Brevet FR2687423A1 — publié le 19930820

Procédé de fabrication d'une membrane bitumineuse et membrane ainsi obtenue La présente invention concerne le domaine des matériaux d'étanchéité et a pour objet un procédé de fa- brication d'une membrane bitumineuse ainsi qu'une mem- brane bitumineuse poreuse obtenue au moyen dudit procé- dé. Il existe actuellement de nombreux matériaux bi- tumineux, notamment armés de nappes fibreuses, destinées à faire obstacle au passage de l'eau, de la neige ou de la glace. Ces matériaux bitumineux sous forme de membra- nes comportent généralement, en tant qu'armature, une nappe de fibres synthétiques liées, par exemple en po- lyester, polypropylène ou polyéthylène, ou une nappe ou feutre de fibres naturelles, notamment cellulosiques, et sont imprégnés à coeur et dans toute leur épaisseur d'une quantité de bitume suffisamment abondante pour former une couche continue présentant une structure suffisamment compacte pour être étanche aux liquides et aux gaz. Cette dernière caractéristique nécessite, lors- que les matériaux précités, sous forme de membranes d'étanchéité, sont rapportés sur la face extérieure d'un isolant thermique, en parois verticales ou horizontales, la mise en place d'un écran coupe-vapeur entre l'ambian- ce intérieure, qui peut être chaude et humide, et l'iso- lant thermique, de manière à éviter la condensation, notamment de la vapeur d'eau, dans l'épaisseur de l'iso- lant ou au niveau de la sous-face de la membrane d'étan- chéité, surtout dans le cas de températures extérieures basses. En l'absence d'écran coupe-vapeur, il est néces- saire de prévoir des passages d'air directs, tels que, par exemple, des aérateurs, qui permettent l'évacuation de la vapeur d'eau, mais entraînent également l'évacua- tion en grande quantité de l'air chaud intérieur, résul- tant en un gaspillage d'énergie important. Le problème posé à la présente invention consis- te, par conséquent, à réaliser une membrane bitumineuse parfaitement étanche aux liquides, tout en étant perméa- bles aux gaz, plus particulièrement la vapeur d'eau, permettant notamment d'éviter la mise en oeuvre d'écrans coupe-vapeur et de passages d'air direct dans le cas d'une utilisation en sous-toiture, en association ou non avec un isolant thermique. Ce problème est précisément résolu, conformément à l'invention, grâce au procédé de fabrication d'une membrane bitumineuse, comprenant une armature en non tissé, procédé caractérisé en ce qu'il consiste essen- tiellement à rapporter, sur l'une au moins des deux fa- ces de l'armature en déplacement, une quantité prédéter- minée de composé bitumineux liquide, puis à réaliser si- multanément, d'une part, une imprégnation de force de l'armature par ledit composé bitumineux rapporté, sur la totalité ou une partie seulement de l'épaisseur de ladi- te armature et, d'autre part, une striction sous con- trainte de ladite armature, notamment sous l'effet d'une compression, à autoriser ensuite ladite armature à re- prendre sa section initiale, alors que le composé bitu- mineux imprégnant ladite armature est encore sous forme liquide, entraînant ainsi la génération d'une pluralité d'inclusions d'air dans la masse dudit composé bitumi- neux, et, le cas échéant, à répéter les opérations pré- citées en rapportant une quantité analogue de composé bitumineux sur l'autre face de l'armature, non traitée. L'invention a également pour objet une membrane bitumineuse poreuse obtenue grâce au procédé décrit ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle est principalement constituée par une armature en fibres non tissées, pré- férentiellement synthétiques, imprégnée d'un composé bitumineux comportant une pluralité d'inclusions d'air sous forme de cavités vides de faibles dimensions, ré- parties dans l'épaisseur de ladite membrane et intercon- nectées entre elles de manière aléatoire, rendant ladite membrane étanche aux liquides mais perméable aux gaz. Les feutres ou les nappes traitées selon le pro- cédé de la présente invention présentent ainsi une poro- sité deux fois plus importante que ceux ou celles trai- tées par tout autre procédé connu actuellement, ce tout en utilisant jusqu'à deux fois moins de composés bitumi- neux par unité de surface. L'invention sera mieux comprise grâce à la des- cription ci-après, qui se rapporte à des modes de réali- sations préférés, donnés à titre d'exemples non limita- tifs, et expliqués avec référence aux dessins schémati- ques annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un dispo- sitif pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication conforme à l'invention, selon une première variante de réalisation; la figure 2 est une vue schématique d'un dispo- sitif pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication selon