Brevet FR2591147A1 — publié le 19870612

La présente invention a pour objet un nouveau matériau composite stratifié rigide destiné à la réalisation de panneaux, notamment de grandes dimensions. L'invention peut être utilisée en particulier dans l'industrie du bâtiment pour la réalisation de murs, de cloisons ou de toitures, mais également dans de nombreuses autres applications notamment pour la réalisation de panneaux décoratifs ou publicitaires, d'écrans, de pontons flottants par exemple. De nombreux matériaux composites stratifiés ont été utilisés pour la fabrication de panneaux rigides de toutes dimensions. Le choix de l'épaisseur et de la composition de chaque couche du matériau permet en effet d'impartir avantageusement au panneau les qualités de résistance thermique, phonique et mécanique recherchées. C'est ainsi qu'on connait déjà des panneaux composites stratifiés destinés en particulier à la réalisation de toitures, comprenant une structure intermédiaire en polystyrène expansé choisi en raison de ses propriétés d'isolation bien connues. En outre, afin de donner son indispensable rigidité aux panneaux, cette structure intermédiaire est comprise entre deux couches externes rigides réalisées sous forme de plaques de bois notamment aggloméré. On connait également des panneaux multicouches entièrement finis en usine, de grande surface, destinés particulièrement à la réalisation de cloisons d'habitation. Ces panneaux comportent une structure interne isolante telle que du polystyrène, de la laine de verre, de la mousse polyuréthane, avec une ossature bois, et une structure externe stratifiée réalisée à base de résine de polyester renforcée, sur contre-plaqué à collage phénolique. La rigidité d'un tel panneau est bien évidemment assurée par la plaque de contre-plaqué. Un tel état de la technique montre que l'on a pensé, jusqu'à présent, que pour réaliser des panneaux rigides de grandes dimensions, à l'aide de matériau composite stratifié il était absolument indispensable qu'au moins deux couches du matériau utilisé présentent une grande rigidité, et soient pratiquement indéformables. Cependant, une telle conception impose le choix de matériaux relativement lourds qui donnent au produit fini un poids au mètre carré important d'environ 25 à 35kg. Ce poids est responsable d'un certain nombre d'inconvénients, en particulier lors de la mise en oeuvre de panneaux d'habitation par exemple. C'est ainsi qu'il est nécessaire d'utiliser des engins de levage et une main d'oeuvre spécialisés dont l'emploi augmente de façon considérable le prix de revient de la réalisation. Dans le domaine particulier de la construction d'habitation individuelle, on s'est récemment orienté vers une formule alternative basée sur l'utilisation de panneaux de petites dimensions et de faible poids. C'est ainsi qu'il est connu d'utiliser dans cette application des panneaux en polystyrène obtenus par moulage. Cependant, la taille de tels panneaux est limitée d'une part en raison de la limitation de la taille des moules pouvant être utilisés pour la fabrication des panneaux, ces moules étant réalisés à base de matériaux très coûteux, tels que l'aluminium, et d'autre part en raison de la perte de rigidité corrélative à l'agrandissement des panneaux. De plus, lorsqu'on assemble ces panneaux pour constituer des murs ou des cloisons, lors de la construction, la rigidité d'ensemble est insuffisante pour pouvoir appliquer sans risque les enduits intérieur et extérieur indispensables. On a donc été amené à prévoir une structure rigidifiante, qui est obtenue en coulant du béton dans des alvéoles ménagés dans chaque panneau à cet effet. Cependant, pour couler le béton dans ces alvéoles il est nécessaire de caler et régler préalablement l'assemblage, ce qui nécessite l'emploi de matériel et main d'oeuvre spécialisés. La présente invention a pour but de résoudre les problèmes précités en proposant un matériau composite stratifié rigide nouveau destiné à la réalisation de panneaux pouvant être exécutés facilement en toutes dimensions, et réalisé à partir de matériaux légers et peu coûteux. On a en effet découvert que l'on pouvait obtenir une structure rigide ne comportant pas, de façon surprenante, d'éléments sensiblement indéformables assurant