Brevet FR2472640A1 — publié le 19810703

Il existe actuellement de nombreux types d'éléments de construction ou de structures destinés à l'isolation thermique et acoustique. Malheureusement les normes de confort et le volume croissant des bruits sont tels que ces éléments ne répondent pas de manière satisfaisante aux besoins. L'amélioration de leur efficacité est tout particu- lièrement difficile lorsqu'ils sont destinés à des barda- ges ou autres parois non porteuses, qui doivent présenter une grande légèreté et une faible épaisseur. En effet, les deux facteurs principaux de l'affaiblissement acous- tique sont la masse volumétrique de la structure et, par suite, la densité et l'épaisseur des divers composants, et la distance entre les composants successifs. Par ailleurs, les conditions de l'absorption des bruits intérieurs sont généralement peu compatibles avec un affaiblissement efficace de la transmission des bruits extérieurs ou aériens. Par exemple, une structure isolante connue, compor- tant un isolant thermique maintenu entre deux revêtements métalliques, amortit de manière insuffisante les bruits intérieurs si le revêtement interne n'est pas perforé, mais cette perforation réduit l'affaiblissement des bruits extérieurs. Une amélioration importante de l'isolement est ob- tenue en donnant au revêtement interne la forme d'un cais- son fermé contenant un isolant à forte densité, mais cette amélioration est limitée par les exigences de légèreté et de faible encombrement, lorsqu'il s'agit d'un bardage ou analogue. La présente invention a donc pour but de résoudre ce problème en améliorant les qualités d'isolement des structures connues sans accroître, de façon notable, leur poids ni leur épaisseur. Cette invention a en effet pour objet une structure isolante du type dans lequel un panneau thermiquement iso- lant est maintenu entre des revêtements métalliques, res- pectivement interne et externe, munis de nervures en sail- lie dans le panneau, les nervures de chaque revêtement étant perpendiculaires à celles de l'autre, qui comporte une âme mince en matériau isolant appliquée par une tôle métallique pleine et mince contre une plaque pleine de l'un des revêtements. De préférence, l'âme mince a une structure strati- fiée, élastique, et présentant une grande résistance au passage de l'air. La tôle métallique est mince et elle n'est fixée à l'âme que par sa fixation sur le revêtement, c'est-à-dire au droit des nervures, l'âme étant seulement pincée en ces points de sorte qu'elle ne risque pas de travailler au cisaillement. On constate alors que malgré la faible masse de l'âme et de la tôle l'affaiblissement acoustique est net- tement amélioré, surtout aux basses fréquences. La fré- quence de résonance de la structure est en effet considé-- rablement abaissée. Bien entendu l'âme et la tôle peuvent être dispo- sées sur le revêtement extérieur, la tôle ayant alors des nervures semblables à celles de ce revêtement qui s'em- boîtent dans celles-ci, ou être montées sur le revêtement interne entre lui et s'isolant thermique. La description ci-dessous de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, fera ressortir les avantages et ca- ractéristiques de l'invention. Sur ces dessins: - la fig. 1 est une vue schématique en perspective, avec arrachement partiel, d'une portion de structure iso- lante selon l'invention; - les fig. 2 et 3 sont des vues analogues à la fi- gure 1, de variantes de réalisation de la structure iso- lante. Comme le montre la figure 1, la structure isolante comporte un revêtement interne 1 et un revêtement ou bac externe 2 entre lesquels est maintenu un panneau en ma- tériau thermiquement isolant 4. Dans le mode de réalisation représenté, le revête- ment interne 1 est constitué par une série de plateaux de section en U, emboîtés les uns à la suite des autres. Les ailes latérales 6 de chacun des plateaux la, lb, sont repliées 'à leur extrémité libre, toutes dans le même sens de façon à pouvoir s'accrocher sur les ailes du plateau adjacent. En outre le fond de chaque plateau est muni de nervures 8, parallèles aux ailes 6 et en saillie dans la même direction. Ces nervures 8, comme les ailes 6, assurent le main- tien du panneau isolant 4 qui est, de préférence,-d'une seule pièce et s'emboîte