l'invention suivant une deuxième variante de réa- lisation, et, la figure 3 est une vue à une échelle différente du détail B du dispositif représenté à la figure 2. Conformément à l'invention, et comme le montrent les figures 1 à 3 des dessins annexés, le procédé de fa- brication consiste essentiellement à rapporter, sur l'une au moins des deux faces de l'armature 1 en dépla- cement, une quantité prédéterminée de composé bitumineux 2 liquide, puis à réaliser simultanément, d'une part, une imprégnation de force de l'armature 1 par ledit com- posé bitumineux 2 rapporté, sur la totalité ou une par- tie seulement de l'épaisseur de ladite armature 1 et, d'autre part, une striction sous contrainte de ladite armature 1, notamment sous l'effet d'une compression, à autoriser ensuite ladite armature 1 à reprendre sa sec- tion initiale, alors que le composé bitumineux 2 impré- gnant ladite armature 1 est encore sous forme liquide, entraînant ainsi la génération d'une pluralité d'inclu- sions 3 d'air dans la masse dudit composé bitumineux 2, et, le cas échéant, à répéter les opérations précitées en rapportant une quantité analogue de composé bitumi- neux 2 sur l'autre face de l'armature 1, non traitée. Le composé bitumineux 2 est avantageusement rapporté en quantité au moins suffisante pour réaliser un enrobage complet des fibres 4 de l'armature 1 à l'état comprimé, pour une moitié ou la totalité de l'épaisseur de ladite armature 1. L'application du composé bitumineux 2 peut être réalisée soit sur une seule face uniquement, de ladite armature imprégnée 1 (figure 1), si la quantité rappor- tée est suffisante pour l'imprégner sur toute son épais- seur, soit, consécutivement, sur ses deux faces, lorsque la quantité rapportée n'en permet l'imprégnation que sur la moitié de l'épaisseur de cette dernière (figures 2 et 3). Le choix de l'imprégnation simple face ou double face dépend, d'une part, de l'épaisseur et du grammage de l'armature 1, et, d'autre part, de la sensibilité de cette dernière à la température, la masse calorifique transmise étant plus faible en imprégnant par deux fois. Ainsi, selon l'invention, les fibres 4 de l'ar- mature 1 sont rapprochées entre elles au moment de l'im- prégnation par le composé bitumineux 2 chaud et liquide, ce dernier remplissant les vides de ladite armature 1 lorsque la section de celle-ci est artificiellement ré- duite, la quantité de composés bitumineux étant suffi- sante pour réaliser un enrobage correct de toutes les fibres 4 à imprégner, de manière à éviter l'effet de mèche, qui rendrait la membrane 6 résultante perméable aux liquides. En supprimant alors la contrainte génératrice de striction, le composé bitumineux étant encore chaud, donc liquide, et ne pouvant s'opposer à un retour à la section normale de l'armature 1, les fibres 4 enrobées se replacent à leur position initiale en reprenant leur espacement avant contrainte, permettant ainsi la créa- tion d'inclusions 3 d'air, sous la forme de bulles de très faible diamètre dans la section de la membrane 6 obtenue. Il en résulte de manière surprenante que la mem- brane 6 présente alors des propriétés d'étanchéité aux liquides comparables aux matériaux d'étanchéité de l'art antérieur, tout en présentant un degré de perméabilité aux gaz, et notamment à la vapeur d'eau, très élevé. Selon un premier mode de réalisation de l'inven- tion, représenté aux figures 1 à 3 des dessins annexés, la striction et l'imprégnation sont réalisées au moyen d'une règle 5 appliquée sur l'armature 1 déplacée sous tension, du côté comportant le composé bitumineux 2 rapporté. De manière avantageuse, la tension de l'armature 1 en déplacement, l'angle de déviation D de l'armature 1 par la règle 5 et l'angle d'attaque A de cette dernière sont réglés en fonction de l'épaisseur d'armature 1 à imprégner et de la perméabilité aux gaz recherchée pour la membrane 6 résultante. En outre, l'angle d'attaque de la règle 5 et sa pression sur l'armature 1, déterminée par la tension appliquée à cette dernière et son angle de déviation au niveau de ladite règle 5, doivent permettre, non seule- ment la rétention de l'excédent de composé bitumineux 2 par rapport à une imprégnation de l'armature 1 non sou- mise à striction, mais encore l'extrusion du composé bi- tumineux 2 exédentaire pour l'imprégnation de l'armature 1 sous contrainte. Conformément à un second mode de réalisation de l'invention, non représenté aux dessins annexés, l'im- prégnation et la compression de l'armature sont réali- sées au moyen de deux cylindres de calandrage coopérant comprimant l'armature lors de son passage entre eux. Dans ce cas, la force de compression des cylin- dres de calandrage est réglée en fonction de l'épaisseur de l'armature à imprégner et de la perméabilité aux gaz recherchée pour la