Brevet FR2636653A1 — publié le 19900323

La présente invention concerne un revêtement pour protéger les constructions, notamment contre le feu et la chaleur. Le mot revêtement est désigné ci-après sous son sens strict en excluant les peintures intumescentes qui ne présentent pas de stabilité dans le temps. Par "constructions", on désignera ci-après principalement les murs, plafonds, toitures, portes et charpentes des immeubles d'habitation ou des locaux industriels ou agricoles, les garages, hangars, réalisés en poutrelles, poutres et poteaux métalliques, fermes pleines ou ajourées ou en treillis, les cloisons, les panneaux en matière plastique, en tôle émaillée ou peinte, en matériaux expansés ainsi que les faux plafonds et leurs profilés de suspension, les boucliers pare-feu, les gaines d'aération, les conduits de fumée et d'incendie, les canalisations de transport, en particulier de produits pétroliers et matières inflammables analogues, et leur jointoiement,les chemins de cibles électriques, les passages de câbles électriques, les coffres forts, les panneaux acoustiques, les tuyaux, et les installations sanitaires. Par "constructions", on désignera également dans la description ci-après, les structures flottantes telles que les navires, ainsi que les réservoirs de stocage de produits inflasmables, comme les produits pétroliers et chimiques, les carcasses de turbines hydrauliques ou atomiques, les réacteurs atomiques et analogues. Pour protéger les constructions précitées contre les effets du feu et de la chaleur, on a déjâ utilisé couramment des produits base d'amiante, de fibres céramiques, de fibres de laine de roche ou de verre, et/ou de particules réfractaires, éventuellement enrobées dans un liant inorganique ou organique. On connaît ainsi, par exemple, un produit antifeu, utilisé notamment pour la protection de câbles électriques, comprenant un liant organique, à base de matières synthétiques telles que : nylon, copolymère butadiène styrène, polyvinyles, et une charge de particules minérales à base de carbonate de calcium, talc (silicate de magnésium), mica, silice très fine, argile (kaolin), éventuellement cellulose (telle que pâte à papier). Ce produit anti-feu donne une protection contre le feu extrêmement précaire, de l'ordre d'un quart d'heure environ. La protection de la plupart des câbles électriques ne brûle pas tant que la température n'atteint pas 3000C. Toutefois, en cas de feu prolongé et/ou de contact direct avec les flammes, la protection apportée est à peu près nulle. En effet, l'homme du métier sait que les polyvinyles se décomposent et/ou brillent à des températures relativement basses, inférieures à 3000C, si bien que le revêtement perd sa consistance et n'assure plus aucune protection dès que cette température est atteinte. On connait par ailleurs, d'après le brevet européen nO 0 029 883 au nom de la demanderesse un revêtement pour protéger les constructions notamment contre le feu et la chaleur, comprenant des particules réfractaires enrobées dans un liant inorganique durcissable en présence d'eau, et au moins un composé inorganique apportant au revêtement ou formant lors de la prise du liant inorganique un nombre de molécules d'eau de cristallisation supérieur à celui obtenu normalement par le liant seul. L'expérience a montré que l'on pouvait ainsi, par la présence d'un tel composé inorganique apportant des molécules d'eau de cristallisation, augmenter considérablement la protection contre le feu obtenue par le revêtement. Toutefois, un tel revêtement est relativement onéreux et peut présenter des difficultés d'adhérence, tant au moment de son application qu'après celle-ci, sur certaines parois lisses verticales ou en surplomb telles que des parois de gaines de ventilation ou de conduits de fumée, qui sont en général métalliques. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des revêtements connus, et de proposer un revêtement de protection qui soit peu onéreux, qui présente une adhérence excellente même sur des parois lisses verticales ou en surplomb, qui soit d'utilisation facile et qui donne une excellente protection contre un feu prolongé ou contre un contact direct avec les flammes. Le revêtement pour protéger les constructions, notamment contre le feu et la chaleur, visé par l'invention comprend une charge de particules minérales enrobées dans un liant organique. Suivant l'invention, le revêtement est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un composé inorganique apportant au revêtement des molécules d'eau de cristallisation. Le revêtement conforme à l'invention diffère donc du