Brevet FR2563251A1 — publié le 19851025

Revêtement de sei poui terrains de jeux et de sports. La presente invention a pour objet des revêtements de sol destinés aux terrains de jeux, notamment aux terrains de tennis mais qui peuvent être utilises également comme revêtement de sol pour des salles de sport des pistes d'athlétisme, des cours d'écola etc... Le secteur technique de l'invention est celui de la construe ioxl des revêtements de sol. Les terrains de tennis et autres aires de jeux ou de sport comportent un revêtement de sol qui peut etre rangé dans trois catégories principales. La première catégorie, qui est celle des revêtements les moins onéreux, consiste en une couche de béton hydraulique plus ou moins poreux ou d'un enrobé bitumineux, ouvert ou fermé, qui sont coulés en place et qui sont généralement revêtus d'une couche de peinture. La deuxième catégorie regroupe des revêtements de cout et de performances moyens qui comportent une couche de finition composée de fines particules minérales telles que du sable ou des gravillons enrobées dans un liant à base de résine polymérisable, en général une émulsion aqueuse. La troisieme catégorie est celle des revêtements souples ayant de tres bonnes qualités qui comportent une couche de finition dite couche sportive composée de particules élastomeres finement broyees par exemple des particules de polybutadiène ou d'un copolymère d'éthylène, de propylène et d'un diene ayant es propriétés élastomeres (E.P.D.M.), lesquelles particules élastomeres sont enrobées dans une résine synthétique polymérisable à froid, généralement dans du polyuréthane ou une résine époxy. La présente invention a pour objet des revêtements de la troi sieme catégorie qui comportent une couche de finition an granulats élastomères enrobés dans une résine polyuréthane ou époxy avec une pro- portion de resine cosprise entre 10 % et 20 % du poids d'élastomère. Les revêtements de la troisième catétorie connus h ce jour comportent une @ouche e finition de ce type qui est appliquée sur une sous-couche en enrobés bitumineux ouverts ayant une épaisseur de plusieurs centimètres et des propriétés drainantes.Cette souscouche est elle-même posee sur une couche de fondation en enrochements concassés, Cette technique connue entraîne des difficultés pour accrocher la couche de fi@@@ien @@@ le @@@@@ @@@ e@ @bés et @@@@e lieu à des arrachements de la couche de finition Un objectif de la présente invention est de procurer des revêtements de sol particuliàrement adaptés à ia construction de terrains de tennis ou d'autres aires ou pistes destinées à l'exercice de jeux ou de sports -et comportant une couche de finition en granulats élastomère enrobés dans une résine polyuréthane ou époxy et une sous-couche drainante ayant une composition telle qu'il soit possible d'obtenir une bonne liaison entre les deux couches grace à une couche d'accrochage intermédiaire qui se lie avec chacune des deux couches L'objectif de l'invention est atteint au moyen d'un revêtement de sol comportant une couche de finition en granulats élastomères enrobés dans une résine polyuréthane ou époxy; une sous-couche en un béton de résine composé de granulats minéraux enrobés dans une résine synthétique et une couche d'accrochage mince qui est intercalée entre ladite sous-couche et la couche de finition Selon un mode de réalisation préférentiel, la sous-couche est appliquee à chaud et elle est composée de granulats minéraux enrobés partiellement d'un liant thermoplastique dans des proportions comprises entre 3,5 % et 7 % du poids total. Avantageusement le liant thermoplastique de la sous-couche est un mélange de polyéthylène de et de chlorure de polyvinyle - contenant une proportion de chlorure de polyvinyle comprise entre O et 50 % du poids total. Dans le cas où le liant de la sous-couche contient du polyéthylène seul ou méiangé à du chlorure de polorvinyle, la couche d'accrochage est un copolymère linéaire ou greffé de polyéthylène. L'invention a pour résultat de nouveaux revêtements de sol destinés à la construction de terrains de jeux, notamment de tennis ou de sols de salles ou pistes de sport. Les revêtements de sol selon l'invention comportent une couche supérieure ou couche de finition bien connue composée de grenu- lats élastomères enrobés dans une résine polyuréthane ou époxy. Cette couche est appliquée à l'état pâteux, à température ambiante, la résine polyuréthane ou époxy étant mélangée au dernier moment à un catalyseur de polymérisation. Les revêtements de sol selon l'invention ont donc des propriétés de surface identiques à celles des sols connus comportant la même couche de finition. L'originalité des revêtements selon l'invention se situe dans la nature de la sous-couche et de la couche d'accrochage qui permettent d'obtenir une bonne adhérence entre la couche de finition et la souscouche, par exemple une adhérence qui résiste à des contraintes d'arrachement de l'ordre de