la rigidité d'ensemble. La solution proposée par la présente invention, pour résoudre le problème technique posé consiste en un matériau composite stratifié rigide, destiné à la réalisation de panneaux, notamment de grandes dimensions, caractérisé en ce qu'il comprend une structure intermédiaire de faible densité comportant des éléments présentant une rigidité multidirectionnelle et à faible seuil de déformation, ladite structure intermédiaire étant comprise entre deux couches externes déformables de répartition des forces choisies de telle sorte que ladite structure intermédiaire ne subisse pas de force locale supérieure audit seuil de déformation. On obtient ainsi un matériau parfaitement rigide, bien que tous ses éléments constitutifs présentént une structure facilement déformable. Cet effet tout à fait inattendu est particulièrement avantageux, puisque, grâce à la possibilité d'utilisation de matériaux légers on peut obtenir des panneaux rigides de toutes dimensions dont le poids est tel qu'ils peuvent être facilement manipulables. De plus, ces matériaux légers sont généralement peu coûteux et leur emploi diminue par conséquent le prix de revient des panneaux. Selon une caractéristique particulière de l'invention, chaque couche externe est réalisée sous forme d'une feuille ou d'une plaque souple, de préférence alvéolaire en matière plastique extrudée, réalisée notamment à base de polypropylène, polychlorure de vinyle, polycarbonate ou polyester. De tels matériaux assurent une grande légèreté au panneau fini. Avantageusement, la structure intermédiaire comporte un certain nombre de cavités ou alvéoles ouvertes permettant, notamment par injection, le remplissage au moins partiel du panneau lors de son utilisation. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques et avantages de celle-ci apparattront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs illustrant plusieurs modes de réalisation actuellement préférés de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective illustrant un panneau selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle en perspective d'un panneau selon un second mode de réalisation de l'invention --la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2 ; et - les figures 4 et 5 sont deux vues en perpective semblables à la figure 1 de deux autres modes de réalisation de l'invention. Pour la simplicité de la description, le matériau selon l'invention sera décrit ci-après en référence à une application particulière, i.e la réalisation de panneaux de grande surface destinés notamment à la construction de murs ou de cloisons d'habitation, mais cette application n'est donnée bien entendu qu'à titre d'exemple non limitatif. En référence aux figures annexées, le panneau 1, selon l'invention est sensiblement parallélépipèdique, mais peut être, en raison des matériaux qui le constituent, de forme tout à fait quelconque. En particulier l'épaisseur peut être choisie suivant l'application, par exemple entre 1 et 25 cm. Chaque couche externe 2, 3 est réalisée sous forme d'une feuille ou plaque souple ou déformable en matière plastique notamment extrudée, ou toute autre matière pouvant être extrudée ou obtenue sous forme de feuille réalisée en particulier à base de polypropylène, polychlorure de vinyle, polycarbonate ou polyester selon l'application choisie. Une telle matière est particulièrement avantageuse, puisqu'il est possible de réaliser des plaques ou feuilles de toutes dimension et forme, et dont le poids reste cependant faible. De préférence, pour les couches externes 2, 3, on choisira une matière plastique pouvant être réalisée sous forme de plaques notamment alvéolaires de faible épaisseur. On a utilisé en particulier dans l'invention du carton plastique à base de polypropylène. Néanmoins, d'autres matières peuvent également être utilisées avec les mêmes effets avantageux. La fonction de ces couches externes est de répartir les forces agissant notamment localement en surface sur la structure intermédiaire. En outre, la matière plastique confère aux panneaux finis des propriétés avantageuses d'étanchéité et d'imperméabilité. Ainsi, il n'est pas nécessaire contrairement aux structures de l'art antérieur, de prévoir un moyen spécifique destiné à imperméabiliser