Brevet FR2559184A1 — publié le 19850809

L'invention est du domaine de l'industrie du bâ- timent. Elle vise plus précisément un panneau d'isolation thermique présentant les caractéristiques de rigidité et de résistance mécanique suffisantes pour etre rapporté devant des parois ou murs internes d'habitation, bâtiments divers et autres. Le panneau dtisolation thermique autoportant selon l'invention sera désigné ici et dans ce qui suit par l'expression "panneau isolant autoportant". Le niveau de plus en plus élevé des exigences en matière d'isolation thermique dans l'industrie de la construction des bâtiments, notamment dans le secteur de l'habi.- tation a entraîné, ces dernieres années, un developpement important des panneaux isolants destinés à etre rapportés sur la face intérieure des murs de façade, parois et cloisons des- dits bâtiments. Parmi ces panneaux isolants, on peut citer, par exemple, les articles complexes de doublage, constitues d'une plaque de plâtre contrecollée sur une plaque de matériau isolant, ces complexes de doublage occupent la place la plus importante sur le marché, grâce à leur faible coût de Pabrication et à leur productivité de pose élevée. Toutefois, ces complexes de doublage ne peuvent ê- tre utilises qu'en placage sur des supports présentant une résistance mécanique suffisamment élevée, du fait qu'ils ne possèdent pas par eux-memes la rigidité voulue leur permettant de n'être maintenus qu'au sol et au plafond. De ce fait, ils sont le plus souvent colles au mur qu'ils ont à charge d'isoler.Le collage est réalisé par des plots ou des cordons d'une colle à consistance de mor- tier, répartis regulièrement entre la face arrière des com- plexes de doublage et le mur support. Cette technique de pose par collage n'est pas applicable si le mur support n'est pas suffisamment planS homogène, sain, non poudreux, sec, etc.... C'est une dri- culté souvent rencontrée au cours des travaux de restauration des bâtiments anciens. La technique de.pose par collage ne s'applique pas non plus lorsque la configuration de la paroi de façade ne s'apparente plus à celle d'un mur au sens traditionnel du terme : c'est le cas notamment des parois de type bardage supportées par une ossature faisant saillie sur la face intérieure, que l'on rencontre de plus en plus souvent dans les systèmes constructifs de maisons individuelles. Lorsque ces difficultes de pose se présentent, on a proposé dans la technique antérieure une solution consistant à poser, au préalable, contre la paroi inapte au collage une ossature en bois ou en métal sur laquelle seront fixés à leur tour les complexes isolants. Cette solution en trame des couts supplémentaires de fourniture et de pose de l'ossature. Par ailleurs, la surépaisseur de l'ossature se traduit obligatoirement par une perte de surface habitable. Une autre technique communément adoptée pour apporter a' ces panneaux la rigidité qui leur manque, lorsque n'existent pas de supports adéquats poules maintenir, consiste à coller une seconde plaque de plâtre sur l'autre face de la plaque en matériau isolant. On obtient ainsi un panneau sandwich à âme isolante avec parements en plaques de plâtre. Cette solution apporte au panneau une rigidité suffisante pour lui permettre de n'être fixé qu'en tête, contre le plafond ou plancher haut, et en pied, sur le sol fini ou plancher bas, ce qui l'affranchit de toute nécessité de support intermédiaire entre le plancher et le plafond.Mais cette solution n'est pas sans inconvénients : d'une part, le poids du panneau se trouve ainsi pratiquement doublé, celui de l'iso- lant étant pratiquement négligeable, et d'autre part, l'épaisseur du panneau est augmentée de celle de la seconde plaque de plâtre, sans pour autant que l'isolation thermique soit améliorée, car l'isolation apportée par la plaque de plâtre est négligeable devant celle de l'isolant. Par ailleurs la qualité du parement de cette seconde plaque de plâtre n'est pas mise à profit dans la construction puisqu'elle sera tournée vers le mur de façade, et donne ra également lieu à une perte de surface habitable, du fait de la surépaisseur ainsi apportée. Ces diverses formes de réalisation de l'art antérieur seront décrites plus en détail dans ce qui suit. Un objet de la présente invention est d'obvier aux inconvénients des complexes de doublage et des panneaux sandwiches de l'art antérieur, en fournissant un panneau isolant susceptible d'être rapporté devant n'importe quel type de paroi sensiblement plane, homogène ou non, poudreuse ou non et/ou éventuellement d'aspect rugueux non uniforme. Un autre