plusieurs bars alors que les contraintes d'arrachement obtenues avec une couche de finition posée sur une sous-couche en béton, de ciment ou en enrobés bitumineux dépassent rarement 1 bar. Selon unepremière variante, la sous-couche d'un revêtement selon l'invention peut être une sous-couche appliquée à froid ou à température ambiante et composée de granulats minéraux enrobés dans une résine de même nature que la résine qui enrobe les granulats élastomères de la couche de finition, c'est-à-dire une résine polyuréthane ou époxy. Dans ce cas, la proportion de résine utiliséepour la souscouche est comprise entre 4 Z et 10 % du poids total de sorte que les granulats minéraux sont collés entre eux, mais forment, après polymérisation, une couche solide mais poreuse qui laisse passer l'eau de pluie. Cette technique est coûteuse en matériaux car elle met en oeuvre des résines polyuréthane ou époxy d'un prix de revient relativement élevé. Par contre, elle est facile à mettre en oeuvre puisque la souscouche est appliquée à température ambiante donc sans aucune dépense de combustible. On peut contrôler le temps de prise par l'utilisation de catalyseurs. Danscettepremière variante, la résine utilisée étant la même pour la sous-couche et pour la couche de finition, on obtient facilement un très bon accrochage entre les couches, soit en étendant la couche de finition avant que la sous-couche ait complètement poly mérisé, soit en intercalant entre les deux couches une couche mince d'une résine de la même famille ou d'une résine compatible. Selon un deuxième mode de réalisation préférentiel, la souscouche est appliquée à chaud et elle est composée d'agrégats minéraux qui sont enrobés partiellement dans un liant thermoplastique, de préférence dans un liant composé d'un mélange de polyéthylène et de chlorure de polyvinyle, ledit mélange pouvant contenir une proportion de chlorure de polyvinyle comprise entre O et 50 Z du poids de liant. Dans cette application, la proportion de liant thermoplastique, de préférence de récupération, est comprise 3,5 % et 7 % du. poids de la sous-couche. Au delà de ce pourcentage, on obtient des propriétés mécaniques largement supérieures à celles qui sont nécessaires pour des revêtements de sol destinés à des aires de jeux. De plus, le fait d'utiliser une proportion relativement fai bleds liant fait que les granulats minéraux sont collés entre eux, sans être entièrement noyés dans une matrice-étanche, de sortie que l'on obtient une sous-couche poreuse qui draine lieau de pluie. Dans ce deuxième mode de réalisation, les granulats et les résines thermoplastiques, de préférence de récupération, sont mélangés dans un malaxeur chauffant du type de ceux qui sont utilisés pour préparer Les enrobés bitumineux répandus à chaud. En ce qui concerne la confection d'un béton de résine composé de charges minérales et de polyéthylène seul, des études sur l'oxyda- tion du polyéthylène par l'oxygène de l'air à chaud ont montre qu'à une température comprise entre 1500 et 200 C, le polyéthylène est modifié chimiquement par création sur la chaine de sites polaires qui permettent l'adhésion sur les granulats minéraux. En ce qui concerne l'utilisation de polyéthylène de récupération, diverses études ont montré qu'il est préférable d'y incorporer des cires de polyéthylène, c'est-à-dire des polyéthylènes à masse moléculaire relativement faible. Le pourcentage de cire dépend de l'indice de fluidité du polyethylène utilisé. Par exemple, pour un polyéthylène ayant un indice de fluidité égal à 7, l'additon de 45: en poids de cire permet d'obtenir un indice de fluidité de 250 et de retrouver ainsi, avec un poîyethylène de récupération, les mêmes caractéristiques que celles que l'onobserve avec du polyéthylène noble n'ayant jamais servi.La possibilité d'utiliser du polyéthylène de récupération est intéressante non seulement au niveau du prix de revient qui est deux ou trois-fois moins élevé que si l'on utilise du polyéthylène nobLe, mais aussi au niveau de l'élimination des déchets en polyéthylène ou en chlorure de polyvinyle. L'utilisation d'un liant qui est un mélange de polyéthylène et de chlorure de-polyvityle-de-preference de récupération, est nouvelle. En effet, en règle générale, les différenfs polymères sont incompatibles entre eux et les mélanges ont donc des propriétés mécani ques reduites par -suite de la-non -homogénéïté du liant. Il a été-constaté expérimentalement que par enrobage à chaud, @pë@@@ure @@u@ e@ @@e @aile que on @ @ pedr enrober sans du polyéthylène de @@upération seul, on obtient des performanes mécaniques acceptable pour confectionner une sous-couche d'un Revêtement de terrain de sport. On sait que les objets en matière lastique que l'on peut @écupérer dans les déchets urbains contiennent @e proportion en poids de chlorure de polyvinyle comprise entre @0 % et @0 %.La possibilité d'utiliser un mélange contenant jusqu'à @0 % en poids de chlorure de