le panneau. En effet, jusqu'à présent lorsque l'on utilisait une mousse plastique pour réaliser la structure intermédiaire, il était nécessaire, en raison de la sensibilité de la mousse à l'humidité, de prévoir lors de la construction, la mise en place d'un moyen spécifique destiné à imperméabiliser les panneaux. Les figures 1, 4 et 5 représentent trois modes de réalisation de l'invention dans lesquels la structure intermédiaire est réalisée, d'une façon commune, à base d'une mousse plastique telle que notamment mousse de polystyrène, polyuréthane ou mousse phénolique. Le choix de la matière est bien entendu fonction de l'utilisation du panneau, et dans les applications les plus courantes on choisira, en particulier en raison de son bas prix, une mousse de polystyrène. Cependant, d'une façon générale, on peut également utiliser pour constituer la structure intermédiaire d'autres matériaux tels que laine de verre, argile expansé, billes de verre expansé, vermiculite et toutes particules légères notamment agglomérées, minérales ou végétales. Comme on le sait, les mousses plastiques, et notamment de polystyrène, présentent une structure de faible densité formée de grains individuels présentant une certaine rigidité multidirectionnelle, mais à faible seuil de déformation. En effet, les grains de polystyrène peuvent être facilement déformés par l'application d'une simple pression des doigts par exemple. C'est pourquoi, on peut obtenir des plaques de polystyrène expansé, bien que ces plaques restent fragiles et soient facilement déformables en particulier en flexion. Sur la figure 1, la couche intermédiaire 4 est réalisée sous forme monobloc. On préfèrera cependant les modes de réalisation représentés aux figures 4 et 5 des dessins, dans lesquelles la structure intermédiaire est réalisée sous forme de panneaux 5 juxtaposés avec, dans le cas de la figure 5, des intervalles de séparation formant un ensemble de cavités de remplissage comme il sera décrit ci-après. Avantageusement la structure intermédiaire est de plus réalisée sous forme de couches multiples contre collées. En effet, on a recherché, pour réaliser la présente invention, l'emploi des matériaux les moins coûteux. A cet égard, on utilise de préférence des blocs de polystyrène que l'on découpe en plaques selon l'usage. Cependant, lors de la découpe il se produit un effet bien connu de tuilage du polystyrène et les plaques obtenues présentent de gros défauts de planéité. On a découvert qu'il était possible d'assurer une certaine planéité en réalisant la couche intermédiaire au moyen de plaques découpées et contrecollées. (voir figures 4 et 5). Cette conception permet de contre carrer efficacement l'effet de tuilage dû au polystyrène. Pour le collage des plaques de polystyrène 5 entre elles et avec les couches externes 2, 3 on utilisera toute colle usuelle, qui reste souple dans le temps. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 2 et 3 des dessins, la structure intermédiaire est réalisée sous forme de bandes 6, formées de préférence en la même matière que les couches externes 2 et 3. Ces bandes sont disposées transversalemeent entre lesdites couches externes 2 et 3, et s'étendent dans des directions et avec une densité quelconques. Sur la figure 2, les bandes s'étendent en ondes ou en zigzag dans des directions sensiblement parallèles. D'une façon générale, on choisira une répartition des bandes de telle sorte qu'elles forment entre elles un ensemble d'alvéoles destinés à recevoir un matériau de remplissage. Dans les modes de réalisation des figures 2, 3 et 5, la structure intermédiaire comporte donc un certain nombre de cavités ou alvéoles ouvertes permettant le remplissage au moins partiel du panneau, par exemple lors de son utilisation. De préférence, on injectera du béton dans ces cavités, mais la conformation des panneaux est avantageuse, puisqu'elle permet par simple découpe appropriée des panneaux de la structure intermédiaire, d'utiliser tout matériau de remplissage souhaité tel que bois, ou insert métallique par exemple, indépendamment de sa forme ou de sa nature. On utilisera un matériau de remplissage chaque fois que l'on souhaitera donner aux panneaux une structure auto-porteuse. Dans la réalisation d'habitation individuelle, on aura recours au béton pour la réalisation des murs porteurs. Cependant, contrairement à l'art antérieur, les panneaux sont suffisamment rigides et auto-portants pour permettre par simple collage approprié sur la plaque de béton de fondation, la mise en place du panneau préalable à son remplissage. