Brevet FR2622144A1 — publié le 19890428

- 1 - La présente invention concerne un procédé de soudure de chapes d'étanchéité, ainsi que des chapes et des dispositifs soudeurs pour la mise en oeuvre dudit procédé. Le raccordement de chapes d'étanchéité destinées par exemple à assurer la couverture de bâtiments nécessite une soudure des zones de raccordement de deux chapes consécutives de haute qualité, toute imperfection pouvant entraîner des fuites préjudiciables. Il en est de même pour la soudure desdites chapes sur un support en vue du revêtement de certains ouvrages d'art, notamment de ponts, du cuvelage de bassins ou de plans d'eau et de l'isolation de murs enterrés et de fondations. Ces chapes d'étanchéité sont généralement constituées de feuilles monocouche ou multicouches constituées à base de bitume, PVC, éventuellement modifié par adjonction de charges (caoutchouc ou autres matières organiques), à base d'EPDM,- de caoutchouc butyle ou de matières plastiques, en général. Elles peuvent être recouvertes de charges minérales ou de couches de matériaux divers facilitant la pose et améliorant l'aspect extérieur. Elles peuvent en outre comporter une armature en polyester, en fibres de verre ou en d'autres matériaux améliorant la résistance mécanique de ladite chape d'étanchéité. On connait dans l'état de la technique divers procédés de soudure de chapes d'étanchéité. Selon l'un des procédés, la chape d'étanchéité bitumeuse comprend sur la face inférieure un film en une matière thermofusible. Ce film est chauffé au niveau des zones de raccordement par l'ouvrier chargé de la pose à l'aide d'un chalumeau. Le chauffage régulier et homogène des zones de soudure n'est pas toujours assuré en raison du grand soin et de l'attention importante qu'impose le travail; Il nécessite par ailleurs un déroulage et une pose de la chape au fur et à mesure de la soudure des zones de raccordement, ce qui le rend extrêmement fastidieux, notamment pour la mise en place sur des surfaces importantes, irrégulières ou déformées. On connait également des procédés de raccordement par collage à chaud ou à froid. 2- Aucun des procédés connus dans l'état de la technique n'assure une garantie suffisante de la qualité du raccordement et dans chacun des cas, il arrive que des zones de raccordement plus ou moins importantes comportent des lacunes se traduisant par des fuites et des ruptures d'étanchéité. La présente invention a pour objet un procédé de soudure sur une surface de raccordement d'une chape d'étanchéité assurant une fiabilité meilleure de l'étanchétité réalisée. Elle concerne aussi bien la soudure d'une chape d'étanchéité sur un support tel que maçonnerie, bois ou isolant que le raccordement de deux chapes d'étanchéité entre elles, de façon à former un film continu, ou que le raccordement de deux couches entre elles pour former un revêtement multicouche. Par ailleurs, la présente invention permet une soudure des chapes sans contact physique entre l'appareil de soudure et les chapes, celles-ci pouvant être mises en place définitivement avant toute opération de soudure. La présente invention concerne un procédé de soudure sur une surface de raccordement d'une chape d'étanchéité comportant une couche extérieure thermofusible consistant à charger superficiellement l'une au moins des zones de raccordement avec un matériau conducteur et à provoquer l'échauffement dudit matériau conducteur par un courant électrique induit. Le courant électrique induit est essentiellement absorbé par le matériau conducteur et converti en chaleur..-Cette chaleur est transmise au matériau thermofusible par conduction thermique de façon très localisée. Cet échauffement provoque donc le ramolissement et/ou la fusion de la couche thermofusible permettant la soudure. On entend par "charger" le fait de déposer sur la surface de raccordement ou sur la chape d'étanchéité un matériau conducteur ou de l'intégrer dans une matrice constituant la couche superficielle de la chape d'étanchéité ou le revêtement de la surface de raccordement. Ce revêtement peut être constitué d'une pellicule, d'un vernis organique ou d'une couche d'un matériau bitumineux. -3- Selon un mode de réalisation préféré, on provoque l'échauffement du matériau conducteur par le passage d'une bobine d'induction à une faible distance au-dessus de la chape d'étanchéité. Le passage de la bobine