Brevet FR2606323A1 — publié le 19880513

L'invention concerne une pièce en matière plastique alvéolaire qui p,résente-une résistance améliorée à la flexion et au déchirement, ainsi qu'un procédé pour obtenir une telle pièce renforcée. Les matières plastiques alvéolaires se divisent en deux groupes principaux : les matières plastiques expansées et les matières plastiques cellulaires. Les matières plastiques dites expansées ont une structure discontinue formée de billes expansées de faible densité soudées thermiquement entre elles. L'exemple le plus caractéristique de ce groupe de matières plastiques est le polystyrène expansé. Les matières plastiques cellulaires ont une structure continue formée d'une masse de matière plastique, au sein de laquelle se sont créées une multitude de bulles ou cellules grâce à la présence d'un agent porogène dans la matière plastique. A ce groupe de matières appartiennent, par exemple, les mousses de polyuréthane, les mousses phénoliques, etc. Toutes ces matières plastiques alvéolaires ont en commun d'avoir une faible densité, de bonnes propriétés d'isolation thermique et des propriétés mécaniques satisfaisantes, comparativement à leur faible densité. C'est la raison pour laquelle ces matières trouvent de nombreuses applications, en particulier dans le domaine de l'emballage. On utilise également ces matières dans d'autres domaines, notamment dans celui du bâtiment et des travaux publics, pour réaliser des éléments de coffrage servant non seulement de moules pour la coulée du béton, mais aussi d'isolants thermiques. Un des exemples d'application est celui des entrevous ou hourdis que l'on utilise pour la coulée de dalles de plancher en béton. Il s'agit de pièces intercalaires que l'on place horizontalement de manière à venir reposer, par des feuillures d'appui, sur deux poutres parallèles horizontales pour servir à la coulée du béton du plancher. Auparavant, ces entrevous étaient réalisés dans différents matériaux et en particulier en terre cuite et béton. Depuis quelques années, on utilise des entrevous en matière plastique alvéolaire, notamment en polystyrène expansé, si bien que ces entrevous permettent d'assurer ultérieurement l'isolation thermique de la dalle de plancher obtenue. Les matières plastiques alvéolaires ont cepandant pour inconvénient d'avoir une résistance au déchirement limitée en raison de leur structure alvéolaire. Dans le cas des matières plastiques expansées, les billes ont tendance à se séparer les unes des autres sous l'effet d'un effort de flexion trop élevé en créant un déchirement de la matière. Dans le cas des entrevous en matière plastique alvéolaire, ces déchirements peuvent se produire au niveau des feuil lures par lesquelles lesdits entrevous prennent appui sur les poutres qui les supportent. Or, il est impératif que les entrevous réalisés en matière plastique alvéolaire puissent avoir une résistance suffisante. Différentes solutions ont été déjà proposées pour améliorer la résistance à la flexion des pièces en matière plastique cellulaire. Une solution connue consiste à placer des inserts, par exemple en bois, au sein même de la pièce. Ceci complique la fabrication de la pièce et augmente inutilement le poids de cette pièce. Une autre solution consiste à réaliser une pièce dont la densité n'est pas uniforme, par exemple à prévoir une pièce ayant trois valeurs de densité différentes : une faible densité au centre, une densité moyenne autour et une densité élevée au niveau des appuis. Il s'agit d'une technique complexe et coûteuse à mettre en oeuvre, eu égard à des pièces qui doivent être obtenues à bon marché. Une autre solution consiste à entourer complètement la pièce par une coque en matière plastique identique ou non à celle de la pièce proprement dite. L'un des buts de l'invention est de procurer une pièce en matière plastique alvéolaire qui présente une résistance améliorée à la flexion. Un autre but de l'invention est de procurer une telle pièce pouvant être obtenue à partir de polystyrène expansé. Un autre but de l'invention est de procurer une telle pièce utilisable notamment dans le domaine du bâtiment et des travaux publics. Un autre but de l'invention est de procurer une