Brevet FR2464282A1 — publié le 19810306

La présente invention concerne une masse isolante stabilisée injectatable en vue d'assurer l'isolation, par exemple thermique, de locaux divers ; elle concerne également un procédé et un appareil permettant l'obtention et la mise en oeuvre de ladite masse. Pour économiser le combustible ou garder une température acceptable dans les locaux, on a déjà proposé d'utiliser des émulsions d'urée formaldéhyde qui, durcies, assurent l'isolation thermique désirée. A cet effet on injecte de telles émulsions dans les volumes creux existant ou aménagés sur Ici périphérie des locaux à traiter ; les émulsions durcissent in situ par polymérisation. Cette méthode, pour attrayante qu'elle soit par ses facilités de mise en oeuvre, par son prix relativement avantageux et par la qualité des résultats obtenus, a cependant laissé apparaître avec le temps un certain nombre d'inconvénients C'est ainsi que les produits durcis présentent, quel que soit le soin apporté à leur mise en place, un certain retrait de 3 à 6 % au moins de leur masse. On n'a pas jusqu'à présent réussi à utiliser ces produits pour des isolations correctes nécessitant des épaisseurs ou des masses importantes, les risques encourus devenant alors beaucoup trop grands pour que l'on puisse envisager une garantie sérieuse pour l'isolation effectuée. On a constaté, et cela a été confirmé par la réglementation en vigueur, que cette carence du résultat intervenait en fait sur les couches ayant une épaisseur maximale de 10 cmO L'invention s' est donc proposée de pallier cet inconvénient majeur. L'idée de base de l'invention est de donner à la mousse injectée'l une structure stabilisée on dimensions1 hcogénéité et qualités après durcissement in situ, tout en conservant un prix de revient comparable aux prix actuels et Si possible plus avantageux que ceux-ci L'invention con- cerne, a cet effet, une masse isolante autostabilisée, pratiquement sans retrait, constituée par une émulsion liquide de résine synthétique, telle que l'urée formaldéhyde, avec un durcisseur de type connu approprié, et contenant une certaine proportion de billes legères de polystyrène expansé par exemple, régulièrement réparties avec de l'air dans l'émulsion0 Les billes légères peuvent être également en verre expansé ou remplacées par des produits de flocage. La masse isolante en durcissant in situ est ainsi stabilisée par les billes ou autres et l'isolation est améliorée par les bulles formées par l'air, comme on le verra plus loin. Le choix des billes, quant à leur composition, à leur dimension, à leur proportion dans la masse finale et à la dimension comme à la forme des produits à traiter, s'effectue très simplement par essais en laboratoire où l'on tient compte également de la nature de l'isolation désirée. La masse selon l'invention peut etre appliquée par injection dans un volume donné ou par étalement à la taloche sur une surface. Le procédé selon l'invention pour l'obtention et la mise en place de ladite masse isolante est essentiellement caractérisé par le fait que, en continu, on forme un mélange homogène d'émulsion liquide d'une résine synthétique telle qu'urée formaldéhyde et de billes de polystyrène par exemple, entrainées dans l'émulsion par de l'air comprimé, puis que l'on applique ledit mélange au point à traiter où il durcit par polymérisation. Plus précisément, le procédé de l'invention consiste en ce que l'on forme à la manière connue un courant continu d'une émulsion liquide d'urée formaldéhyde avec son durcisseur, que l'on crée un courant d'air comprimé entrainant une certaine proportion de billes légères, de polystyrène par exemple, que l'on mêle ces deux courants dans les proportions requises, et que la masse homogène obtenue par ce mélange, dans laquelleles billes et des bulles d'air comprimé sont réparties régulièrement, est amenée directement en son point d'application où elle durcit, les proportions des billes et d'émulsion liquide, les pressions d'air comprimé et des courants d'émulsion, les dimensions étant