Brevet FR2541710A1 — publié le 19840831

ELEMENT DE COUVERTURE DE BATIMENT, PROCEDE DE FABRICATION, ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention concerne une nouvelle couverture de batiment et son procédé de fabrication. Les couvertures traditionnelles des bâtiments (qu'il s'agisse de pavillons individuels, de batiments collectifs, publics, d'élevage, ou industriels) présentent un certain nombre d'inconvénients liés, soit à leur poids (tuiles en terre cuite, tuiles en béton, pierres, ardoises, etc.), soit à leur aspect (plaques planes ou ondulées, bardeaux bitumés, etc.), soit encore à leur difficulté de mise en oeuvre De plus, ces éléments de couverture n'assurent que la fonction d'étanchéité et n'offrent qu'une très faible résistance aux déperditions thermiques. Le but principal de l'invention est de pallier ces inconvénients et de réaliser une nouvelle couverture de bâtiment qui soit légère, facile à poser et à mettre en oeuvre, étanche et ayant de remarquables propriétés isolantes. Un autre but de l'invention est un procédé de fabrication de cette nouvelle couverture qui soit facile à mettre en oeuvre et permette de produire des panneaux de grandes dimensions. Selon l'invention, le premier but est atteint par le fait que l'élément de couverture est caractérisé en ce qu'il est constitué d'un panneau en mousse de matière plastique expansée rigide, à base notamment de polyuréthane, comportant une croûte de surface intégrale. Selon une autre caractéristique de l'invention, le deuxième but est atteint par le fait que le procédé de fabrication de panneaux de couverture isolants est caractérisé en ce qu'il est constitué d'un panneau en mousse de matière plastique expansée rigide, comportant une croate de surface intégrale, sensiblement non expansée, du coté extérieur exposé du panneau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaltront plus clairement à la lecture de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale du moule de fabrication des couvertures, - la figure 2 est une vue transversale du moule avec coupe partielle, - la figure 3 représente l'assemblage de deux éléments de couverture pour constituer une portion de toiture, A la figure 3, l'élément de couverture selon ltinventionR obtenu à partir de mousse de polyuréthane rigide à croate intégrale, est représenté par le panneau 1. L'effet de croate qui sera expliqué plus loin donne la structure en surface du panneau sur la face exposée à l'extérieur ; il assure la solidité superficielle et l'étanchéité.Le coeur alvéolaire du panneau 1 confère les propriétés isolantes. La face extérieure 11 offre l'aspect esthétique choisi ; la face intérieure comporte éventuellement des reliefs d'accrochage non visibles, ainsi que les motifs nécessaires à la pose ou au respect d'une lame d'air. Ces reliefs peuvent être, le cas échéant, ceux des matériaux imités, mais tous autres motifs adaptables à la charpente sont réalisables. Enfin, les bords opposés d'un même panneau 1 présentent des formes complémentaires de façon à réaliser des points à recouvrement entre deux panneaux contigus comme représenté figure 3. L'élément de toiture peut se présenter sous une forme unitaire. Dans ce cas, il est employé et posé comme l'élément qu'il imite ou qu'il remplace. D'une manière préférentielle, il peut être fabriqué sous forme de plaques en remplacement de bandes de tuiles de la longueur désirée, ce qui réduit considérablement le ' temps de pose. On peut aussi envisager la fabrication de panneaux comprenant plusieurs rangées successives de motifs primaires.. Ces éléments (unitaires, en bandes ou en panneaux) peuvent etre sciés, collés, cloués ou vissés. Le ciment ayant une bonne adhérence sur le polyuréthane, il pourra être utilisé comme il le serait pour la terre cuite, en finition de rives, de cheminées, etc. Les éléments de l'invention trouvent évidemment leur place dans les domaines d'utilisation des matériaux qu'ils remplacent. Ils peuvent se substituer avantageusement à des produits moins esthétiques (plaques ondulées par exemple) pour la construction de garages, d'abris, etc. Ils peuvent etre employés en bardages pour ravalements et protection de façades. Parmi les couvertures imitées on peut citer - tous les types de tuiles : tuiles plates, tuiles canales, tuiles à emboitement de couleur naturelle ou vieillies ou colorées dans la masse, - les ardoises et autres pierres, les lauzes, - les bardeaux de bois. Mais comme il s'agit de pièces moulées, colorables dans la masse ou en surface, rien n'empêche de sortir du cadre conventionnel de l'imitation et de créer une toiture avec un motif décoratif original d'aspect classique ou moderne. L'infinie diversité des reliefs et des couleurs réalisables, permet même de créer des motifs composés à partir de plusieurs dessins de base. Le panneau de l'invention présente