Brevet FR2589903A1 — publié le 19870515

L'invention a pour objet un dispositif d'isoiation de murs par l'extérieur, au moyen de panneaux isolants recouverts d'un enduit hydraulique. Depuis assez longtemps, on réalise l.'isolation des bâtiments par l'extérieur, notamment pour I.'amé3.ioration de bâtiments existants, en appliquant sur les murs des plaques isolantes rigides, généralement en polystyrène expansé, qui sont recouvertes d'un enduit, de préférence hydraulique. Pour améliorer 11 accrochage de l'enduit sur l'isolant, on prévoit souvent de ménager sur la face de celui-ci tournée vers l'extérieur, des rainures en forme de mortaises, par exempl.e, en queue d'aronde, qui assurent la solidarisation de l'enduit avec l'isolant. Cependant, l'isolant, notamment le polystyrène a un coefficient de dilatation qui n'est pas négl.igeable et, du fait même de son utilisation, sa face externe et sa face interne tournées vers le mur sont soumises à des différences de température importantes.Ces variations de température de la face extérieure du polystyrène, qui peuvent all.er même dans des régions tempérées, de -200C à +700C, entraient des variations relativement importantes des dimensions du polystyrène, par exemple de 2 à 3 mm/m. Or, les dimensions de l'enduit pour les mêmes variations de température, ne varient que de l'ordre de 200 à 300 microns. A cela s'ajoute le retrait éventuel.de l'enduit au séchage et un gonflement possible lié à l'hygrométrie de l'air et pouvant aller jusqu'à 200 à 300 microns par mètre. Ces variations dimensionnelles de enduit euvent être de sens opposé à celles du support. Un enduit hydraulique même d'excellente qualité, ne peut pas supporter des variations dimensionnelles aussi importantes de l'enduit par rapport au support. Pour améliorer la résistance de l'enduit, on a proposé d'y noyer un trei]3is métallique fixé, de point en point, sur l'iso]ant. Mais, on ne parvient pas à éviter la formation à Ja longue de fissures, et par conséquent, l'entrée d'humidité qui corrode assez rapidement le treillis et en provoque la rupture sous l'effet des sollicitations dues aux variations de température. On a proposé également d'utiliser un treillis formé de fils en fibre de verre moins sensibles à la corrosion par l'humidité, mais qui, en revanche se corrodent au contact des ciments et chaux constituant l'enduit, en raison de leur alcalinité. C'est pourquoi, jusqu a présent, on n'a pas encore réussi à réaliser de façon économique une isolation par l'extérieur recouverte d'un enduit hydraulique et résistant bien à la fissuration au cours du temps. On a donc proposé de recouvrir les panneaux isolants d'un enduit en matière plastique chargée, assez souple et mince pour se déformer avec l'isolant et suivre les variations de température et d'hygrométrie. Cependant, l'aspect extérieur de tels enduits ne donne pas entière satisfaction et la clientèle préfère un enduit hydraulique d'apparence classique. - L'invention a donc pour objet un nouveau revêtement isolant permettant l'utilisation d'un enduit hydraulique, sans risque de fissuration au cours du temps. Conformément à l'invention, les panneaux isolants sont réalisés de façon à présenter une dilatation globale ne dépassant pas environ 500 microns par mètre pour une variation de température allant de -200C à +70cl, la composition et le renforcement de l'enduit étant déterminé de façon que ce dernier soit assez souple et résistant pour encaisser, sans fissuration au cours du temps, des variations de dimensions par rapport au panneau isolant, pouvant altier jusqu'à 500 microns par mètre environ. A) ors que, jusqu a présent, on avait joué essentielJement sur Je renforcement de l'enduit, l'idée essentiel)e de l'invention est donc d'agir simultanément sur Jes caractéristiques de l'isolant et de 3'enduit pour ramener les déformations de l'isolant à un taux compatible avec la résistance de l'enduit dont la souplesse est augmentée à cet effet. Dans un premier mode de réalisation dans lequel les panneaux isol.ants sont réalisés en polystyrène expansé, munis de mortaises d'accrochage de l'enduit, chaque panneau isolant est muni, sur sa face externe, d'un réseau quadrillé de traits de scie ménagés suivant au moins deux directions croisées, espacées de moins de 10 cm et une profondeur d'au moins 40% de l'épaisseur du panneau, de façon à diviser ce dernier, sur sa face externe, en blocs juxtaposés dont la dilatation est compatible avec celle de l'enduit, l'épaisseur desdits traits de scie étant assez réduite pour