déterminées expérimentalement dans chaque cas. Pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, l'invention concerne également un appareillage qui fournit donc la masse isolante stabilisée et assure son application sur la surface ou dans le volume à traiter. Cet appareillage est caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, un dispositif de type connu pour le pompage d'une émulsion liquide d'urée formaldéhyde avec son durcisseur dans un tube de sortie, un réservoir étanche pour les billes de polystyrène expansé, des moyens pour envoyer de l'air comprimé dans ledit réservoir et y agiter les billes par une sorte de fluidisation gazeuse, débouchant au fond du réservoir un tube dans lequel les billes sont entrainées par l'air, une chambre tubulaire de mélange dans l'extrémité amont de laquelle débouchent parallèlement le tube de sortie de l'émulsion liquide et le tube d'amenec'des billes, des moyens pour régler les arrivées des courants d'émulsion de billes et d'air ainsi que les pressions d'air et de liquide, à l'extrémité aval de ladite chambre des moyens pour l'application en continu du mélange formé dans la chambre. Dans une forme préférée de réalisation de l'appareillage, le tube de sortie des billes sous l'action de l'air comprimé est constitué d'une première longueur de 10 à 30 m environ, d'un tube souple de diamètre relativement grand ( de préférence entre 50 et 100 mm pour des billes de 3 à 8 mm environ) dont l'extrémité aval est close par un fond muni d'un orifice central r d'une seconde longueur, égale au quart environ de la longueur du premier tube, d'un second tube souple d'un diamètre envi ron moitié de celui du premier tube r d'une vanne de réglage de l'amenée des billes montée sur l'amont du second immédiatement après la sortie du premier tube r les extrémités aval des tubes d'amenée de l'émulsion liquide et des billes étant biseautées, de préférence en sens opposés et maintenues à l'intérieur amont d'un tube formant chambre de mélange de diamètre légèrement supérieure à la somme des diamètres des tubes d'amenée des billes evec l'air et de l'émulsion avec son durcisseur et d'une longueur environ égale au quart de celle du second tube à billes r et d'un manchon tubulaire souple d'application du mélange monté sur l'aval du tube chambre de mélange. On a constaté que l'emplacement de la vanne de commande à la sortie de la première longueur du tube amenant les billes à partir du réservoir, d'une part évite le bourrage des billes à l'entrée de la chambre de mélange lors que l'on coupe l'arrivée des billes et d'autre part que, du fait de la différence entre les diamètres et entre les longueurs du premier et second tube à billes, la pression de l'air à l'entrée de la chambre de mélange permet lorsque les billes y parviennent avec l'air, la formation de bulles d'air sous turbulence dans l'émulsion liquide arrivant à ladite chambre et une réparation homogène tant des billes que de ces bulles régulières dns la masse selon l'invention, ce qui entrains une amélioration de la qualité de l'isolation par '; allégement " de de la masse. La proportion de billes et d'air dans le mélange peut être réglée en agissant sur les vitesses d'écoulement respectif de chacun des courants, par des essais simples en labora- oire. Les essais pratiques effectués avec la masse isolante, stabilisée par la structure formée par les billes, obtenue et mise en place comme indiqué ci-dessus ont montré que les inconvénients des procédées connus "d'isolation par injection" étaient éliminés pour des épaisseurs déposées, par injection ou à la taloche, s'élevant jusqu a environ 50 cm. On n'a en effet constaté pratiquement aucun retrait de la masse isolante selon l'invention, après son durcissement in situ. On a décrit ci-après un exemple de réalisation de l'invention en se référant au dessin annexé dans lequel Fig 1 est une vue schématique en coupe de l'appareillage Fig. 2 représente schématiquement l'entrée des tubes dans la chambre de mélange. Tel qu'il est représenté, l'appareillage selon l'invention comporte : d'une part un dispositif 1 de tout type connu approprié pour le pompage d'une émulsion liquide d'urée formaldéhyde et du durcisseur, et un tube de sortie 2 d'autre part, un réservoir 3 avec couvercle étanche amovible 4 recevant les billes 5, de polystyrène expansé par exemple0 De l'air comprimé fourni par un compresseur non représenté est admis dans le réservoir 3 par un orifice 6. Un tube souple 7 de grand diamètre ( environ 80 mm ) et de 25 m environ de long plonge jusqu'au voisinage du fond 3' du réservoir et en sort par le- haut de celui-ci. A son extrémité aval le tube 7 est fermé par un fond 8 percé en son centre d'un orifice 9. Par cet orifice fait saillie de quelques centimètres dans le tube 7, un second tube souple 10 de diamètre plus faible ( 35 mm ) et de 6 mètres environ de longueur. Au voisinage immédiat du fond 8, une vanne 11 est montée sur le tube 10 et son papillon 11 commande l'ouverture ou le règlcge ou la fermeture. A son extrémité aval, le tube 10 est taillé en biseau 12. Le tube de sortie 2 d'amenée de l'émulsion liquide est également taillé en biseau 13 à son extrémité aval Les deux tubes 10 et 2 sont plongés dans un tube mélangeur 14 de.diamètre légèrement supérieur à la somme des diamètres des tubes 10 et 2 ; ces derniers sont maintenus de manière étanche dans le fond 14 ' du tube 14, le biseau 12 (tube 10) étant un peu au dessus du biseau 13 (tube 2). A l'extrémité aval du tube 14, d'une longueur totale d'environ 1,5 m est fixé par tout moyen approprié (monté à force, par collier ou bride de serrage. .) un tube 15 d'application du mélange obtenu selon l'invention dans le mélangeur tubulaire 14. Le fonctionnement de l'appareillage est le suivant Dans le réservoir 3 on introduit une quantité donnée de billes 5 (polystyrène expansé, verre expansé...) de 5 mm et on y établit une pression d'air de 1 à 3 bars, la vanne papillon 11 étant fermée. Le premier tube 7 d'une longueur de 25 mètres et d'un diamètre de 35 mm se remplit de billes 5. On met en route le dispositif de pompage 1 de l'émulsion liquide urée formaldéhyde avec son durcisseur en réglant le débit dans le tube 2 de manière que la masse isolante qui sera obtenue dans le tube mélangeur 14 contienne de dOOO à i00illes 5 par décimètre cube de masse. En ouvrant la vanne papillon 11 e9.en la réglant d'après le résultat des essais préléminaires effectués, le nombre approprié de billes 5 arrivera à l'entrée de la chambre 14 par le biseau 12 du tube 10 avec une certaine quantité de l'air d'entrainement ; cet air et ces billes rencontreront dans cette chambre le courant d'émulsion liquide qui y arrive sous une pression de 0,15 à 0,5 bars ; les billes se répartissent régulièrement en continu dans l'émulsion en meAme temps que l'air d'entrainement forme dans cette émulsion de bulles régulières elles aussi distribuées d'une manière homogène dans le mélange lorsqu'il arrive à l'aval du tube 14.La masse ainsi obtenue selon l'invention est poussée hors de la chambre 14 dans le manchon d'application 15 qui la met en place à travers la sorfie soit par injection directe dans un volume clos, soit par talochage jusqu'à obtention de la couche isolante stabilisée ayant ltépaisseur nécessaire qui durcit in situ. Il doit être bien clair que, pour les diverses isolations thermiques, phoniques, ignifuges..., diverses résines en émulsion liquide et les durcisseurs appropriés correspondant peuvent être utilisés selon l'invention. Les billes légères, ou autres matériaux légers de formes régulières, doivent être compatibles avec les émulsions mises en oeuvre. Les proportions relatives des " billes " et des émulsions, ainsi que leurs vitesses et pressions de travail sont chaque fois fixées en fonction de la nature de l'isolation à obtenir ainsi que des épaisseurs à former par la réaliser. Les billes que l'on trouve sur le marché sont généralement livrée en vrac non triée aux diamètres compris entre les limites précitées; elles peuvent être utilisées et se répartissent d'une manière homogène dans le courant d'émulsion. On a consy ayé