d'induction à une vitesse dépendante d'un certain nombre de critères, dont les caractéristiques physiques et géométriques du matériau conducteur et les caractéristiques thermophysiques des chapes d'étanchéité, provoque l'échauffement superficiel de la couche thermofusible et la soudure des chapes d'étanchéité au niveau des zones de raccordement. Selon une variante avantageuse, la vitesse de passage de la bobine d'induction au-dessus de la zone de soudure est asservie à l'énergie absorbée. Il est ainsi possible d'assurer une grande régularité de l'importance de l'échauffement de la couche de matériau conducteur et donc de la qualité de la soudure, toute variation liée à des paramètres impondérables susceptibles de conduire à une variation de l'échauffement se répercutant sur l'énergie absorbée, mesurable simplement et sans contact avec les chapes d'étanchéité et aisément mise à profit pour modifier la vitesse de déplacement de l'inducteur. La couche de matériau conducteur peut être constituée d'une feuille métallique, de granulés ou de poudres conducteurs, notamment métalliques, ou de réseaux plans de matériaux conducteurs tels que des grillages, des feuilles à mailles régulières ou non, des non-tissés de fibres conductrices, des vernis ou résines rendus conducteurs par un traitement physique ou chimique, intercalés entre la chape d'étanchéité et la surface de raccordement au moins au niveau des zones de soudure ou disposés superficiellement sur la chape d'étanchéité ou la surface de raccordement. La fréquence d'induction est inférieure à 950 KHz et dépend de la nature des couches conductrices, de façon à assurer un bon rapport énergie consommée/échauffement induit et donc une efficacité optimale du procédé. Par ailleurs, cette fréquence maximale reste compatible avec les législations en vigueur en matière de rayonnement électromagnétique dans les fréquences radiophoniques. -.4. Selon un mode de mise en oeuvre préféré, la présente invention concerne une chape d'étanchéité de type connu, comportant des zones de soudure recouvertes superficiellement d'un matériau conducteur. Le raccordement de la chape ainsi préparée avec une autre chape recouvrant les zones de soudure s'effectue simplement en mettant en place lesdites chapes et en déplaçant au-dessus des zones de soudure un inducteur haute fréquence. La zone de soudure peut être constituée d'une bande latérale, d'une bande transversale, d'un ilot de soudure ou encore de la totalité de la surface. Par ailleurs, pour souder une chape conformément à l'in- vention sur un support tel que maçonnerie, bois ou isolant, il suffit de la mettre en place en déposant sa face thermofusible chargée dudit matériau conducteur sur le support et d'induire un courant électrique à l'aide d'une bobine d'induction reliée à un générateur de courant alternatif. Selon une variante avantageuse, l'une des faces des chapes d'étanchéité comporte une bande latérale de recouvrement revêtue superficiellement d'une couche d'un matériau conducteur. Le raccordement de telles chapes pour la constitution d'une couverture ou d'un revêtement de grandes dimensions se fait en assemblant plusieurs chapes se recouvrant partiellement, sur une bande de largeur limitée et revêtue d'une couche conductrice. Les différentes chapes sont positionnées, puis les couches conductrices sont chauffées par induction à haute fréquence, en vue de provoquer la soudure des bandes de recouvrement. La présente invention concerne également un dispositif soudeur pour la mise en oeuvre du procédé de soudure comportant un générateur haute fréquence et une bobine d'induction de forme et de dimensions appropriées. Le dispositif soudeur est destiné à provoquer l'échauffement de la couche conductrice des chapes d'étanchéité et peut être déplacé au-dessus des zones de soudure une fois les chapes positionnées correctement. Selon une variante avantageuse, le dispositif soudeur -5- comporte en outre un bâti auto-moteur assurant le positionnement vertical de la bobine d'induction et un indicateur de l'énergie absorbée par la zone de soudure, la vitesse de déplacement sur la zone de soudure du bâti auto- moteur étant asservie à l'énergie absorbée par la zone de soudure. Le dispositif soudeur asservi garantit une fiabilité optimale de la soudure, quels que soient les soins apportés par l'ouvrier procédant à l'opération. D'autres