objet de l'invention est de fournir un panneau isolant dont la rigidité est indépendante de celle de la paroi devant laquelle il doit être posé, ladite rigidité étant suffisante pour satisfaire aux tests en vigueur dans le bâtiment, qui caractérisent les panneaux autoportants, et lui permettant ainsi de n'être fixé que par deux bords opposés et notamment sa tête et son pied. Un autre objet de la présente invention est de fournir un panneau isolant autoportant qui présente aux variations thermiques et hygrométriques, une stabilité suf- fisante pour ne pas entraîner de phénomène "bilame" préJu- diciable à la planéité du panneau. Un autre objet de l'invention est de fournir un panneau isolant autoportant environ deux fois plus léger à surface égale, que ceux proposés par la technique antérieure pour l'isolation thermique intérieure des façades. Encore un objet de la présente invention est de fournir un panneau isolant autoportant peu ou pas susceptible d'être endommagé par des attaques biologiques, notamment celles dues aux champignons, aux moisissures, aux insectes et autres. La présente invention a donc pour objet un pan neau isolant autoportant constitué d'un premier élément ou plaque, de parement sur une face duquel adhère,, par une de ses faces, un second élément, ou plaque, isolant et ca ractérisé en ce que, sur l'autre face de l'élément isolant, est fixé au moins un troisième élément ou plaque de rigidification d'épaisseur très inférieure à celle du premier élément et présentant cependant des résistances mécaniques suffisantes pour obtenir avec les deux premiers éléments un effet de poutre rigide, tout en s' opposant à l'effet de bilame habituellement rencontré avec de tels panneaux composites.. Ce troisième élément sera avantageusement constitué par au moins une feuille mince en un matériau mécaniquement résistant notamment en traction, et peu ou pas susceptible aux attaques biologiques, dues principalement aux champignons, moisissures. et insectes. Cette feuille sera fabriquée en un matériau présentant aux variations thermiques et hygrométriques une stabilité suffisante pour ne pas pas entratner de phénomène bilame préJudiciable à la planéité du panneau. La liaison de cette feuille sur l'élément isolant sera avantageusement réalisée par collage au moyen d'un adhésif. La nature de cet adhésif et le procédé d'encollage seront déterminés de telle sorte qu'ils ne favorisent pas l'effet bilame par des phénomènes secondaires de dilatation ou de retrait. Le collage pourra être réalisé en continu, par exemple par une technique. de collage à plat, ou par une technique de collage par cordon continu parallèle à l'un des côtés du panneau, ou bien par une technique de collage par points. Une technique particuliè-re de collage en discontinu consistera à nervurer légèrement l'isolant de telle sorte que le contact avec la feuille soit limité au sommet des nervures.- Lorsque la nature dumatériau constituant la feuille s'y prête, celle-cipeut être nervurée par pliage ou molettage en vue d'améliorer la raideur du panneau constitué. La présente invention se propose de résoudre la difficulté rencontrée dans le choix des matériaux consti tutifs des feuilles de façon que ces dernières, en fonction des variations des températures et de l'hygrométrie de l'air en contact avec l'une et l'autre des faces du panneau composite de l'invention, suivent le mouvement de l'isolant et de la plaque de plâtre. Ce matériau constitutif de la feuille doit être tel que la conservation de cette dernière soit assurée pendant une trentaine d'an nées. Or, on a découvert de façon surprenante que de simples feuilles de carton ou papier fort comportant des adjuvants choisis parmi les charges et les fibres minérales et/ou organiques, associes éventuellement à des liants, pouvaient avantageusement constituer la feuille du panneau composite devant être rapportée aux parois, cloisons ou murs à recouvrir. Cette feuille comporte avantageusement au moins une couche de carton ou papier fort, mais elle peut également être constituée de plusieurs couches minces de carton ou papier fort superposees. Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, la feuille de rigidification de l'invention peut être obtenue à partir d'un carton traité au préalable par imprégnation avec des résines synthétiques par exemple du type polyuréthane, formol phénolique ou mélamine formol, cette énumération de résines n'étant en aucune façon limitative de la présente invention. Dans une autre forme de réalisation, la feuil- le de rigidification peut être armée au moyen d'un filet de fibres de verre ou de keviar. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparattront à la lecture de la description non limitative suivante d'exemples de comparaison et de réalisation de feuilles de rigidification pour pan-neaux iso lants selon l'invention, en référence au dessin annexe sur lequel Fig. 1 est une coupe transversale d'un premier panneau isolant complexe de doublage de l1art antérieur posé par collage. Fig. 2 est une vue analogue à la précédente d'une seconde forme de réalisation de panneau isolant complexe de doublage de l'art antérieur, posé sur ossatu- re. Fig. 3 est une vue analogue à la précédente d'une troisième forme de réalisation de panneau isolant de l'art antérieur; et Fig. 4 est une vue analogue aux précédentes d'une forme de réalisation de panneau isolant autoportant selonla présente invention. Sur les figures des dessins les éléments identiques portent les mêmes références. Dans la forme de réalisation de la figure 1, le panneau isolant A est constitué d'une plaque de parement en plâtre 1 sur une face duquel adhère un isolant 2 présentant sur sa face libre un certain nombre de plots 3 de collage du panneau isolant A sur le mur M. Sur la figure 2, est représenté un panneau isolant C constitué également d'une plaque de parement en plâtre 1 et d'un isolant 2 dont l'autre face est fixée par collage ou vissage sur une ossature 6 fixée au mur à recouvrir M. Sur la figure 3 est représenté un panneau isolant B comportant deux plaques de plâtre 1 et 4 entre lesquelles est disposé en sandwich l'isolant 2, l'une des plaques 1 servant de plaque de parement tandis que la plaque 4 de rigidification permet de s'affranchir du mur support, le panneau n'étant plus fixé qu'en tête et en pied. La figure 4 illustre plus particulièrement la forme de réalisation de panneaux. isolants de l'invention, dans laquelle l'isolant 2 est pris en- sandw-ich-entre d'une part, une plaque de platre de parement 1 et, d'autre part, une feuille de rigidification 7 mince et légère. Des expérimentations ont été mises en oeuvre afin de déterminer quelle était la constitution préférée que devait avoir la feuille de rigidification du pan neau isolant objet de la présente invention. Dans la première expérimentation, on a réali sé des essais en utilisant des feuilles de rigidification constituées.par des cartons simples. Les résultats des dé formations, tels qu'indiqués au tableau I ci-dessous, ont donné des déformations inacceptables. Ces déformations sont maximales au centre des panneaux. (flèches) entre un état sec (équilibré à 35% H.R.) et un état humide (équi libré à 95% H.R.). TABLEAU I Déformations Déformations en sens long en sens travers (pour 2s50m) (-pour l,ZOm) TYPE I Carton 900 g/m2 enrichi en fibres neuves 20 à 25 mm 8 à 10 mm TYPE Il Carton 900 g/m2, pauvre en fibres neuves 16 à 20 mm 7 à 8 mm Dans une seconde expérimentation, on a utilisé des feuilles de rigidification à base de cellulose et renforcées par un filet de fibres de verre, ce qui donnait de meilleurs résultats que précédemment. Toutefois, le court de fabrication du panneau composite était augmenté de fa çon non négligeable. Les déformations maximales étaient mesurées au centre du panneau (flèches) entre un état sec (équilibré à 35X H.R.) et un état humide (équilibré à 95% H.R.) comme indiqué au tableau II ci-dessous. TABLEAU II Déformations Déformations en sens long en sens travers pour 2,50m) (pour 1,20m) Carton type Il contrecollé sur une grille de verre - de 20 à 40 a/m2 10 mm 4 mm - 100 g/cm2 6 mm 2,5 mm Dans une troisième expérimentation on faisait subir à des feuilles de rigidification en carton une imprégnation au moyen de résines synthétiques, par exemple du type polyuréthane, formophénolique et mélamine formol. Les résultats obtenus étaient bien meilleurs que dans la première expérimentation,mais les difficultés de traitement augmentaient là encore le prix de revient des panneaux dans une mesure relativement importante. Dans le tableau III ci-dessous, les déformations maximales sont mesurées au centre des panneaux (flèches) entre un état sec (équilibré à 35% H.R.) et un état humide (équilibré à 95% H.R.)