que, en mettant en oeuvre des volumes sensiblement égaux d'émulsion liquide et de billes expansées, l'isolation obtenue dans les limites précisées ci-dessus pour les épaisseurs finales, était trèsr régulièe et de très bon aspect. REVENDICATIONS 1 - Masse isolante autostabilisée à base d'une émulsion liquide de résine telle que l'urée formaldéhyde caractérisée en ce qu'elle est constituée de ladite résine et d'un durcisseur de type connu approprié additionnes' d'une proportion de billes légères de polystyrène expansé, régulièrement réparties avec des bulles d'air dans l'émulsion, et qu'elle présente une structure qui la rend stable après son durcissement par polymérisation 2 - Procédé pour l'obtention et la mise en place de la masse isolante selon la revendication 1 caractérisé en ce que, en continu, on forme un mélange homogène d'une émulsion liquide connue d'urée formaldéhyde avec son durcisseur et des billes de polystyrène expansé amenées dans l'émulsion par de l'air comprimé, le mélange présentant ainsi une répartition homogène des billes et de bulles d'air dans l'émulsion et que l'on applique la masse isolante au point à traiter où il durcit par polymérisation. 3 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on forme à la manière connue un courant continu d'une émulsion liquide d'urée formaldéhyde avec son durcisseur, que l'on crée un courant d'air comprimé entrainant une certaine proportion de billes légères de polystyrène expansé, que l'on mêXe ces deux courants dans les proportions requises, et que la masse homogène obtenue par ce mélange, dans laquelle les billes et les bulles d'air comprimé sont réparties régulièrement, est amenée directement en son point d'application où elle durcit, les proportions des billes et d'émulsion liquide, les dimensions étant déterminées expérimentalement dans chaque cas. 4 - Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 et 3 caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, un dispositif de type connu pour le pompage d'une émulsion liquide d'urée formaldéhyde avec son durcisseur dans un tube de sortie, un réservoir étanche pour les billes de polystyrène expansé, des moyens pour envoyer de l'air comprimé dans ledit réservoir et y agiter les billes par une sorte de fluidisation gazeuse, débouchant au fond du réservoir un tube dans lequel les billes sont entrainées par l'air, une chambre tubulaire de mélange dans l'extrémité amont de laquelle débouchent parallèlement le tube de sortie de l'émulsion liquide et le tube d'amenée des billes, des moyens pour régler les arrivées des courants d'émulsion, de billes et d'air ainsi que les pressions d'air et de liquide, à l'extrémité aval de ladite chambre des moyens pour l'application en continu du mélange formé dans la chambre. 5 - Appareillage selon la revendication 4 caractérisé en ce que le tube de sortie des billes sous l'action de l'air comprimé est constitué d'une première longueur de 10 à 30 m environ; d'un tube souple de dia mètre relativement grand ( de préférence entre 50 et 100 mm pour des billes de 3 à 8 mm environ ) dont l'extrémité aval est close par un fond muni d'un orifice central r d'une seconde longueurs égale au quart environ de la longueur du premier tube, d'un second tube souple d'un diamètre environ moitié de celui du premier tube T d'une vanne de réglage de l'amenée des billes montée sur l'amont du second immédiatement après la sortie du premier tube r les extrémités aval des tubes d'amenée de émulsion liquide et des billes étant biseautées et maintenues à l'intérieur amont d'un tube formant chambre de mélange de diamètre légèrement supérieur à la somme des diamètres des tubes amenée des billes avec l'air et de l'émulsion avec son durcisseur et d'une longueur environ égale au quart de celle du second tube à billes r et d'un manchon tubulaire souple d'application du mélange monté sur l'aval du tube chambre e mélange. 6. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que les volumes utilisés d'émulsion liquide et de billes expansées sont choisis sensiblement égaux.