polyvinyle de récupération permet donc d'absorber pou cette apnlication les mélanges de récupération disponible La confection revêtements de sol comportant une sous couche appliquée à chaud et composée d'agrégats minéraux enrobés dans une résine à base de polyéthylène noble oude récupération permet d'obtenir un très bon accrochage entre la couche de finition et la couche de base grâce à une couche d'accrochage intercalée entre les deux. On peut obtenir ainsi des revâtements dans lesquels. la couche de finition peut résister à des contraintes d'arrachement de l'ordre de 5 bars. Il suf- fit, pour obtenir ce résultat, d'intercaler entre la couche de fi tion et la sous-couche, un film tres mince, par exemple un film repré- sentant un poids d'adhésif compris entre 50 g et 200 g par m2 m2 d'où où une dépense relativement faible On pourrait utiliser une résine époxy de type "araldite" ou d'autres colles disponibles dans le commerce pour coller des matières plastiques à base de polyéthylène, mais le prix de revient serait alors très élevé. Plusieurs compositions plus économiques ont été essayées pour réaliser la couche d'accrochage Toutes ces compositions sont à base de copolymères linéaires ou greffés de polyéthylène qui accrochent avec le polyéthylène de la sous-couche et les radicaux ou les fonctions greffés ou substitués sur la chaîne de polyéthylène sont choisis pour s accrocher sur la résine polyuréthane ou sur la résine époxy de la couche de finition. Une premiere famille de résines qui sont proposées pour la couche d'accrochage sont les copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA) ayant une teneur en acétate de vinyle comprise entre 5 % et 40 %. Avantageusemant, ses copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA) mt lvsés, c'est-à-dire que la fonction acétate est remplacée par un @@upe @@@@@@ Les EVA colvolysée sce@@@@@nt p@@@ti@ @@@@ b@en avec une couche de finition dont le liant est du polyuréthane. Selon une autre variante, les EVA peuvent être sodifis par des groupements époxy ou acide acrylique. Une autre famille de résines qui sont préconisées pour la couche d'accrochage sont les copolymères greffés sur du polyéthylène ozo- nisé contenant entre 3.10 5 et 2.10 4 équivalents d'hydroperoxy- de par gramme. Une autre famille de résines préconisées pour.composCr la couche dtaccrochage sont des copolymères greffés ê chaîne. principale po- lyéthylénique dont les chaînes latérales sont constituées par la répé- tition dtacrylate ou de méthacrylate d'éthylène glycol, dtacrylate ou de méthacrylate de glycidyle, dracrylate ou de méthacrylate d'alkyles, d'acétate de vinyle solvolisé ou non et en général, tout copolymère greffé ayant une chaîne principale polyéthylénique et des chaînes latérales compatibles ou réagissant avec le polyuréthane ou les résines époxy selon la nature du liant de la couche de finition.On peut utili- ser par exemple des copolymères de ltethylene disponibles dans le commerce par exemple des copolymères avec l'anhydride maléfique ou avec l'acide acrylique ou méthacrylique. L'application de la couche d'accrochage est réalisée, de préférence, sur la sous-couche après le début de durcissement de celle-ci. Par exemple, on saupoudre la sous-couche encore chaude d'une pellicule de résine qui s'accroche sur la sous-couche. En variante, on peut attendre que la sous-couche soit refroidie. Dans ce cas, on saupoudre la sous-couche, puis on chauffe la poudre au chalumeau ou avec une lampe à souder pour réaliser l'accrochage sur la sous-couche. L'accrochage de la couche de finition sur la couche d'accrochage se fait lorsque la couche de finition polymérise. En variante, on pourrait introduire la résine composant la couche d'accrochage dans le malaxeur à chaud pour la mélanger à la souscouche au cours de la fusion du liant de celle-ci. Cette façon d'opérer permettrait d'obtenir un bon accrochage mais elle serait beaucoup plus onéreuse car elle nécessiterait l'utilisation d'une quantité d'agent d'adhésion beaucoup plus grande pouvant aller jusqu'à 25 Z de la quantité de liant entrant dans la composition de la sous-couche. On notera que les couches d'accrochage préconisées pour faire adhérer une couche de finition sur une sous-couche en béton de résine peuvent être utilisées également lorsqu'on veut rénover un terrain de tennis ou de sport, en appliquant une couche de finition composée d'a grégats élastomères enrobés dans une résine polyuréthane ou epoxy sur une sous-couche déjà en place et composée d'un béton de ciment ou d'un enrobé bitumineux. Des essais ont montré que l'adhérence d'une couche de finition dont le liant est une résine époxy sur un beton de ciment, est passée de 2 bars à 4,5 bars, après avoir appliqué sur le ciment un film de copolymère greffé de méthacrylate de glycidyle. Des essais ont été réalisés au cours desquels on a mesuré la force d'arrachement en bars à laquelle résistait la couche de finition. Certains de