que l'enduit ne puisse y pénétrer. Dans un autre mode de réalisation, les panneaux isolants sont réalisés en un isolant minéral tel que de la laine de roche comprimée, dont le coefficient de dilatation est voisin de celui de l'enduit et dont la nature minérale et la structure fibreuse favorisent l'accrochage de l'enduit. Dans ce cas, cependant, l'enduit doit être suffisamment renforcé pour constituer une carapace de protection susceptib].e de résister par elle-même aux sollicitations extérieures. L'invention couvre également un enduit hydraulique conçu spécialement pour cette application, et ayant une souplesse particulière, tout en conservant l'aspect et la dureté normale d'un enduit hydraulique classique. L'enduit de revêtement selon l'invention, est préparé par gâchage à l'eau d'un mélange contenant à sec: - de 15 à 30% d'un liant minéra3 comportant de 7 à 30% de ciment Portland ou de chaux hydraulique complété par de la chaux hydratée; - de 1 à 3% d'une charge Mégère telle que du mica expansé et; - de 60 à 80% d'une charge calcaire; - des fibres de longueur comprise entre 0,01 mm et 15 mm, dans une proportion pouvant aller jusqu a 3% du poids total. de l'enduit. Par ailleurs, l'enduit comprend un certain nombre d'additifs permettant de faciliter son application sur un support isolant. Dans le cas notamment où le panneau isolant est en laine de roche, les moyens de renforcement de l'enduit ont essentiellement pour objet de lui permettre de constituer une carapace résistant par elle-même aux sollicitations. Ils peuvent alors être constitués uniquement par des fibres longues et résistantes, incorporées à l'enduit dans une proportion d'au moins 1%. Mais l'enduit peut etre également renforcé par un treillis fait de fils entrecroisés. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le treillis est constitué de fils entrecroisés de fibre de verre dans lesquels sont interposés, de façon régulière, des fils d'une matière synthétique de module d'élasticité semblable à celui du verre et susceptibles de résister indéfiniment à la corrosion vis-à-vis du ciment, la proportion de fils résistants en matière synthétique étant suffisante pour que ces derniers résistent par euxmêmes aux tensions résultants des dilatations différentieZles entre l'enduit et le panneau isolant. De préférence, les fils résistants. sont constitués de fibres de polyaramides que l.'on trouve dans le commerce. Selon une autre caractéristique importante, le treillis de renforcement est collé sur les parties de la face externe du panneau isolant restant en saillie entre les mortaises. Mais l'invention sera mieux comprise par la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d' exempl.e et représenté schématiquement sur les dessins annexés. - la Fig. 1 est une vue de détail, en perspective, d'un premier mode de réalisation de l'invention; - la Fig. 2 est une vue en coupe d'un second mode de réalisation. Dans le mode de réalisation représenté en perspective sur la Fig. 1, le revêtement isolant est constitué constitué de panneaux 1 en polystyrène expansé dont une face interne 11 est fixée sur un mur 10, la face 12 tournée vers l'extérieur étant recouverte d'une couche d'un enduit hydraulique 2, à l'intérieur duquel est placé un treillis de renforcement 3. La face interne 11 du panneau 1 est collée sur le mur 10, par un liant classique 13 et peut être muni, pour favoriser l'accrochage, de rainures ou de pattes d'ancrage qui ne sont pas représentées sur la figure. La face externe 12 est munie de rainures en forme de mortaise 4, destinées à solidariser l'enduit 2 avec le panneau 1. A cet effet, les mortaises 4 ont de préférence une section en queue d'aronde et peuvent couvrir de 10 à 30% de la surface du panneau. Les mortaises peuvent être croisées, mais, généralement, elles seront disposées en rangées parallèles et ménagées à l'avance sur une face des panneaux de polystyrène. Pour des panneaux classiques d'une épaisseur de 8 cm, on réalisera des mortaises d'une largeur comprise entre 1 et 5 cm, de préférence de 2 à 3 cm, et dont la fréquence sera comprise entre 5 et 10 cm. Leur profondeur sera comprise entre 3 et 15 mm, selon la nature de l'enduit. Cette disposition, d'ailleurs connue, permet un bon accrochage mécanique de l'enduit 2 et évite les décollements par effet de bord ainsi que leur propagation. Sel.on une caractéristique essentielle de l'invention, on ménage également sur la face externe 12 des panneaux de polystyrène 1, des rainures constituées de traits de scie 5, parallèles entre