l'avantage d'être très léger. A titre d'exemple, une couverture en tuiles traditionnelles serait cinq fois plus lourde qu'une couverture de même aspect en panneaux de mousse expansée. L'économie de poids a plusieurs conséquences économie sur le transport et la manutention, - économie sur la charpente, qui peut être plus légère, pose plus rapide, d'où gain de main d'oeuvre, - économie sur les 10 p de casse pris en compte par la plupart des poseurs de tuiles en argile. L'emploi de mousses de polyuréthane confère au panneau des propriétés isolantes remarquables. Il permet une isolation de toit par l'extérieur et on éliminera ainsi les ponts therniques. D'autre part 2 les éléments de polyuréthane sont imputrescibles et ne s'effritent pas. Le polyuréthane peut recevoir des additifs opaques le protégeant contre les rayons ultra-violets.' Les pigments minéraux utilisés pour les colorations (in situ ou en surface) peuvent jouer ce r8le. Des échantillons maintenus aux intempéries depuis plusieurs années conservent leur aspect initial et n'accusent aucune altération de leurs propriétés physiques. En ce qui concerne la résistance au feu, on peut rendre le produit auto-extinguible par l'emploi de certains composants, connus en eux-memes. Pour pouvoir fabriquer les éléments de l'invention, il faut créer des moules de contrainte en acier ou en tous autres matériaux, résistant à la pression d'expansion du polyuréthane, par exemple un moule tel que représenté figures 1 et 2. A titre d'exemple, non limitatif, on décrira la fabrication de panneaux de tuiles à l'aide de ce moule. Pour tous modèles de tuiles, on utilise un contre-moule 2 en acier dont le fond supporte une chaussette de reproduction 3 en élastomère de silicone ou stratifié polyester. Ce moule est verrouillé par un système automatique hydraulique ou par des verrous à vis 20, les forces résultant des contraintes d'expansion étant calculées suivant le poids de produit. La chaussette 3 donne l'aspect véritable de l'empreinte primaire. Le contre-moule 2 comporte des éléments de renfort 22, en forme de poutre en U. Le moule est constitué par un bottier ouvert 2a et un couvercle 2b qui vient fermer le bottier inférieur 2a. Le couvercle 2b est pourvu d'évents 23 permettant l'évacuation de l'air au fur et à mesure du remplissage et de l'expansion du produit.Par certains orifices d'évents 23, on peut fixer des inserts 29 qui peuvent servir de raidisseurs rigidifiant les panneaux ou etre utilisés pour leur accrochage à la charpente Deux baguettes 24, 25 (figure 2), dont les profils sont représentés figure 1 et complémentaires lvun dé 17autres sont disposées9 l'une sur un eoté et l'autre sur le coté opposé, pour créer des panneaux dont les profils latéraux sont tels qugils peuvent s'embolter comme représenté figure 3. Un volet d'obturation 26, ferme en fin d'opération des orifices 28 qui permettent le remplissage du moule ainsi constitué avec le produit nécessaire à la fabrication. Pendant le remplissage du moule, celui-ci est maintenu incliné par suspension par des anneaux 27 comme représenté figure 2, ou par des pieds dont au moins un est réglable en hauteur. La face latérale qui comporte les orifices 28 se trouve alors la plus haute. Le remplissage progressif du moule selon l'invention ainsi disposé permet d'obtenir, après polymérisation complète du produit introduit, un panneau en mousse expansée qui présente cependant une croate ou peau dense, résistante, rigide et étanche, sur la couche inférieure en contact avec la chaussette. Cette couche deviendra la face supérieure du panneau de tuiles, exposée à l'extérieur une fois posée en couverture de bâtiment. Dans le moule, suivant la densité à obtenir des panneaux de tuiles, on peut utiliser des formules différentes de polyols, dtisocyanates et d~agents moussants, qui donnent toutes des peaux intégrales rigides. Les agents moussants sont en général des hydrocarbures chlorés et fluorés du type des produits connus sous la dénomination commerciale Fréon. Suivant la nécessité, on ajoute des additifs opaques pour améliorer la tenue aux ultra-violets ; de mime, on pourra ajouter des polyols phosphorés ou des phosphates de trichloroéthyle pour rendre les panneaux autoextinguibles. Suivant la longueur, la largeur, l'épaisseur des différents panneaux, et de leurs reliefs (décor apparent), on fait varier l'inclinaison des moules et la vitesse de remplissages accélérée au moyen de pompes, ainsi que le mode de fermeture des moules et la pose des évents vis à vis des reliefs Ces conditions seront aisément déterminées par l'homme de lçart à la lumière de l'expérience Dans certains cas des inserts sont indispensables pour la fixation des panneaux de tuiles. Les inserts de tous genres peuvent être utilisés9 bois, aluminiums acier9 plastique profilé, etc. g ils s'intègrent à la mousse de façon parfaite.Ces