telle pièce réalisable sous la forme d'un entrevous. Un autre but de l'invention est de procurer un tel entrevous qui satisfasse aux normes de résistance imposées par les réglementations. Selon l'invention, un ruban souple de renforcement est prévu pour adhérer en contact étroit à la surface de la pièce dans une région où un déchirement de la matière plastique serait susceptible de se produire sous l'effet d'un effort, notamment d'un effort de flexion. Le ruban utilisé est avantageusement un ruban adhésif autocollant comprenant un support résistant au déchirement et une masse adhésive. Dans une autre variante de l'invention, le ruban est un ruban thermocollant, que l'on colle thermiquement à la surface de la pièce. Dans ce cas, il est avantageux que le ruban soit formé à partir de la même matière plastique que la pièce elle-même. La région de la pièce qui reçoit le ruban peut être notamment une feuillure d'appui. Lorsque cette feuillure d'appui comprend une partie sensiblement horizontale et une partie sensiblement verticale raccordées angulairement entre elles suivant une arête généralement horizontale, le ruban est appliqué dans l'angle de la feuillure de manière à s'étendre parallèlement à ladite arête. Avantageusement, le ruban est placé à cheval sur l'arête en sorte que la plus grande partie de la largeur du ruban soit appliquée sur la partie verticale de la feuillure. Selon un autre aspect, l'invention vise un procédé pour obtenir une pièce en matière plastique alvéolaire ayant une résistance améliorée à la flexion, dans lequel on applique un ruban souple de renforcement en contact étroit avec la surface de la pièce dans une région où un déchirement de la matière plastique serait susceptible de se sproduire sous l'effet d'un effort, notamment d'un effort de flexion. Dans la description qui suit, donnée seulement à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue en perspective d'un entrevous en matière plastique alvéolaire renforcée placé entre deux poutrelles d'appui; - la figure 2 est un détail de la figure 1 montrant l'une des deux feuillures de l'entrevous; - la figure 3 est une vue en perspective de l'entrevous de la figure 1 en position inversée; et - la figure 4 est une vue d'extrémité de l'entrevous en appui sur deux poutrelles supports. L'entrevous 10 représenté à la figure 1 est une pièce en matière plastique alvéolaire, dans l'exemple en polystyrène expansé, placée à l'horizontale de manière à reposer sur deux poutrelles 12 et 14, en béton armé ou précontraint, disposées horizontalement et parallèlement entre elles. Les poutrelles 12 et 14 font partie d'une série de poutrelles disposées parallèlement entre elles et à intervalles réguliers, par exemple de l'ordre de 60 cm , de manière à servir d'appui pour une multiplicité d'entrevous analogues à l'entrevous 10. Ces entrevous peuvent exister sous différentes longueurs, en particulier avec une longueur suffisante pour s'étendre d'une rive à l'autre du plancher à construire. Dans la pratique, on préfère des entrevous qui ont une longueur sensiblement égale à leur largeur, c'est-à-dire sensiblement égale à 60 cm. On dispose alors entre deux poutrelles adjacentes une série d'entrevous placés les uns à la suite des autres de manière à s'étendre d'une rive à l'autre du bâtiment, un entrevous pouvant être découpé à la longueur voulue imposée par la distance entre les deux rives opposées. Dans l'exemple, les poutrelles 12 et 14 ont une section générale en forme de T inversé. La poutrelle 12 comprend une partie verticale ou âme 16 et une partie horizontale offrant deux appuis 18 et 20. De façon correspondante, la poutrelle 14 comprend une âme 22 et deux appuis 24 et 26. L'entrevous 10 est conformé de manière à reposer sur les appuis 20 et 24 des poutrelles 12 et 14. L'entrevous 10 est limité en partie inférieure par une surface plane 28 et en partie supérieure par une surface plane 30, parallèle à la surface 28, et raccordée respectivement à deux surfaces 32 et 34 faiblement inclinées. Les surfaces 32 et 34 se raccordent extérieurement sur deux parties arrondies respectivement 36 et 38 qui s'étendent parallèlement entre elles. La partie arrondie 36 vient en appui contre l'un des côtés