sur la succession de plateaux la, lb, etc. Sur la face opposée du panneau 4 le bac extérieur 2 est constitué par une tôle relativement mince, munie de nervures 10 en saillie en direction du panneau 4 et en contact avec celui-ci, mais perpendiculaires aux nervures 8 et ailes 6 du revêtement 1. Les revêtements intérieur 1 et extérieur 2 sont fixés entre eux localement, aux points de croisement des nervures 10 et ailes 6, de façon à assu- rer l'assemblage de la structure. Selon l'invention la structure isolante comporte en outre une âme mince 12 qui recouvre la surface extérieure du revêtement 2 en épousant sa forme, c'est-à-dire en pé- nétrant dans les nervures 10. L'âme 12 est de préférence réalisée en un voile de fibres de verre ayant une structure stratifiée, c'est-à- dire comportant plusieurs couches, de façon à présenter une grande résistance à l'air. Ce voile 12 est lui-même recouvert par une tôle mince 14 en acier, ou autre métal analogue, munie de nervures 16 analogues aux nervures 10 du bac 2 et s'emboîtant dans celles-ci. L'âme 12 est ainsi pincée entre les nervures 10 et 16 et maintenue en contact avec le bac 2 et la tôle 14 sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un moyen quelconque de fixation pour cela. Les organes fixant la tôle 14 et la tôle du bac 2 et traversant ces tôles au droit des ailes 6 du revêtement 1 suffisent à maintenir efficacement l'âme 12. Par ailleurs, l'absence de collage ou d'autres moyens de solidarisation de l'âme 12 avec les tôles 14 ou 2 évite tout risque de travail au cisaillement de cette âme suscep- tible d'entraîner des déformations ou d'agir sur la fré- quence de résonance de l'ensemble. Le voile présente une épaisseur très faible, de l'or- dre de 2 à 4 mm, et de préférence de 2 mm. De même la tôle 14 est de préférence une tôle de 10/10ème. Par suite le bac extérieur 2, combiné à l'âme 12 et à la tôle 14, cons- titue une double paroi de très faible épaisseur sur la face extérieure de la structure isolante. On constate toutefois-que cette double paroi aug- mente de manière notable les performances de la structure et notamment l'affaiblissement acoustique obtenu au moyen de cette paroi. Cet affaiblissement est tout particuliè- rement sensible aux fréquences basses puisque la fréquence de résonance de la structure est abaissée en dessous de hz, c'est-à-dire pratiquement en-dessous des fréquences de résonances habituelles sur les parois doubles métalli- ques (de 100 à 315 hz). Une telle structure assure donc une protection ef- fective contre les bruits aériens, et cela avec un ac- croissement de poids et d'épaisseur faible par rapport à ceux des structures connues. L'accroissement d'épaisseur peut d'ailleurs être encore réduit, et même pratiquement supprimé, en réali- sant la structure isolante de la manière représentée sur la figure 2. En effet, dans ce mode de réalisation, une âme mince 22 est montée contre le revêtement 1, entre celui-ci et une tôle mince 24. L'âme mince 22 est alors appliquée contre les nervures 8 de chacun des plateaux la, lb, et recourbée à ses extrémités contre les ailes 6 de ce plateau. De la même manière, la tôle 24,recourbée à ses deux extrémités,est emboîtée dans chaque plateau la, lb, et fixée sur les ailes 6 de ce plateau. Le panneau 4 en feutre de laine minérale, ou tout autre isolant thermique, est en contact avec les tôles 24 successi- ves, de part etd'autre des ailes 6 de liaison entre les différents plateaux. Ce panneau peut avoir la même épaisseur que celui utilisé dans le mode de réalisa- tion de la figure 1 ou avoir une épaisseur légèrement plus faible, de façon à donner à l'ensemble de la struc- ture une épaisseur inférieure correspondant à celle de la structure dépourvue de voile de verre et de tôle 14, le revêtement extérieur 2 étant réalisé de la même ma- nière au moyen d'une tôle mince munie de nervures 10. Dans ce cas, comme dans le précédent, le voile 22 est simplement pincé entre la tôle 24 et les ner- vures 8 du revêtement contre lequel il est placé. Aucun moyen particulier d'adhérence ou de fixation n'est nécessaire. Une telle structure répond également aux exi- gences de légèreté des bardages ou autres parements de bâtiments et notamment de bâtiments industriels. Lorsque l'amortissement des bruits