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'utiliser des moyens de calage et de réglage spécifiques. Comme on l'aura compris, la présente invention trouve son originalité dans la réalisation de panneaux rigides plans notamment de grande surface, de structure pleine ou alvéolée, dont la légèreté permet une manutention aisée. On obtient pour des panneaux d'une épaisseur d'environ 15 cm un poids au mètre carré de l'ordre de 3 à 5 kg. Ainsi, dans le cas de la construction d'habitation individuelle, un panneau d'une surface de 25 m2, destiné à la réalisation d'une cloison ou d'un mur peut être manipulé par deux personnes seulement. Le panneau selon l'invention présente une structure auto-portante, isolante, étanche, pouvant être renforcée notamment par injection ou remplissage, et adaptable à tous les styles. En outre, par simple découpe manuelle on peut obtenir des panneaux de forme et dimension quelconques. De plus, le panneau selon l'invention peut recevoir aisément des enduits intérie'urs et/ou extérieurs le rendant notamment imputrescible, dur et encore plus rigide. Enfin, grâce à l'utilisation de matériaux peu coûteux, les panneaux selon l'invention sont susceptibles de remplacer avantageusement un grand nombre de panneaux déjà existants, en particulier dans le domaine de la publicité et de la décoration. Enfin, la légèreté et l'étanchéité permettent d'envisager des applications de l'invention aux pontons flottants ou à la réalisation de cloisons de piscinejou encore de cloisons de chambre froide. REVENDICATIONS 1. Matériau composite stratifié rigide, destiné à la réalisation de panneaux, notamment de grandes dimensions, caractérisé en ce qu'il comprend une structure intermédiaire (4) de faible densité comportant des éléments présentant une rigidité multidirectionnelle et à faible seuil de déformation, ladite structure intermédiaire (4) étant comprise entre deux couches externes (2,3) déformables de répartition des forces choisies de telle sorte que ladite structure intermédiaire ne subisse pas de force locale supérieure audit seuil de déformation. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque couche externe (2,3) précitée est réalisée sous forme d'une feuille ou plaque déformable de préférence alvéolaire en matière plastique extrudée réalisée notamment à base de polypropylène, polychlorure de vinyle, polycarbonate ou polyester. 3. Panneau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la structure intermédiaire (4) précitée comporte un certain nombre de cavités ou alvéoles ouvertes pour permettre notamment par injection, le remplissage au moins partiel du panneau lors de son utilisation. 4. Panneau selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la structure intermédiaire (4) précitée est réalisée à base de mousse plastique telle que notamment mousse de polystyrène, polyuréthane ou mousse phénolique, sous forme de panneaux juxtaposés de préférence avec des intervalles de séparation formant les cavités de remplissage précitées. 5. Panneau selon la revendication 4, caractérisé en ce que la structure intermédiaire précitée est réalisée sous forme de couches multiples contre-collées. 6. Panneau selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la structure intermédiaire (4) précitée est réalisée sous forme de bandes (6) formées de préférence en la même matière que les couches externes précitées, disposées transversalement entre lesdites couches externes, lesdites bandes (6) s'étendant sensiblement dans des directions quelconques pour former entre elles un ensemble d'alvéoles destinés à reeevoir le matériau de remplissage précité. 7. Panneau selon la revendication 6, caractérisé en ce que les bandes transversales précitées sont réalisées en une matière notamment plastique et alvéolaire telle que en particulier du carton plastique, et en ce que lesdites bandes présentent un certain nombre de plis, et s'étendent en ondes ou en zigzag en section transversale.