de l'âme 16 et la partie arrondie 38 vient également en appui contre un côté de l'âme 22. L'entrevous 10 forme dans la région des parties arrondies 36 et 38 deux feuillures respectivement 40 et 42 qui forment les parties d'appui de l'entrevous sur les poutrelles 12 et 14. Dans la région adjacente à la feuillure 42, l'entrevous 10 comprend une languette 44 formant prolongement et propre à s'étendre sous la partie inférieure de la poutrelle 14. Dans la région adjacente à la feuillure 40, l'entrevous 10 présente un évidement 46 destiné à recevoir le bord d'extrémité d'une languette d'un entrevous analogue à l'entrevous 10. Ainsi, lorsque plusieurs rangées d'entrevous sont disposées les unes à côté des autres, la surface inférieure de chaque poutrelle es-t recouverte par une languette d'entrevous placée sous la poutrelle. Ainsi, après coulée du béton sur les poutrelles et les entrevous, et durcissement de ce béton, on obtient un plancher en béton qui est complètement isolé thermiquement en partie inférieure. L'entrevous 10 comporte par ailleurs des alvéoles 50, 52, 54, 56, 58 qui s'étendent parallèlement entre eux sur toute la longueur de l'entrevous. Comme le montre la figure 2, la feuillure 40 est limitée par une partie sensiblement verticale 60 et une partie sensiblement horizontale 62 raccordées entre elles suivant un angle a voisin de 900, dans l'exemple légèrement supérieur à 900. Le raccordement des parties 60 et 62 se fait le long d'une arête 64 formant une partie rentrante à faible rayon. Sous l'effet d'une concentration de contraintes, comme matérialisé par la flèche F, la matière plastique de l'entrevous 10 est susceptible de se rompre en provoquant un déchirement comme montré en 66 sur la figure 2. Un tel déchirement peut se produire sous l'effet d'une charge trop importante appliquée sur la surface supérieure 30 de l'entrevous 10. L'invention permet d'éviter l'apparition d'une telle fente en renforçant la région de l'entrevous 10, c'est-à-dire la région de la feuillure 40 et également de la feuillure 42, où un déchirement pourrait se produire sous l'effet d'un effort de flexion. Dans ce but, on fait adhérer en contact étroit avec la feuillure un ruban 68 qui est placé à cheval sur l'arête 64 de sorte qu'une partie 70 de la largeur du ruban soit appliquée contre la partie 60 de la feuillure, et qu'une autre partie 72 de la largeur du ruban soit appliquée contre la partie 62 de la feuillure. Il est préférable que la partie 70 soit plus large que la partie 72 en sorte que la plus grande partie de la largeur du ruban s'étende sur la partie verticale 60 de la feuillure. Comme le montre la figure 3, on applique un ruban 68 dans la feuillure 40 et un ruban analogue 68' dans la feuillure 42, après fabrication de l'entrevous 10, mais avant sa mise en place sur les poutrelles 12 et 14. Le ruban 68 ou 68' peut être un ruban adhésif auto-collant comprenant un support résistant au déchirement ainsi qu'une masse adhésive. Le support peut être du papier, de la toile, de la matière plastique, une feuille métallique, par exemple d'aluminium, etc, et la masse adhésive peut être du type caoutchouc ou bien acrylique. Le ruban a une largeur de 20 à 100 mm et une épaisseur de 25 à 200 microns, en fonction des caractéristiques de la pièce à renforcer. Un tel ruban peut être appliqué manuellement, à partir d'un dérouleur, soit en usine immédiatement après la fabrication de l'entrevous, soit ultérieurement, par exemple sur chantier, avant son utilisation. Dans une autre variante de réalisation de l'invention, le ruban est formé-d'un film thermocollant que l'on colle thermiquement à la surface de la pièce, par application de chaleur. Il faut alors prévoir un élément chauffant qui provoque soit la fusion partielle du ruban et de la pièce afin d'assurer la liaison entre ce ruban et cette pièce, soit la fusion de l'adhésif thermofusible situé sur un support inerte. Dans ce cas, l'application du ruban sur l'entrevous doit se faire en usine, après fabrication de l'entrevous. Dans le cas où on utilise un film plastique thermocollant qui vient se souder à la surface de l'entrevous sous l'effet de la chaleur, par fusion locale, il est préférable que ce ruban soit réalisé