eux, disposés suivant au moins deux directions croisées. Ces traits de scie 5 ont une profondeur (h) qui représente au moins 40% de l'épaisseur (e) du panneau, mais qui peut être plus importante, l'épaisseur (e') non rainurée, étant simplement suffisante pour assurer la rigidité du panneau lors de la pose et la solidarisation avec le mur 10. On peut aussi, comme indiqué sur la figure, donner alternativement deux profondeurs différentes aux traits de scie 5. On réal.ise ainsi un mail.lage carré ayant un côté (a) de l'ordre de 5 cm, et pouvant aller au plus jusqu a 10 cm. La largeur des traits de scie est peu importante, par exemple, de l'ordre de 0,2 mm et en tout cas, inférieure à 1 mm, de façon à éviter que l'enduit placé par la suite sur la face externe 12 ne puisse y pénétrer. De la sorte, le panneau en polystyrène 1 est divisé sur sa face externe 12 en blocs juxtaposés 15 pouvant se dilater indépendamment les uns des autres. Compte tenu de la largeur (a) des blocs, les dilatations peuvent rester compatibles avec celles de l'enduit, les sollicitations dues aux- différences de dilatation étant encaissées par le treillis de renforcement 3. Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, le treillis de renforcement 3 est constitué de fils entrecroisés de fibres de verre 31, à l'intérieur duquel sont interposés, selon une maille régulière décalée, des fils 32 réalisés dans une matière synthétique de module d'élasticité semblable à celui du verre, mais susceptible de résister presqu'indéfiniment à la corrosion vis-à-vis du ciment. En pratique, on utilisera des fils résistants en polyaramide. La proportion de fils résistants doit être suffisante pour que ces derniers soient capables d'encaisser par eux-mêmes les tensions résultant des dilatations différentielles entre l'enduit 2 et le panneau isolant 1. A titre d'exemple, on peut utiliser une grille mixte de mailles 20 x 20 mm, comprenant en trame un fil. de fibre de verre alternant avec un fil de polyaramide et en chaîne, deux fivs de fibre de verre alternant avec un fil de polyaramide. Le treillis 3 peut être noyé à l'intérieur de l'enduit 2, recouvrant le panneau. Dans ce cas, après avoir collé le panneau 1 sur le mur 10, on passera une couche d'enduit hydraulique remplissant notamment les mortaises 4 puis l'on appliquera la grille 3 et l'on terminera l'enduit hydraulique 2. Cependant, pour assurer la reprise des efforts de dilatation -différentiels par la grille mixte de verre et de polyaramide, il. est préférable de coller ou de fixer mécaniquement cette grille directement sur les parties de la face externe 12 du panneau 1 subsistant entre les mortaises 4; lorsque l'on utilise une fixation par collage, on prendra par exemple, une colle mixte ciment-sable-émulsifiant, ou bien une colle accélérée ciment portl.and-ciment fondu dont la prise est d'environ 10 à 30 mn. La grille 3 peut être constituée de morceaux précollés sur les panneaux de polystyrène 1. Dans ce cas, il est préférable que les bords de chaque morceau de grille soient décalés par rapport aux bords du panneau1 de façon à assurer Aa solidarisation entre les joints d'un panneau à l'autre. Mais on peut aussi mettre en place les panneaux sur le mur 10, puis y coller le treillis 3 qui peut alors être utilisé en plus grande dimension. Après avoir mis en place le treillis 3, on pose l'enduit 2. Lorsque Ze treillis est collé sur le chantier, apyres la pose des panneaux de polystyrène, on peut au préalable, remplir d'enduit les mortaises 4. Cependant, la maiJl.e du treillis 3 peut être suffisante pour laisser passer un enduit hydraulique qui est d'ailleurs posé par projection. Par conséquent, en pratique, on préfèrera coller le treillis 3 sur des surfaces 12 propres, préalablement recouvertes de liant 41, et poser ensuite l'enduit hydraulique 2. Pour être sûr d'éviter le risque de fissuration, on utilisera un enduit spécial très déformable, de base hydraulique chaux et ciment, comportant des agents modifiants importants tels que des fibres courtes et des colles. L'épaisseur de l'enduit ira de 6 à 20 mm, de préférence de 8 à 12 mm. A titre d'exemple, on pourra utiliser un enduit ayant la composition suivante: - environ 8% de ciment blanc ou gris, - environ 14% de chaux hydratée, - environ 15% d'une charge légère par exemple de mica expansé, - de 60 à 80% de charge calcaire ou silicieuse dont la granulométrie peut varier de 0,1 à 3,5 mm. Les autres constituants, qui donnent à cet enduit les caractéristiques compatibles avec une utilisation sur divers