être décrit, on obtient des plaques 17 munies de cloisons de rive sur leurs quatre faces. Lorsque l'on prévoit de constituer des panneaux de grandes dimensions à partir de telles plaques, il est plus avantageux de ne prévoir des cloisons de rive que sur deux côtés adjacents. Pour cela, on pourra par exemple omettre la feuille supérieure Il (figures 1 et 2) ainsi que la feuille supérieure 15 (figure 3). On sera souvent amené à revêtir les deux grandes faces des dalles montrées en figure 4 d'une paroi de revêtement telle que celle schématisée en 18. Ces parois, par exemple en bois de placage, pourront être solidarisées de la dalle composite 17 par collage à la presse. Lorsqu'on désire réaliser des panneaux de grande taille ainsi revêtus, on pourra placer, entre deux parois 18 du format à réaliser, plusieurs dalles de petites dimensions, assemblées côte à côte. On encollera alors non seulement les parois de revêtement 18, mais aussi l'une des parois en regard de dalles adjacentes. On peut également constituer, à partir des dalles du genre montré en figure 4, des structures alvéolaires ou lacunaires. Il suffit pour cela d'utiliser un matériau isolant que l'on peut faire disparaitre totalement soit par l'action de la chaleur (par passage au four à une tempesature supérieure au point critique d'une mousse de faible densité constituant l'isolant), soit par action d'un solvant (par exemple l'acétone dans le cas du polystyrène expansé). La structure creuse légère ainsi obtenue peut recevoir un produit pulvérulent, tel que la vermiculite ou le sable, qui sera retenu par les parois 18. Dans la plupart des cas, on aura intérêt à donner le même écartement aux feuilles du premier jeu et aux feuilles du second jeu, de façon à délimiter des alvéoles à section droite carrée, bien qu'une autre disposition puisse être préférable pour certaines applications. Les dalles montrées en figure 1 ont une épaisseur faible dans le sens parallèle aux intersections des cloisons Il et 15. On peut également constituer des dalles présentant une épaisseur largement supérieure à la longueur des côtés de la section droite carrée des alvéoles, notamment lorsqu'on veut réaliser ultérieurement des pièces en forme , comme indiqué sur la figure 5. Mais, dans ce cas, il sera souvent préférable de prévoir un jeu supplémentaire de cloisons 20, perpendiculaires aux cloisons Il et 15. Dans ce cas, on réalise un empilement alterné de plaques du genre montré en figure 4 et de feuilles de même format. Puis on solidarise, en général par collage, les différents constituants de l'ensemble.On obtient ainsi des volumes qu'on peut regarder comme composés d'une multitude de cubes de matériau isolant, entourés chacun par une enveloppe en matériau porteur. Si on utilise, pour constituer les cloisons, un matériau isotrope, les dalles ainsi constituées ont des caractéristiques mécaniques équivalentes dans les trois directions parallèles aux intersections des cloisons. S'il est anisotrope, il y aura évidemment lieu de tenir compté des sens de résistance maximum avant découpe. De telles dalles épaisses présentent notamment un intérêt pour assurer 1'isolement thermique de réservoirs présentant des surfaces courbes ou gauches,-tels que des réservairs de methane liquide cuplus généralement,detout gaz liquéfié. L'invention est susceptible de nombreuses variantes de réalisation et se prête à de nombreuses applications par un choix approprié des matériaux constitutifs. Si, en particulier, on souhaite realiser des dalles. résistant à l'incendie, on utilisera un matériau porteur et un matériau isolant appartenant soit à la classe M1 (tels bois ignifugés et mousse plastique de classe Mol), soit des matériaux de classe MO (tels que feuilles d'amiante et aggloméré minéral de classe MO). I1 va sans dire que la portée du présent brevet s'étend à de telles variantes ou applications, ainsi plus généralement qu'à toutes autres restant dans le cadre des équivalences. REVENDICATIONS 1. Dalle d'isolement autoporteuse, caractérisée en ce qu'elle comprend un quadrillage de cloisons porteuses suivant deux directions perpendiculaires l'une à l'autre et à une sur-face de la dalle, cloisons délimitant des cellules occupées par un matériau isolant qui présente une résistance en compression dans le sens parallèle aux intersections des cloisons très inférieure à celle du matériau constitutif des cloisons. 2. Dalle suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les cloisons sont en matériau anisotrope, tel qu'un matériau ligneux, et sont placées de façon que la direction de résistance maximale en compression soit parallèle aux intersections des cloisons. 3. Dalle suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle présente, dans le sens parallèle aux intersections, une épaisseur faible par rapport aux autres dimensions et est recouverte,sur ses grandes faces, de feuilles de matériau résistant. 4. Dalle suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau isolant est cohérent et solidarisé des cloisons, en général par collage, ou pulvérulent. 5. Dalle suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le volume total de cloisons représente moins de 10% du volume total de la dalle 6. Procédé de fabrication de dalles isolantes autoporteuses, caractérisé en ce qu'on constitue un empilement alterné de plaques de matériau isolant présentant une faible résistance en compression et de feuilles de matériau porteur présentant une résistance plus élevée, destinées à constituer des cloisons, on découpe le bloc parallélépipédique ainsi constitué perpendiculairement au plan des feuilles pour constituer des plaques composites qui sont empilées avec interposition de feuilles et solidarisées de celles-ci, et on découpe le bloc final paral-. lèlement aux intersections du premier jeu de feuilles et du deuxième jeu de feuilles. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on constitue un empilement alterné de dalles obtenues par découpage parallèlement aux intersections des feuilles du premier et du second jeux et de feuilles de matériau porteur, et en ce qu'on solidarise les constituants de cet empilement par collage. 8. Procédé suivant la revendication 6 caractérisé en ce qu'on élimine le matériau isolant cohérent pour constituer une structure alvéolée qui peut ultérieurement être remplie de matériau pulvérulent. 9. Procédé suivant la revendication 6 ou 8, caractérisé en ce que l'on revêt la dalle de parois de matériau de structure. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que lesdites parois ont des dimensions supérieures à celles de chacune des dalles et en ce que plusieurs dalles encollées et solidarisées sont interposées entre lesdites parois pour constituer des panneaux de grandes dimensions.