intérieurs est un paramètre important de la réalisation du bar- dage, il peut être jugé utile de perforer le revête- ment interne et de préférence, dans ce cas, ce revête- ment est réalisé sous la forme de caissons, ainsi que le montre la figure 3. Chaque caisson de cerevêtement interne comporte alors un plateau en U, perforé, 31,entre les ailes 36 duquel est emboîtée une tôle pleine 32 qui main- tient un panneau mince de laine minérale de forte den- sité 34, remplissant l'espace entre la tôle pleine 32 et le plateau perforé 31. L'âme mince 22 est alors mon- tée contre la tôle 32 de fermeture du caisson et la tôle 24 maintient cette âme 22 entre les ailes 36 du plateau. Comme dans les cas précédents un panneau en feutre de laine minérale 4, ou analogue, recouvre les nervures formées par les ailes 36 des plateaux succes- sifs et est protégé par un bac extérieur 2 comportant des nervures 10 perpendiculaires à ces ailes 36. La structure ainsi réalisée assure un amortisse- ment réel des bruits intérieurs grâce à la perforation du plateau interne 31, mais présente un indice d'af- faiblissement acoustique important grâce à la combinai- son des parois 32 et 24 avec l'âme mince 22, qui s'ajoute à l'action du bac extérieur 2 et de l'iso- lant 4. Cette structure, qui peut avoir une épaisseur très voisine de celle du mode de réalisation de la figure 2, a une fréquence de résonance très basse qui ne gêne plus l'affaiblissement acoustique et permet d'obtenir une courbe d'affaiblissement qui s'élève de façon presque régulière en fonction de la fréquence, et cela à partir de fréquences inférieures à 100 hz. Cette structure dont tous les éléments sont lé- gers et relativement minces est particulièrement adap- tée à la réalisation de parements ou bardages de bâti- ments, ou autres parois non porteuses, destinés à être posés sur des éléments en métal ou en béton. Le plateau 1 (fig. 1 et 2) ou le caisson 31 (fig. 3) sont fixés méca- niquement à l'ossature porteuse par tous moyens appropriés. Un joint souple (type Néoprène ou PVC cellulaire souple) peut être interposé entre la structure porteuse et le pla- teau ou caisson afin de réduire la transmission des vibra- tions de l'ossature à la paroi. L'étanchéité à l'air et donc l'isolement acoustique de la paroi sont renforcés éga- lement par la mise en place, sur l'aile 6 du plateau 1 ou 36 du plateau 31, d'un joint souple adhésif. Ce joint est pincé lors de la pose entre les différents plateaux qui s'emboîtent successivement. Les performances obtenues sont voisines de celles d'un voile de béton de plusieurs cen- taines de kg/m2. - REVENDICATIONS - 1 - Structure isolante thermo-acoustique pour bar- dage, ou autre paroi non porteuse, comportant un panneau thermiquement isolant maintenu entre des revêtements mé- talliques respectivement interne et externe, munis de nervures en saillie dans le panneau, les nervures des deux revêtements étant perpendiculaires entre elles, ca- ractérisée en ce qu'elle comporte une âme mince en maté- riau isolant, appliquée par une tôle métallique pleine et mince contre l'un des revêtements. 2 - Structure suivant la revendication 1, caracté- risée en ce que l'âme mince a une structure stratifiée et élastique présentant une bonne résistance au passage de l'air. 3 - Structure suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'âme mince est un voile de fibres de verre. - 4 - Structure suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'âme mince recouvre le revête- ment extérieur. - Structure suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'âme mince et la tôle qui la maintient sont placées entre le revêtement intérieur et le panneau thermiquement isolant. 6 - Structure suivant la revendication 5, caracté- risée en ce que le revêtement interne a une section en U, le voile mince et la tôle métallique étant repliés à leurs extrémités et fixés sur les ailes du plateau. 7 - Structure suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le revêtement interne est cons- titué par un caisson fermé comportant un plateau en U perforé, fermé par une tôle pleine et rempli d'un panneau isolant de forte densité, et en ce que l'âme mince et la tôle métallique sont montées sur ce caisson, entre les ailes du plateau et le panneau thermiquement isolant.