dans la même matière ou le même type de matière que l'entrevous. Ainsi, dans le cas d'un entrevous en polystyrène expansé, le ruban thermocollant est avantageusement un ruban de polystyrène cristal, de qualité choc ou superchoc, et ayant une épaisseur de 25 à 200 microns, dont la compatibilité est totale avec la matière de l'entrevous. L'application d'un tel ruban adhésif ou d'un tel ruban thermocollant peut s'appliquer sur les feuillures d'appui d'entrevous en polystyrène expansé, et plus généralement sur les zones à renforcer de pièces en matière plastique alvéolaire. Pour ce qui concerne les entrevous en polystyrène expansé, ceux-ci peuvent être obtenus à partir de différents types de machines. Ils peuvent être moulés sur une machine classique en discontinu, sur une machine transfert mono ou multi-densité, sur une machine fonctionnant en continu séquentiel, ou bien être découpés à partir de blocs. De façon générale, on peut déterminer de façon très précise les zones fragiles des pièces en matière plastique alvéolaire qui seront à renforcer pour améliorer leur propriétés mécaniques. Pour cela, on peut faire appel à des études de modèles en plasto-élasticimétrie, les modèles étant réalisés dans une matière plastique du type méthacrylate. Un tel matériau développe des fran ges d'interférences quand on l'examine en lumière polarisée et ces franges d'interférences sont fonction des contraintes auxquelles le matériau est soumis. Après étude sur un modèle, on peut déterminer exactement le ou les endroits de la pièce qui devront être renforcés au moyen d'un ruban. De préférence, on placera une longueur continue de ruban en contact avec la ou les régions de la pièce à renforcer. Il entre également dans le cadre de l'invention de prévoir des tronçons de ruban sur la ou les régions de la pièce à renforcer, ces tronçons pouvant être placés les une à la suite des autres ou bien être espacés entre eux. L'invention permet de renforcer très sensiblement les propriétés mécaniques de résistance à la flexion et au déchirement d'une pièce en matière plastique alvéolaire, notamment d'un entrevous en polystyrène expansé. Les entrevous doivent satisfaire à une réglementation dite "CPT plancher", ce qui signifie "Cahier des Prescriptions Techniques plancher". Pour satisfaire à cette réglementation, l'entrevous doit passer avec succès un test de "résistance à la semelle articulée", en offrant une résistance supérieure à 150 decanewtons, la semelle 70 étant placée à des distances imposées de l'axe de la poutrelle et du bord de l'entrevous, comme montré à la figure 4. On se réfère maintenant aux exemples suivants Exemple 1 On utilise un entrevous en polystyrène expansé ayant une densité de 20 grammes par litre. En l'absence de renforcement, cet entrevous possède une résistance R de 140 decanewtons dans le test de la semelle articulée, la semelle 70 étant placée à une distance de 15 cm x 15 cm (15 cm de l'axe de la poutrelle et 15 cm du bord de l'entrevous), comme montré à la figure 4. On renforce les feuillures de l'entrevous en utilisant un ruban adhésif du commerce comprenant un support PVC de 50 mm de largeur et de 45 microns d'épaisseur, muni d'une masse adhésive du type caoutchouc. On applique le ruban de manière que 15 mm de cette largeur recouvre la partie horizontale et 35 mm de cette largeur recouvre la partie verticale de la feuillure. En faisant subir à l'entrevous le même test à la semelle articulée, la résistance R passe de 140 decanewtons à 180 decanewtons. Exemple 2 On utilise dans cet essai un entrevous en polystyrène expansé ayant une densité de 2o grammes par litre et une résistance de 140 decanewtons au test de la semelle articulée "15x15". On utilise le même adhésif que dans l'exemple 1 et on l'applique de la même manière. En utilisant un entrevous ayant une densité de 17 grammes par litre, la résistance R de l'entrevous renforcé selon l'invention passe de 140 decanewtons à 166 decanewtons. Exemple 3 On utilise dans cet exemple un entrevous en polystyrène expansé d'une densité de 19 grammes par litre. La résistance de l'entrevous non renforcé dans le test à la semelle articulée 15x15 est de 133 decanewtons. On applique au moyen d'un sabot chauffant