Brevet FR2620747A1 — publié le 19890324

PROCEDE DE FABRICATION D'UN MATERIAU COMPOSITE POUR L'ISOLATION THERMIQUE DES BATIMENTS ET NOUVEAU MATERIAU OBTENU La présente invention est relative au domaine technique de l'isolation thermique des bâtiments. Le matériau isolant se présente sous la forme d'un panneau composé d'une âme en résine synthetique expansée,recouverte sur ses deux-faces d'un revêtement permettant le scellement grâce à des liants à base de plâtre ou de ciment sans autre adjuvant. Lorsque l'isolation thermique des bâtiments est devenue une nécessite par suite d'une élévation importante du coût de l'énergie, des produits efficaces mais pas vraiment conçus pour être mis facilement et économiquement en oeuvre par les professionnels de la construction, ont été commercialisés. C'est ainsi que les plâtriers se trouvent limités à proposer des cloisons traditionnelles en brique pour recouvrir et protéger des isolants qu'ils auront eux-même fixés aux parois grâce à des moyens mécaniques qui ne leur sont pas familiers. Le coOt de cette méthode est très élevée si non prohibitif. De plus,l'ensemble isolant plus protection est très encombrant, il réduit de ce fait la surface habitable et il est impossible d'isoler les embrasures des portes et des fenetres. Le maçon affronte de graves difficultés lorsqu'il doit isoler un bâtiment par l'extérieur. Il doit utiliser des colles, des vissages, pour fixer contre la paroi à isoler, des matériaux très fragiles. Toutes ces opérations sont complètement étrangères à sa méthodologie. Le plus difficile restant encore à faire, car il doit ensuite réaliser un recouvrement de protection d'aspect traditionnel adhérant le mieux possible à l'isolant et résistant au fendillement. Les matériaux les plus élaborés sont constitués par une mousse synthétique associée sur l'une de ses faces à un parement rigtde tel que plâtre ou bois reconstitué. La liaison réalisée industriellement est satisfaisante. Par contre, la fixation de ces éléments contre une paroi à isoler ne peut pas étre- fiable. Elle est assurée par collage ou par vissage en deux ou trois points par mètre carré. Pour beaucoup d'utilisateurs potentiels, un local isolé suivant ce procédé donne l'impression d'une habitation de qualité inférieure. En outre, les fixations murales ainsi que la résistance à la déformation de ces panneaux les rendent inaptes à supporter des éléments mobiliers et certains revêtements tcls que carrelages. Enfin, l'alignement et la planimétrie de ces panneaux nécessitent beaucoup de soins. Seuls les menuisiers semblent être capables de telles réalisations alors que la grande majorité d'entre eux refuse ce travail. Par ses qualités de coQt, de résistance mécanique, de pouvoir isolant, de facilité de mise en oeuvre, le nouveau matériau constitue un réel progrès. C'est une mousse de polyuréthane qui assure préférentiellement la fonction d'isolation thermique. Elle a été retenue pour diverses raisons qui sont - son coefficient d'isolation thermique qui est le meilleur de tous les isolants utilisables en ce domaine. - à qualité isolante égale, c'est le produit le plus économique. - sa mise en oeuvre industrielle est parfaitement maitrisee et ne nécessite pas un outillage couteux. - sa reprise d'humidité est nulle. - sa résistance à l'éclatement sous contrainte de traction est importante, entre 200 et 300 kilonewtons par mètre carré. - au cours de sa mise en oeuvre, lors de son expansion, elle peut tres facilement pénétrer à l'intérieur d'un complexe fibreux auquel elle adhérera parfaitement. Les fibres pouvant ainsi constituer un moyen d'ancrage très fiable. L'expérience montre que l'éclatement sous contrainte de traction ne se produit pas au niveau des fibres, mais au sein de la mousse normalement expansée. La mousse sera donc expansée entre deux complexes fibreux qu'elle pénétrera partiellement. L'âme du panneau ainsi réalisée présentera sur chacune de ses faces un aspect fibreux. Les maçons et les plâtriers maitrisent parfaitement les techniques de mise en oeuvre des liants tels que le plâtre et le ciment. Ces mate^ riaux sont très économiques si l'on compare leur coût à celui des mêmes liants additionnés de nombreux adjuvants et à celui des colles nécessaires à la mise en oeuvre des autres procédés. On sait aussi que la reprise des liants naturels l'un sur l'autre est aisée et fiable, ciment sur ciment, platre sur plâtre et sur ciment. C'est donc un de ces liants qui sera utilisé pour imprégner les fibres déjà prisonnières de la mousse et sceller les panneaux contre la paroi à isoler. L'imprégnation des fibres est une opération qui peut très facilement être industrialisée. La prise du liant pouvant dans ce cas être accélérée par passage en tunnel chauffant ou en étuver Le panneau isolant livré sur le chantier sera donc preférentelle- ment constitué par une âme en mousse de pplyuréthane, recouverte sur ses deux faces par un liant à base de ciment ou de plâtre, les fibres alternativement noyées dans la mousse et chacun des revêtements assurent la cohésion de 1 'ensemble. L'accrochage du liant de scellement mis en oeuvre sur le chantier peut être facilite par un moyen très simple. Il