avantages et modes de réalisation ressortiront mieux de la description qui va suivre, s'appuyant sur une figure unique représentant une vue en perspective de la zone de raccordement de deux chapes d'étanchéité selon la présente invention. Les chapes d'étanchéité sont habituellement constituées d'une ou de plusieurs couches de matériau généralement bitumeux formant un tapis allongé, enroulé sur un rouleau pendant le stockage. Elle comporte généralement une bande de soudure ayant sensiblement la même composition que le reste de la chape, sauf que l'on en a ôté tous les éléments qui, au regard du moyen de scellement envisagé, peuvent en gêner la mise en oeuvre. Cette partie sert à raccorder deux chapes distinctes pour en faire une membrane continue de protection contre les entrées d'eau. Les matériaux employés sont généralement à base de bi- tume, de PVC, éventuellement modifié par adjonction de charges (caoutchouc ou autres matières organiques), à base d'EPDM, de caoutchouc butyle ou de matières plastiques, en général. Les chapes peuvent être revêtues de granulés minéraux, de silice en poudre, de talc, de film polypropylène ou de tout autre matériau habituellement utilisé pour éviter le collage entre spires par temps chaud.. Selon le mode de réalisation représenté à titre d'exemple en figure 1, la première chape (1) et la deuxième chape (2) se recouvrent sur une zone de soudure (3). La première chape (1) comporte une bande latérale de soudure (4) revêtue d'une couche superficielle (5) d'un - 6 - matériau conducteur. La première chape (1) est recouverte, au niveau de sa bande de soudure (4) , par la seconde chape (2). La couche conductrice est ainsi intercalée entre deux bandes de soudure thermofusible. En induisant un courant de haute fréquence dans la couche conductrice (5), l'élévation de température se. propagera dans les matériaux avoisinants, ce qui provoquera le ramolissement, voire la fusion, superficiel des matériaux constituant les chapes d'étanchéité. On obtient ainsi une soudure régulière. La couche conductrice (5) peut être constituée d'une feuille métallique, de poudre ou de granulés de carbone ou de graphite, de matériaux tissés ou non-tissés réalisés à partir de fibres conductrices, de préférence métalliques, tels que de la laine de fer, des grillages, de cribles perforés de faible épaisseur. Elle peut également être constituée d'un matériau plastique rendu conducteur par addition d'une charge elle- même conductrice ou d'un polymère rendu conducteur par un traitement chimique approprié et connu dans l'état de la technique. La couche conductrice sera choisie de façon suffisamment fine et souple de manière à ne pas s'opposer à la mise en place de la chape d'étanchéité. La couche conductrice sera, par ailleurs, choisie de façon à présenter une température de fusion supérieure à celle des matériaux thermofusibles constituant les chapes d'étanchéité. La couche conductrice peut être collée sur la bande de soudure (4) ou bien incluse dans la couche superficielle du matériau thermofusible, notamment dans le cas de granulés, poudres ou grillages conducteurs. La couche conductrice (5) peut également être intercalée entre les deux chapes d'étanchéité au moment de la pose, soit par insertion d'une feuille métallique, soit par pulvérisation ou enduction à l'aide d'un matériau conducteur liquide. L'échauffement de la couche conductrice (5) est réalisée -7- par induction haute fréquence, la puissance du champ électromagnétique induit dépendant d'un certain nombre de facteurs dont la résistivité de la couche conductrive (5), de la taille et de la géométrie de ladite couche (5), de la vitesse de déplacement de l'inducteur. A titre d'exemple, on obtient une bonne soudure de deux chapes constituées de matériau bitumeux en employant une couche conductrice (5) réalisée en laine de fer d'un milimètre d'épaisseur et en utilisant un générateur à haute fréquence à 300 KHz, une puissance de 1 Kw, pendant une durée de 0,5 seconde. Pour une couche conductrice (5) réalisée en feuilles d'aluminium, la soudure s'effectue quasi instantanément en employant un générateur de 20 KHz, d'une puissance de 1 Kw. Pour une couche conductrice (5) réalisée en grillage de fer, présentant des mailles de 2 cm sur 2 cm, un courant de KHz, d'une puissance de 3 Kw, permet une soudure satisfaisante en 0,5 seconde environ, pour une