types de supports pour une isolation en ambiance extérieure peuvent être constitués par: - une fibre de longueur comprise entre 0,01 et 15 mm à base de cellulose ou d'une autre substance à base de polymères tels que polyéthylène, polypropylène, polyacrylonitrile... etc. La teneur en fibres étant de 0,1 à 3% par rapport au poids total de l'enduit. - 0,5 à 5% d'une dispersion vinylique homopolymère ou copolymère de préférence en poudre redispersable. Des produits de type acétate vinylversatate ou vinyl-éthylène ou styrène acrylique peuvent être utilisés. L'ajout d'une dispersion aqueuse étant éventuellement possible lors du gâchage. - 0,1 à 2% d'un agent hydrofugeant soluble ou insolubl.e, ou encore d'un mél.ange des deux; - 0,05 à 0,4% d'un éther cellulosique pouvant être l'éther de méthyl-cellulose, de méthylhydroxyéthyl-cellulose, de méthylhydroxypropylcellulose, d'hydroxyéthyl-cellulose ou encore de carboxyméthyl-cellulose, etc.; - un agent entraîneur d'air de type laurylsulfate de sodium, ou à base d'olérinesulfonate ou encore de méthyl.tauride d'oléoyle. Grâce à la combinaison de ces différentes caractéristiques, on a pu réaliser un revêtement isolant constitué d'un enduit hydraulique posé sur des panneaux de polystyrène expansé et résistant parfaitement à la fissuration lors d'essais correspondant à une utilisation de plusieurs années avec des écarts thermiques pouvant aller de -200C à +700C ainsi que des écarts hygrométriques pouvant provoquer un gonflement ou un retrait de séchage. Ce résultat est obtenu, notamment, grâce à la division du panneau de polystyrène en blocs indépendants les uns des autres, et à l'utilisation d'un treillis comportant des fibres de polyaramide, qui, en cas de corrosion des fibres de verre, sont susceptibles d'assurer à elles-seules la résistance aux sollicitations. Bien entendu, un treillis constitué uniquement de fibres de polyaramide pourrait hêtre avantageusement utilise au cas ou le prix oe cette matière deviendrait moins relevé. Dans l'état actuel du marcné, un treillis tel que celui qui vient d'être décrit reste suffisamment économique, tout en donnant une résistance suffisante, les fibres de verre présentant l'avantage d'assurer la cohésion de l'enduit, même si elles sont corrodées à certains endroits, alors que les fibres de polyaramide résistent aux tensions. Dans un autre mode de réalisation avantageux, représenté sur la Fig. 2, les panneaux isolants 1' sont réalisés en laine de roche comprimée. Cette matière a en effet l'avantage, de par sa nature minérale de présenter, dans l'intervalle de température -200C, 700C des variations dimensionnelles ne dépassant pas 500 microns par mètre, c' est-à-dire du même ordre que celles de l'enduit hydraulique. En outre, la nature minérale et la structure fibreuse de la laine de roche favorisent l'accrochage de l'enduit, ce qui permet d'utiliser les panneaux sans transformation ou modification particulière. Etant donné la compatibilité des déformations de l'isolant et de l'enduit, il n'est pas indispensable d'utiliser un treillis de renforcement, au moins pour les surfaces moyennes. En effet, les tensions encaissées par l'enduit en raison des dilatations sont très réduites. En revanche, l'enduit doit avoir une épaisseur et une résistance suffisantes pour encaisser par lui-même les sollicitations mécaniques extérieures de façon à former une véritable carapace de protection sur les panneaux isolants dont la rigidité et la dureté sont faibles. C'est pourquoi, dans ce cas, l'enduit sera arm par des fibres résistantes, par exemple en polypropylène ayant une longueur de 10 à 15 mm et dans. une proportion pouvant aller jusqu'à 32 de son poids total. Cet enduit armé sera avantageusement complété par un enduit décoratif 20' classique de finition. La suppression du treillis de renforcement permet de compenser le coût plus élevé de 3.'isolant en laine de roche et d'obtenir un produit compétitif. Dans le cas, cependant, où l'on doit revêtir de grandes surfaces, par exemple, pour des bâtiments à étages, l'incorporation à l'enduit d'un treillis tel. que décrit précédemment pourra être nécessaire mais ce treillis, destiné essentiellement à assurer la rigidité et la dureté de l'enduit, pourra être plus léger que dans le cas de panneaux en polystyrène. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'être décrit, à titre d'exempl.e, de façon détaill.