suffit, lors de l'inv dustrialisation des panneaux,de réaliser sur toute leur surface des rai nures peu profondes ou de fines ondulations. La surface de contact du liant de scellement s'en trouve augmentée et celui-ci a moins tendance à couler lorsque les ondulations ou les rainures se trouvent placées dans le sens horizontal. De tous les matériaux mis en oeuvre, seule la nature des fibres pourrait poser problème, non du côte de la mousse qui est parfaitement neutre, mais du côté revêtement si celui-ci est à base de ciment. L'agressivité du ciment limite le choix des fibres a des matières telles que par exemple : fibre de verre spécial inattaqué par les alcalis ou fibres de polypropylène. En règle générale, on peut avoir recours à toutes les fibres qui sont couramment utilisées pour le renforcement des bétons dans des proportions de 1 à 2 % en volume. Le plâtre, beaucoup plus neutre, peut s accommoder de certaines fibres naturelles, Les fibres de polypropylène, par leur inaltérabilité, leur ténacité, leur fatbte coût, leur facilité de mise en oeuvre, sont un matériau de choix en toutes circonstances. Sans moyen approprié, il est très difficile de limiter la pénetration de la mousse de polyurethane à l'intérieur d'un complexe fibreux. Pour y parvenir efficacement et économiquement, on a recours à un procédé qui consiste à placer à l'intérieur du complexe fibreux,un film mince de polyéthyléne par exemple. Ce film a deux fonctions, il limite la pénétration de la mousse et sert de support aux fibres. L'association de ces deux éléments est réalisée par aiguilletage des fibres au travers du film. Cette opération est réalisée grâce à des outillages connus, qui par simple réglage de la course des aiguilles permettent de positionner le film au niveau désiré à l'intérieur du complexe obtenu. En choisissant des fibres plus longues que le pas d'aiguilletage, on obtient des boucles plus ou moins longues qui rendent encore plus fiable l'ancrage. Les panneaux ainsi réalisés seront très facilement mis en place par un maçon ou un plâtrier suivant que leur revêtement est a base de ciment ou de plâtre. Enduits sur une face, ils seront appliqués sur la surface à isoler. Avant leur pose, la planimétrie de cette surface n'a pas à être reprise si les panneaux sont de petite dimension. Après la prise du scel liement une ou plusieurs projections permettront de réaliser des surfaces parfaitement planes. L'ensemble,paroi à isoler, panneau d'isolation et surface rectifiée, constitueront un ensemble parfaitement cohérent, très résistant aux contraintes de toutes sortes et éventuellement porteur d'élements mobiliers ou autres. La figure 1 est une vue en coupe d'un panneau isolant réalisé selon l'invention. Un exemple non limitatif de réalisation va permettre, en se référant à la figure 1, de décrire les caractéristiques générales d'un panneau ainsi que celles de chacun de ses constituants. La résine synthétique polyuréthane 1, expansée sous forme de mousse à cellules fermées qui constitue l'âme du panneau a une épaisseur de 40 millimètres, une densité de 40 grammes par litre et une conductibilité thermique de 0,02 watt par mètre et par degré. Les revêtements 2 en plâtre ont une épaisseur de 1 centimètre, la conductibilité thermique du plâtre est de 0,46 watt par mètre et par degré. Les filins 3 en polyéthylène ont une épaisseur de 0,1 millimètre et une conductibilité thermique de 0,25 watt par mètre et par degré. Le coefficient K de l'ensemble est de 0,49 watt par mètre carré et par degré. Les fibres 4 alternativement noyées dans le revêtement de plâtre 2 et l'âme en mousse 1 sont solida-. risées au film 3 par aiguilletage. Sur la figure 1, pour plus de clarté dans le dessin, une seule fibre a été représentée en association avec chacun des films 3. En pratique les fibres de 30 décitex sont beaucoup plus denses, leur poids est d'environ 400 grammes par mètre carré. Elles sont de préférence longues, plus de 10 centimètres. La fréquence de l'aiguilletage est d'au moins 30 coups d'aiguille au centimètre carré. REVENDICATIONS Procédé de fabrication d'un matériau composite pour l'isolation thermique des bâti ment s se présentant: la forme d'un panneau caractérisé so ce que son âme est constituée par une résine synthétique expansée sous forme de mousse, le parement, en plâtre ou en eiment , qui recouvre les deux faces de l'âme est lié à celle-ci par interpénétration de fibres à l'intérieur du parement et de l'âme. 2) Procédé de fabrication suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les fibres sont préalablement associées à un film qui limite, à l'intérieur du com plexe film plus fibres, la pénétration des matières constituant l'âme et les parements du panneau. 3) Procédé de fabrication soivent la revendication 2 caractérisé ujn ce que les fibres sont associées au film par aiguilletage. 4) Procédé de fabrication suivant les revendications 2 et 3 caracLérîsé en ce que les fibres plus longues que le pas d'aiguilletage sont apparentes sur les deux faces du film sous l'orin de boucles longues. 5) Matériau composite pour l'isolation thermique des bâtiments, obtenu suivant l'une quelconque des revendi cations 1 à 4.