ces essais sont rapportés ci-dessous ler essai - Couche de finition : granulats élastomères enrobés dans du polyuré thane. - spus-couche : granulats silico-calcaires enrobés dans du polyéthylène. - Couche d'accrochage : copolymère d'éthylene et d'acétate de vinyle solvolysés (EVA-OH) contenant - soit 40 Z d'acétate de vinyle : dans ce cas, la pression d'arrachement est de 4,5 bars. - soit 18 % d'acétate de vinyle : dans ce cas, la pression d'arrachement est de 3,5 à 5 bars. - soit 5 Z d'acétate de vinyle modifié époxy. : dans ce cas, la pression d'arrachement est de 5,6 à 7,2 bars 2ème essai - couche de finition : granulats élastomère enrobés dans du polyuréthane. - sous-couche : granulats silico-calcaires enrobés avec 3 % en poids de polyéthylène et 1 z en poids de chlorure de polyvinyle - sans couche d'accrochage : pression d'arrachement I à 1,5 bars. - avec une couche d'accrochage en copolymère d'éthylhe et d'acétate de vinyle : pression d'arrachement : 4,5 à 5 bars. 3ème essai - couche de finition : granulats élastomères enrobés dans du polyuré thane. - sous-couche : béton de ciment poreux. - sans couche d'accrochage : pression d'arrachement : 2 à 3 bars. - avec couche d'accrochage constitué de polyéthylène greffé par du méthacrylate de glycidyle. Pression à l'arrarhcment : 4,5 bars. 4ème essai - couche de finition : granulats élastomères enrobés dans dupolyuréthane. - sous-couche : enrobés bitumineux. - sans couche d'accrochage : pression à l'arrachement 3 bars. - avec couche d'accrochage en polyéthylène greffé par du methacrylate de glycidyle. Pression à l'arrachement : 5.à 5,5 bars. Ces deux derniers essais montrent que les couches.d'accro- chage selon l'invention utilisées sur des sous-couches en belon de ciment ou en enrobés bitumineux en cas de rénovation de terrains existants permettent d'accroître très sensiblement la résistance à l'arrachement. - N I? i C À i L O N b 1. Revêtment de sol pour terrains de jeux, salles ou pistes cie sport du type comportant une couche de finition en granulats élastomères enrobés dans une résine polyuréthane ou époxy et une sous @ouche drainante, caractérisé en ce que ladite sous-couche est un béton de résine poreux composé de granulats minéraux, enrobés partiellement dans une résine synthétique et ledit revêtement comporte, en outre, une couche d'accrochage mince intercalée entre ladite sous-couche et ladite couche de finition. 2. Revêtement de sol selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite sous-couche est appliquée à chaud et elle est composée de granulats minéraux enrobés partiellement d'un liant thermoplastique dans des proportions comprises entre 3,5.et 7 % du poids total. 3. Revêtement de sol selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit liant thermoplastique est un mélange de polyéthylène et de chlorure de polyvinyle contenant une proportion de chlorure de polyvinyle comprise entre O et 50 % du poids total de liant. 4. Revêtement de sol selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit liant thermoplastique est un mélange de polyéthylène de récupération et de chlorure de polyvinyle de récupération 5. Revêtement de sol selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ladite couche d'accrochage est un copolymère linéaire ou greffé de polyéthylène. 6. Revêtement de sol selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite couche d'accrochage est un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle dont la teneur en acétate de vinyle est comprise entre 5 % et 40 Z. 7. Revêtement de sol selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite couche d'accrochage est un copolymère d1éthylène et d'acétate de vinyle solvolysé. 8. Revêtement selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite couche d'accrochage est un copolymère d'éthylène et acétate de vinyle modifié par des groupements époxy ou acide acrylique 9. Revêtement de sol selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite couche d'accrochage est un copolymere greffé sur du polyéthylène ozonisé contenant 3.10 5 et 2.10 4 d'équivalent d'hydro- péroxyde par gramme 10. @evêtement de sol selon la revendication 5, caractérise en ce que ladite conche d'accro@nage est @n @ @@@y@@@ à chaine principale polyéthylénique, dont les chaînes latéraies sont prises dans le groupe constitué par l'acide acrylique, l'acrylate et le méthacrylate d'éthylène glycol ou de glycidyle, les acrylates et méthacrylates d'alkyles,l'acétate de vinyle et l'anhydride maléfique 11. Revêtement de sol selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que ladite couche d'accrochage est réalisée en saupoudrant la sous-couche d'une pellicule de résine et en chauffant celle-ci. 12. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que laditesous-couche est un béton de résine poreux composé d'agrégats minéraux enrobés partiellement dans du polyuréthane, laquelle souscouche est appliquée à la température ambiante.