ée, d'autres dispositions pouvant être imaginées en restant dans le cadre défini par les revendications. En particulier, les caractéristiques particulières de l'isolant et de l'enduit, ainsi que l'armature éventuelle, seront déterminées suivant l'importance prévisible des variations dimensionnelles dues aux écarts de température et de dégré hygrométrique, ainsi que des sollicitations mécaniques et de la surface du bâtiment à isoler. REVEsDICA'rIONS 1. Dispositif d'isolation de murs par l'extérieur, comprenant des panneaux rigides accolés (1) en matière iso3.ante, fixés sur la surface extérieure du mur et recouverts par une couche épaisse d'un enduit hydraulique associé à des moyens de renforcement et d'accrochage sur la face externe des panneaux, caractérisé en ce que les panneaux isolants sont réalisés de façon à présenter une dilatation globale ne dépassant pas environ 500 microns par mètre pour une variation de température allant de -200C à +700C et que la composition de l'enduit hydraulique est déterminée de façon que ce dernier soit assez souple et résistant pour encaisser, sans fissuration au cours du temps, des variations de dimensions par rapport au panneau isolant, pouvant aller jusqu'à 500 microns par mètre environ. 2. Dispositif d'isolation selon la revendication 1, dans lequel les panneaux isolants sont réalisés en polystyrène expansé et munis sur leur face externe (12) de mortaises parallèles (4) pour l'accrochage de l'enduit (2), à l'intérieur duquel est placé un treillis de renforcement, caractérisé par le fait que chaque panneau isolant (1) est muni sur sa face externe (12) d'un réseau quadrillé de traits de scie (5) ménagés suivant au moins deux directions croisées (X, Y), espacés de moins de 10 mm et ayant une profondeur d'au moins 40% de l'épaisseur (e) du panneau (1), de façon à diviser ce dernier, sur sa face externe (12) en blocs juxtaposés (15) isolés les uns des autres, l'épaisseur desdits traits de scie étant assez réduite pour que l'enduit (2) ne puisse y pénétrer. 3. Dispositif d'isolation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les panneaux isolants sont réalisés en un isolant minéral tel que de la laine de roche comprimée et présentant sur leur face externe une structure fibreuse favorisant l'accrocnage de l'enduit, ce dernier étant suffisamment renforcé pour constituer une carapace de protection susceptible de résister par elle-même aux sollicitations extérieures. 4. Dispositif d'isolation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enduit (2) est préparé par gâchage à l'eau d'un mél.ange contenant à sec: - de 15 à 30% de liant minéral comportant de 7 à 30% de ciment ou de chaux hydraulique, complété par de la chaux hydratée; - de 1 à 3% d'une charge légère tel que du mica expansé, - de 60 à 80% d'une charge calcaire ou siliceuse dont la granulométrie peut varier de 0,1 à 3,5 mm. 5. Dispositif d'isolation selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'enduit contient en outre: - des fibres de longueur comprise entre 0,01 et 15 mm, dans une proportion de 0,1 à 3% du poids total de l'enduit. - de 0,5 à 5% d'une dispersion vinylique, - de 0,1 à 2% d'un agent hydrofugeant, - de 0,05 à 0,4% d'un éther cellulosique, - un agent entraîneur d'air. 6. Dispositif d'isolation selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enduit hydraulique est renforcé, au moins dans une couche interne 2', par une adjonction de fibres longues et résistantes, dans une proportion d'au moins 1%, ladite couche interne 2' pouvant être recouverte d'une couche décorative de finition 20'. 7. Dispositif d'isolation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'enduit est renforce par un treillis (3) constitué de fils entrecroisés de fibre de verre (31) dans lesquels sont interposés de façon régulière, des fils (32) de matière synthétique de module d'élasticité semblable à celui du verre et susceptible de résister indéfiniment à la corrosion vis-à-vis du ciment, la proportion de fils résistants en matière synthétique étant suffisante pour que ces derniers résistent par eux mêmes aux tensions résultant des dilatations différentielles entre l'enduit (2) et le panneau isolant (1). 8. Dispositif d'isolation selon la revendication 7, caractérisé en ce que les fils résistants (32) sont des fibres de polyaramides. 9. Dispositif d'isolation selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que le treillis (3) est collé sur les parties de la face externe (12) du panneau isolant restant en saillie entre les mortaises (4). 10. Dispositif d'isolation selon la revendication 7, caractérisé en ce que les fils du treillis (3) sont écartés entre eux d'au moins 1 cm.