surface correspondant sensiblement à la taille de la bobine d'induction. Pour une couche conductrice (5) réalisée à partir de granulés de graphite, une puissance de 6 Kw et une fréquence de 500 KHz sont nécessaires pour obtenir une soudure, en un temps d'une minute environ pour une surface correspondant à celle de la bobine d'induction. Le passage de la bobine d'induction au-dessus de la couche conductrice (5) provoque une augmentation de l'énergie absorbée et donc une augmentation du courant consommé par le générateur de haute fréquence. Cette variation de la consommation peut être employée pour asservir la vitesse de déplacement de l'inducteur haute fréquence. Cet asservissement peut être soit mannuel, la variation de consommation se traduisant par des signaux d'alerte permettant à l'opérateur de modifier la vitesse à laquelle il déplace le dispositif soudeur. Cette variation peut être par ailleurs également exploitée par un dispositif électronique faisant varier la vitesse de déplacement d'un dispositif soudeur auto-moteur. Il est, du reste, bien entendu que le mode de réalisation de l'invention qui a été décrit ci-dessus er. référence au dessin annexé a été donné à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications et variantes peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention. Notamment, la soudure peut consister non pas à raccorder deux chapes d'étanch6ité entre elles mais à raccorder une chape d'étanchéité ou un ensemble de chapes se recouvrant partiellement pour former une nappe continue sur un support tel qu'une terrasse, un ouvrage d'art, un cuvelage ou un mur enterr6. Dans ce cas, la couche conductrice peut être déposée sur la surface de raccordement au lieu de la chape d'étanchéité, notamment sous forme d'un vernis bitumineux chargé de matériaux conducteurs. -9-_ REVENDI C A T I 0 N S 1) Procédé de soudure sur une surface de raccordement d'une chape d'étanchéité comportant une couche extérieure thermofusible caractérisé en ce que l'on charge superficiellement l'une au moins des zones de raccordement avec un matériau conducteur et que l'on provoque l'échauffement dudit matériau conducteur (5) par un courant électrique induit. 2) Procédé de soudure sur une surface de raccordement d'une chape d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on provoque l'échauffement du matériau conducteur par le passage d'une bobine d'induction à une faible distance au-dessus de la chape d'étanchéité. 3) Procédé de soudure sur une surface de raccordement d'une chape d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé en ce que la vitesse de passage de la bobine d'induction au-dessus de la zone de soudure est asservie par l'énergie absorbée. 4) Procédé de soudure sur une surface de raccordement d'une chape d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surface de raccordement est constituée par la bande de recouvrement d'une seconde chape d'étanchéité. ) Procédé de soudure sur une surface de raccordement d'une chape d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on interpose entre la chape d'étanchéité et la zone de raccordement une feuille conductrice ou un réseau plan constitué d'un matériau conducteur. 6) Procédé de soudure sur une surface de raccordement d'une chape d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la fréquence d'induction est inférieure à 950 KHz. 7) Chape d'étanchéité pour la mise en oeuvre du procédé de soudure conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une couche d'un matériau thermofusible chargé au moins partiellement par un 26-22144 - *10 - matériau conducteur. 8) Chape d'étanchéité pour la mise en oeuvre du procédé de soudure selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte une couche d'un matériau thermofusible revêtue par une feuille conductrice ou d'un réseau plan conducteur. 9) Chape d'étanchéité selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte une couche d'un matériau thermofusible chargé de granulés conducteurs. 10) Dispositif soudeur de chapes d'étanchéité pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur de courant et une bobine d'induction. 11) Dispositif soudeur de chapes d'étanchéité selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un bâti mobile assurant le positionnement vertical de la bobine d'induction, ainsi qu'un indicateur de l'énergie absorbée par la zone de soudure.