un film thermocollant sur les feuillures de l'entrevous. Pour cela, on utilise un film de polystyrène cristal ayant une largeur de 50 mm et une épaisseur de 75 microns. La résistance R passe de 133 decanewtons à 181 decanewtons. Les entrevous renforcés selon les exemples 1 à 3 ci-dessus présentent ainsi une résistance R supérieure à 150 decanewtons dans le test à la semelle articulé 15x15 et satisfont donc à la réglementation CPT plancher. Bien que l'invention ait été décrite en référence particulière à des entrevous, spécialement en polystyrène expansé, elle trouve une application générale au renforcement de pièces en matière plastique alvéolaire, quelle que soit la nature de cette matière plastique et quelle que soit la forme ou l'utilisation des pièces. Le renforcement des pièces par un ruban souple peut se faire soit sur une surface externe de la pièce, soit sur une surface interne, par exemple à l'intérieur d'un alvéole de cette pièce. Revendications. 1. Pièce en matière plastique alvéolaire, caractérisée en ce qu'un ruban souple de renforcement (68, 68') est prévu pour adhérer en contact étroit à la surface de la pièce (10) dans une région (42) où un déchirement de la matière plastique serait susceptible de se produire sous l'effet d'un effort, notamment d'un effort de flexion. 2. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ruban (68,68') est un ruban adhésif autocollant comprenant un support résistant au déchirement et une masse adhésive. 3. Pièce selon la revendication 2, caractérisée en ce que le support est choisi parmi le papier, la toile, la matière plastique, une feuille métallique, notamment d'aluminium, et la massse adhésive est du type caoutchouc ou acrylique. 4. Pièce selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le ruban (68, 68') a une largeur de 20 à 100 mm et une épaisseur de 25 à 200 microns. 5. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ruban (68, 68')est un ruban thermocollant, collé thermiquement à la surface de la pièce (10). 6. Pièce selon la revendication 5, caractérisée en ce que le ruban (68, 68') est formé à partir de la même matière plastique que la pièce (10), par exemple en polystyrène. 7. Pièce selon la revendication 6, caractérisée en ce que le ruban (68, 68') a une largeur de 20 à 100 mm pour une épaisseur de 25 à 200 microns. 8. Pièce selon l'une des revendications 1 à 7, caracté risée en ce qu'une longueur continue de ruban est prévue sur la pièce (10). 9. Pièce selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que des tronçons de ruban sont prévus sur la pièce (10). 10. Pièce selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la région de la pièce (10) qui reçoit le ruban est une feuillure d'appui (40, 42). 11. Pièce selon la revendication 10, dans laquelle ladite feuillure d'appui (40) comprend une partie sensiblement verticale (60) et une partie sensiblement horizontale (62) raccordées angulairement entre elles suivant une arête (64) généralement horizontale, caractérisée en ce que le ruban de renforcement (68) est appliqué dans l'angle de la feuillure, le ruban s'étendant parallèlement à l'arête de la feuillure. 12. Pièce selon la revendication 11, caractérisée en ce que le ruban (68) est placé à cheval sur l'arête (64) de sorte que la plus grande partie (70) de la largeur du ruban soit appliquée sur la partie verticale (60) de la feuillure. 13. Pièce selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une pièce de construction, par exemple un entrevous. 14. Pièce selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la matière plastique alvéolaire est une matière plastique expansée, par exemple du polystyrène expansé. 15. Pièce selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la matière plastique alvéolaire est une matière plastique cellulaire, par exemple une mousse de polyuréthane ou une mousse phénolique. 16. Procédé d'obtention d'une pièce en matière plastique alvéolaire caractérisé en ce qu'on applique un ruban souple de renforcement (68, 68') en contact étroit sur la surface de la pièce (10) dans une région (40,42) où un déchirement de la matière plastique serait susceptible de se produire sous l'effet d'un effort, notamment d'un effort de flexion.