inserts servent de raidisseurs et peuvent servir pour fixation des panneaux ; ils se trouvent dans les parties des contremoules en acier qui les fixent et leur donnent la stabilité et le bon positionnement Suivant le volume et la densité des panneaux de tuiles à obtenir, l'homme de l'art saura respecter les temps de démoulage nécessaires, le polyuréthane agissant de différentes façons suivant la chaleur des chaussettes et l'ambiance des locaux de fabrication. La meilleure méthode est le travail en carrousel, pour par exemple un panneau de trois mètres par un mètre, épaisseur dix centimètres, densité moyenne à 16 OC de température ambiante, démoulage toutes les trente minutes. Dans un moulage sur machine en continu, le démoulage s'effectuera sur le principe du temps de rotation de la chute du mélange moussant de la tête de crémage à la sortie, de manière à respecter le temps de fin d'expansion 3 tempqrature entre 20 et 24 degrés Celsius. Suivant les finitions que l'on souhaite, on peut utiliser les techniques suivantes 10) pulvérisation de teinte sur la chaussette en élastomère de silicone, permettant les démoulages faciles et mesurant la durée des chaussettes de re- production 20) obtention par pulvarisation sur les panneaux, des tons et couleurs recherches. 30) des vernis de finition donnent les satinas demandes g certains de cas vernis protègent ou feu et rendent les panneaux auto extinguibles. Dans ce système de fabrication de panneaux de toiture isothermiques toutes les formes, toutes les dimensions peuvent être obtenues, avec des débits des machines de crémage correspondant au volume et poids à obtenir. A titre d'exemple, une crémeuse de 230 litres par heure justifiera un maximum de volume de 40G0 mm X 1200 mm X 150 mm en densité moyenne de mousse- à peau rigide atteignant 40u - 500 kg/m3, ce qui est eu-dessus des possibilités des techniques classiques En plus de toutes les variantes qui ont été signalées, i est bien évident que toute modification à la portée de l'homme de l'art fait également partie de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1 Elément de couverture, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un panneau en mousse de matière plastique expansée rigide, comportant une croûte de surface intégrale, sensiblement non expansée, du côté extérieur exposé du panneau. 2- cément selon la revendication i caractérisé en ce cue la face extérieur du panneau offre l'aspect d'une série d'éléments de toiture traditionnels, tels que des tuiles 3- Elément selon la revendication t ou 2, caractérise en ce que la mousse est à base de polyuréthane. 4 - Elément selon 11 une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mousse est constituée à partir d'un mélange de polyols, d'isocyanates et d'hydrocarbures chlorés et/ou fluorés. 5- Elément selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte sur la périphérie du panneau des formes complémentaires sur chaque bord opposé du panneau de façon à constituer des ensembles ce panneaux à bords se recouvrant. 6 Elément selon 11 une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des inserts (2w-) de rigidification du panneau ou d'accrochage. 7- Procédé de fabrication d'un panneau de couverture isolant, selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on provoque la polymérisation d'un mélange polymérisant avec expansion pour condui-e 3 une mousse rigide dan un moult fermé pour résister à la pression de l'expansion où il est introduit par une face latérale en position haute, au dessus d'un fond maintenu incliné sur l'horizontale comprenant une empreinte d la forme complémentaire decelle de la face du panneau exposée à L'extérieur en utilisation normale. 8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que le mélange comprend les constituants d'une matière plastique à base de polyuréthane et en ce que l'empreinte (3) est en élastomère de silicone. 9. Procédé de fabrication selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mélange est essentiellement constitué de polyols, dtisoeyanates et d'hydrocarbures chlorés et/ou fluorés. 10. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 7, 8 ou 9? caractérisé an ce qu'il comprend un moule (2) muni d'un couvercle et de moyens de fermeture propres à maintenir le couvercle fermé sur le moule de manière à résister à la pression d'expansion, une empreinte (3) en élastomère de silicone disposée sur le fond du moule et présentant une forme appropriée pour le moulage de la face extérieure d'un panneau de couverture, des orifices de coulée d'un mélange polymérisable expansible à travers une face latérale du moule, un volet de fermeture de ces orifices en fin de coulée, et des moyens pour maintenir le moule dans une position où le fond est incliné sur l'horizontale, ladite face latérale étant en position haute par rapport à la face opposée.