brevet européen nO 0029883 précité au nom de la demanderesse en ce qu'il comprend un liant organique en lieu et place d'un liant inorganique durcissable en présence d'eau, lequel est en général un liant hydraulique, ciment, chaux vive, etc... Une telle substitution parait particulièrement audacieuse s'agissant d'un revêtement de protection contre le feu et la chaleur quand on connaît le caractère très inflammable et très combustible des liants organiques. Bien que les liants organiques se décomposent et/ou brûlent à une température souvent inférieure à 3000C, ce qui dissuade fortement l'homme du métier d'utiliser un liant organique dans un revêtement destiné à assurer une protection durable contre le feu et la chaleur, l'expérience a montré ce résultat surprenant que l'on pouvait ainsi augmenter considérablement la protection contre le feu obtenue par le revêtement. La demanderesse a constaté que, comme le revêtement objet du brevet européen précité, le revêtement suivant la présente invention, lorsqu'il était exposé à la chaleur ou au feu, montait beaucoup moins vite en température que les revêtements connus, la vitesse moyenne de montée en température étant d'autant plus réduite que le nombre de molécules d'eau de cristallisation contenues dans ce revêtement était plus important. Sans que l'invention soit liée à cette explication, la demanderesse pense que cette propriété résulte du fait que la libération de l'eau de cristallisation nécessite un apport de chaleur important qui a pour effet de maintenir la température du revêtement à une température basse comprise entre environ 80 et 2000C tant que l'eau de cristallisation n'a pas été libérée : la décomposition ou la combustion du liant organique se trouvent ainsi empêchées, de sorte que le revêtement selon l'invention assure une excellente protection contre le feu et la chaleur. Le liant organique, qui est un produit peu onéreux, permet de réaliser un revêtement peu onéreux ayant une excellente adhérence, même sur des parois lisses telles que des parois métalliques, verticales ou en surplomb, sans aucune sujétion d'emploi du type de celles liées aux phénomènes de prise hydraulique. L'absence de tels phénomènes de prise hydraulique fait qu'il n'y a pas à craindre l'apparition de fissures. Selon une première version de l'invention, la charge de particules minérales comprend des matériaux tels que par exemple craie, talc, argile, kaolin, mica, silice, silice colloidale, alumine, wollastonite, perlite, vermiculite, produits silico-alumineux ou silico-magnésiens, magnésie, etc, ou leurs mélanges. Cette charge comprend donc des matériaux très courants et peu onéreux, faciles à manipuler et à utiliser. Selon une version avantageuse de l'invention, le liant organique comprend au moins un composé organique soluble dans l'eau ou susceptible de former une dispersion dans l'eau. Ce composé peut être choisi parmi les homopolymères et copolymères de l'acétate de vinyle, les esters de l'acide acrylique, le latex, les copolymères butadiène styrène, les colles vinyliques ou phénoliques, les systèmes epoxydiques ou polyuréthanes et les mélanges de ces composés. L'utilisation de tels composés organiques solubles dans l'eau ou susceptibles de former des dispersions dans l'eau rend très faciles les opérations de préparation et d'application du revêtement. Ce dernier peut être ainsi préparé et livré en boîte fermée sous forme d'un mélange prêt à l'emploi contenant un excès d'eau. En variante, le revêtement peut être préparé et livré sous forme d'un mélange sec destiné à être mélangé à de l'eau avant utilisation, ce qui permet par exemple de le projeter par voie pneumatique. Selon une version avantageuse de l'invention, le composé inorganique apportant au revêtement des molécules d'eau de cristallisation comprend au moins un composé choisi parmi le phosphate trisodique, le carbonate de sodium hydraté, la soude caustique hydratée, les phosphates alcalins ou alcalino-terreux, le métasilicate de soude, les aluns hydratés, en particulier de potassium ou d'ammonium, l'alumine hydratée, le sulfate de magnésium heptahydraté, etc, et leurs mélanges. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ciaprès. Suivant l'invention, le revêtement pour protéger les constructions, notamment contre le feu et la chaleur, comprend une charge de particules minérales enrobées dans un liant organique. I1 comprend en outre au moins un composé inorganique apportant au revêtement des molécules d'eau de cristallisation. La charge de particules minérales comprend, par. exemple, des matériaux tels que craie, talc, argile, kaolin, mica, silice, silice colloïdale, alumine, wollastonite, perlite, vermiculite, produits silico-alumineux ou silicomagnésiens, magnésie, etc, ou leurs mélanges. Cette charge peut évidemment comprendre également d'autres matériaux utilisés communément dans les revêtements de protection, comme par exemple de l'amiante, des fibres inorganiques, des fondants tels que spath fluor, borate de calcium, oxyde de fer. Le liant organique comprend au moins un composé organique soluble dans l'eau ou susceptible de former une dispersion dans l'eau. Ce composé peut être choisi par exemple parmi les homopolymères et copolymères butadiène styrène ou de l'acétate de vinyle ou les esters de l'acide acrylique, le latex, le nylon, les colles vinyliques ou phénoliques, et les mélanges de ces composés. I1 peut comprendre ainsi par exemple des nylons, des copolymères butadiène styrène ou de l'acétate de vinyle avec le maléate de dibutylester ou un ester de l'acide versatique ou un ester de l'acide acrylique ou l'éthylène ou l'éthylène et le chlorure de vinyle, ou des copolymères d'un ester de l'acide acrylique avec un autre ester de cet acide ou avec le styrène, tous ces composés étant susceptibles de former des dispersions avec l'eau, telles que les dispersions pour peintures et revêtements destinés au bâtiment, commercialisées en France sous la marque commerciale déposée MOWILITH par la Société française HOECHST. I1 peut faire partie des systèmes époxydiques ou polyuréthanes et leurs mélanges. Le composé inorganique apportant au revêtement des molécules d'eau de cristallisation comprend au moins un composé choisi parmi le phosphate trisodique, le carbonate de sodium hydraté, la soude caustique hydratée, les phosphates alcalins ou alcalino-terreux, le métasilicate de soude, les aluns hydratés, en particulier de potassium ou d'ammonium, l'alumine hydratée, le sulfate de magnésium heptahydraté, etc, et leurs mélanges. On sait ainsi que le phosphate trisodique hydraté contient plus de 54 t en poids d'eau, et libère celle-ci aux environs de 700C. Le revêtement peut également, de manière connue, comprendre en outre au moins un composé dit retardateur de flamme tel que l'oxyde d'antimoine, l'oxyde de bore ou le chlorure d'ammonium, dont l'action n'a pas besoin d'être décrite ici. Le revêtement peut également comprendre d'autres matériaux ou composés habituellement employés pour faciliter la préparation ou l'application du mélange ou son comportement au feu ou à la chaleur, tels que pate à papier, cellulose, amidon, blanose, produits tensio-actifs, etc, dont l'effet est connu et n'a pas besoin d'être décrit ici. La composition pondérale du revêtement conforme à l'invention est de préférence la suivante liant organique : environ 50 à 98 t particules minérales et retardateurs de flamme: environ 0 a 30 t composés inorganiques apportant des molécules d'eau de cristallisation environ 2 à 30 t autres constituants, pâte à papier, tensio-actifs, etc environ 0 à 20 t. Une personne qualifiée dans ce domaine comprendra qu'il est facile d'adapter le revêtement conforme à l'invention à la nature du support sur lequel il doit être appliqué, mais également aux conditions locales climatiques et/ou physiques ou chimiques auxquelles il sera soumis. Ainsi, la nature du liant sera différente suivant que le revêtement sera projeté sur une paroi en béton, une paroi métallique, des parties en matière plastique (gaines de câbles électriques, tuyauteries), etc. De même, dans une zone ou enceinte chaude et humide, on peut prévoir d'incorporer dans le revêtement un fongicide pour empêcher le développement de champignons. Si l'on veut un revêtement qui reste longtemps souple, on peut utiliser comme liant du latex qui ne polymérise pas tant qu'il comporte de l'eau Lorsque de tels revêtements sont exposés à la chaleur ou au feu, ils se comportent de la façon suivante la température de ces revêtements, mesurée au sein de ces derniers, au lieu de croître suivant une courbe continuellement croissante comme on pouvait l'attendre, reste constante pendant une durée atteignant généralement plusieurs heures à une température comprise environ entre 80 et 2000C. Ce résultat confère aux revêtements conformes à l'invention des propriétés anti-feu et anti-chaleur extrêmement avantageuses. Le palier de température précité ne peut nullement s'expliquer par l'isolation thermique apportée par les constituants du revêtement. Selon l'avis de la demanderesse, ce palier de température s'explique par la présence au sein du revêtement d'une quantité appréciable d'eau de cristallisation. En effet, la libération