-. TABLEAU III Déformations Déformations en sens long en sens travers (pour 2,50m) (pour 1,20 m) Carton de type II imprégné de : résine polyuréthane 100 g/m2 8 mm 5 mm résine formophénoli que 20X 6 mm 6 mm résine mélamine formol 20% 6 mm 4 mm La quatrième expérimentation constitue une réalisation préféréeS bien que non limitative de l'invention, dans laquelle on a utilisé comme feuille de rigidification ou de renfort, une feuille de carton comportant des charges ou des fibres minérales et/ou organiques compatibles avec le travail de la pâte à papier. Comme charges minérales, on peut utiliser notamment le talc, le kaolin, le calcaire et analogue. En ce qui concerne les résultats du tableau IV ci -dessous, on a opéré sur un carton principalement constitue - de charges minérales 30 a 80X - fibre cellulosique 5 a' 45X - fibre de verre 0 à 15% - de liants, et notammentlatex quelques X. Le collage du panneau isolant peut être effectué au moyen d'une résine non aqueuse, de préférence une colle polyuréthane ou résine Hotmelt5 qui n'entralne pas de variation dimensionnelle du carton par humidification pendant la prise de la colle. Comme indiqué par le résultat du tableau IV, un tel produit présente des déformations a.cceptables et plus particulièrement dans le sens transversal pour lequel des déformations en "feston" sont très faibles, ce qui donne un bon aspect du mur terminé quelles que soient les variations brutales de température et d'hygrométrie. Les déformations maximales sont mesurées au centre des panneaux (flèches) ehtre un état sec (équilibré à 35% H.R.) et un état humide (équilibré à 95% H.R.). TABLEAU IV En sens long En sens transversal (pour 2,50m) (pour 1,20m) Carton minéral de 800 àg/2 à 2 2 Carton semi minéral (comportant un grammage non négligeable de fibre cellulosique) 8 mm 3 mm En outre, l'expérience montre que ces papiers à fibres minérales apportent une longévité accrue des produits par rapport à ceux fabriqués à partir de cartons de fibres cellulosiques. Les panneaux isolants autoportants obtenus selon la présente invention apportent une solution au problè- me de lteffet bilame des panneaux de la technique antérieure, et, ce, grâce à l'adjonction d'une feuille de rigidification ou de renfort comportant des charges et/ou des fibres minérales et/ou organiques susceptibles de lui conférer des résistances mécaniques appropriées pour etre rapportées devant un mur, paroi, cloison ou autres REVENDICATIONS 1. Panneau isolant constitué d'un premier élément de parement sur une face duquel adhère, par une de ses faces, un second élément en matériau isolant, caractérisé en ce que, sur l'autre face de l'élément isolant (2), est fixé au moins un troisième élément de rigidifi cation (7) d'épaisseur très inférieure à celle du premier élément (1) et présentant des résistances mécaniques suffisantes pour conférer à l'ensemble la rigidité caractérisant les panneaux autoportants selon les tests en vigueur dans le bâtiment tout en s'opposant à l'effet de bilame habituellement rencontré avec de tels panneaux composites. 2. Panneau isolant constitué d'un élément plan de parement adhérant à une plaque de matériau isolant, caractérisé encequesur la face de la plaque de matériau isolant (2) non recouvert par l'élément de parement (1), est fixé un élément plan de rigidification (7) d'épaisseur très inférieure à l'élément de parement et présentant des résistances mécaniques suffisantes pour conférer à l'ensemble la rigidité caractérisant les panneaux autoportants selon les tests envigueur dans le batiment, tout en s"oppo- sant à l'effet bilame des panneaux composites de ce type. 3. Panneau isolant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de parement est une plaque de plâtre (1). 4. Panneau isolant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de rigidification est constitué par au moins une feuille de carton ou papier fort (7) comportant moins une charge et/ou une fibre minérale ou organique susceptible de lui conférer les caractéristiques de résistance mécanique à la traction appropriée. 5. Panneau isolant selon la revendication 4, caractérisé en ce que les charges minérales et/ou organiques sont choisies parmi les résines synthétiques et les poudres minérales compatibles avec le travail de la patte à papier. 6. Panneau isolant selon la revendication 4, caractérisé en ce que les fibres minérales ou organiques sont choisies parmi les fibres cellulosiques, les fibres de verre et les fibres de kevlar. 7. Panneau isolant selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la feuille de rigidification comporte également en association avec le papier ou carton, au moins un liant, par exemple du latex. 8. Feuille de rigidification pour panneaux isolants, selon lune quelconque des revendications 1 à 7, en carton de type minéral d'un poids compris entre 0,5 et 1 kg/m2, caractérisé en ce que ce carton est principalement constitué de 30 à 80 % de charge minérale,.5 à 45 % de fibres cellulosiques, 0 à 15 % de fibres de verre et éventuellement au moins un liant.