de cette eau de cristallisation nécessite un apport calorifique correspondant à l'énergie de liaison des molécules d'eau, et 540 kcal. par kg pour transformer cette eau libre en vapeur. De plus, l'eau libérée sous forme de vapeur humidifie l'atmosphère ce qui est favorable à l'extinction de l'incendie. Le palier de température à laquelle s'effectue cette libération d'eau subsiste jusqu'à ce que toute l'eau de cristallisation ait été vaporisée. La durée de ce palier est de ce fait proportionnelle à la proportion d'eau de cristallisation du revêtement. Le fait d'utiliser comme liant un composé soluble dans l'eau ou susceptible de former une dispersion dans l'eau permet une utilisation très facile du revêtement conforme a l'invention. Ce revêtement peut ainsi être fourni sous forme d'un mélange prêt à l'emploi, contenant un excès d'eau et disponible en boites ou conteneurs fermés. L'application peut se faire manuellement, ou par projection mécanique ou pneumatique. Le revêtement peut également être fourni sous forme d'un mélange sec susceptible d'être facilement projeté, par exemple par voie pneumatique, après humidification i un taux d'humidité convenable. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus, et l'on peut apporter à ceux-ci de nombreux changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention. Ainsi, il est possible d'incorporer au revêtement conforme à l'invention un liant minéral, tel que du ciment, un liant phosphatique, du silicate, de l'argile et leurs mélanges en plus du liant organique, pour augmenter la résistance mécanique de ce revêtement. On a de même décrit l'emploi comme liant de composés organiques solubles dans l'eau ou susceptibles de former une dispersion dans l'eau. Il est possible de remplacer l'eau par un autre liquide dès lors que l'on obtient un revêtement prêt à l'emploi dont les caractéristiques conviennent ou sont acceptables pour les conditions d'application et d'utilisation prévues. REVENDICATIONS 1. Revêtement pour protéger les constructions, notamment contre le feu et la chaleur, comprenant une charge de particules minérales enrobées dans un liant organique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un composé inorganique apportant au revêtement des molécules d'eau de cristallisation. 2. Revêtement conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la charge de particules minérales comprend des matériaux tels que craie, talc, argile, kaolin, mica, silice, silice colloldale, alumine, wollastonite, perlite, vermiculite, produits silico-alumineux ou silicomagnésiens, magnésie, et leurs mélanges. 3. Revêtement conforme à l'une des revendications I ou 2, caractérisé en ce que le liant organique comprend au moins un composé organique soluble dans l'eau ou susceptible de former une dispersion dans l'eau. 4. Revêtement conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que ledit composé organique est choisi parmi les homopolymères et copolymères butadiène styrène ou de l'acétate de vinyle, les esters de l'acide acrylique, le latex, les colles vinyliques ou phénoliques, les systèmes époxydiques ou polyuréthanes et leurs mélanges. 5. Revêtement conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le composé inorganique apportant au revêtement des molécules d'eau de cristallisation comprend au moins un composé choisi parmi le phosphate trisodique, le carbonate de sodium hydraté, la soude caustique hydratée, les phosphates alcalins ou alcalino-terreux, le métasilicate de soude, les aluns hydratés, en particulier de potassium ou d'ammonium, l'alumine hydratée, le sulfate de magnésium heptahydraté, et leurs mélanges. 6. Revêtement conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un composé retardateur de flamme tel que l'oxyde d'antimoine, l'oxyde de bore ou le chlorure d'ammonium. 7. Revêtement conforme à l'une des revendications 1 å 6 caractérisé en ce qu'il comporte un liant inorganique tel que du ciment, un liant phosphatique, du silicate, de l'argile et leurs mélanges. 8. Revêtement conforme à l'une des revendications i à 7, caractérisé en ce qu'il comporte d'autres produits tels que de la patte à papier,de la cellulose, de la blanose, de l'amidon et leurs mélanges. 9. Revêtement conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il a la composition pondérale suivante, à l'état sec - liant organique : environ 50 à 98* - particules minérales et retardateurs de flamme : environ 0 å 30 t - composés inorganiques apportant des molécules d'eau de cristallisation : environ 2 à 30 t - autres constituants, pète à papier, cellulose, tensio-actifs : environ 0 a 10 %.