membrane résultante. L'invention concerne également une membrane bi- tumineuse poreuse obtenue au moyen de l'un quelconque des deux modes de réalisation du procédé de fabrication décrit ci-dessus. Cette membrane 6 bitumineuse est principalement constituée par une armature 1 en fibres 4 non tissées, préférentiellement synthétiques, imprégnée d'un composé bitumineux 2 comportant une pluralité d'inclusions 3 d'air sous forme de cavités vides de faibles dimensions, réparties dans l'épaisseur de ladite membrane 6 et in- terconnectées entre elles de manière aléatoire, rendant ladite membrane 6 étanche aux liquides mais perméable aux gaz. En effet, des observations au microscope d'une section transversale de la membrane 6 résultante ont permis de constater que les inclusions 3 sous forme de cavités s'interconnectaient entre elles dans l'épaisseur de ladite membrane, ce de manière aléatoire, non perpen- diculairement aux deux faces, constituant des réseaux traversants, permettant le passage de gaz, notamment de vapeur d'eau, mais n'autorisant pas le passage de liqui- des, plus particulièrement d'eau. A titre d'exemple pratique de réalisation de l'invention, l'armature 1 peut consister en un non tissé du type connu sous la désignation TYPAR par la société DUPONT DE NEMOURS, le composé bitumineux 2 consistant préférentiellement en du bitume oxydé ou en du bitume de distillation directe additionné de polymère de type SBS, injecté dans l'armature 1 à raison d'environ 200 g/m 2 sous une température de 180 OC. L'angle d'attaque A de la règle 3 est alors d'environ 50 à 600, et l'angle de déviation D de l'armature 1 est compris entre 25 à 400, la tension appliquée à ladite armature 1 étant de l'ordre de 15 à da N pour une largeur d'armature de 1 m. La perméabilité de la membrane bitumineuse 6 ré- sultante vaut alors 0,65 g/m h mm Hg, contre 0,04 g/m h mm Hg pour un feutre ou une nappe impré- gnée de composés bitumineux selon les procédés connus de l'art antérieur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits et représentés aux dessins annexés Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sor- tir pour autant du domaine de protection de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé de fabrication d'une membrane bitumi- neuse comprenant une armature en non tissé, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à rapporter, sur l'une au moins des deux faces de l'armature ( 1) en dé- placement, une quantité prédéterminée de composé bitumi- neux ( 2) liquide, puis à réaliser simultanément, d'une part, une imprégnation de force de l'armature ( 1) par ledit composé bitumineux ( 2) rapporté, sur la totalité ou une partie seulement de l'épaisseur de ladite armatu- re ( 1) et, d'autre part, une striction sous contrainte de ladite armature ( 1), notamment sous l'effet d'une compression, à autoriser ensuite ladite armature ( 1) à reprendre sa section initiale, alors que le composé bi- tumineux ( 2) imprégnant ladite armature ( 1) est encore sous forme liquide, entraînant ainsi la génération d'une pluralité d'inclusions ( 3) d'air dans la masse dudit composé bitumineux ( 2), et, le cas échéant, à répéter les opérations précitées en rapportant une quantité ana- logue de composé bitumineux ( 2) sur l'autre face de l'armature ( 1), non traitée. 2 Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composé bitumineux ( 2) est rapporté en quantité au moins suffisante pour réaliser un enrobage complet des fibres ( 4) de l'armature ( 1) à l'état comprimé, pour une moitié ou la totalité de l'épaisseur de ladite armature ( 1). 3 Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la striction et l'imprégnation sont réalisées au moyen d'une règle ( 5) appliquée sur l'armature ( 1) déplacée sous tension, du côté comportant le composé bitumineux ( 2) rapporté. 4 Procédé de fabrication selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste à régler la tension 9 de l'armature ( 1) en déplacement, l'angle de déviation (D) de l'armature ( 1) par la règle ( 5) et l'angle d'attaque (A) de cette dernière en fonction de l'épais- seur d'armature ( 1) à imprégner et de la perméabilité 5 aux gaz recherchée pour la membrane ( 6) résultante. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'im- prégnation et la compression de l'armature sont réali- sées au moyen de deux cylindres de calandrage coopérant10 comprimant l'armature lors de son passage entre eux. 6 Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste à régler la force de compression des cylindres de calandrage en fonction de l'épaisseur de l'armature à imprégner et de la perméabi-15 lité aux gaz recherchée pour la membrane résultante. 7 Membrane bitumineuse poreuse, obtenue au moyen du procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle est principalement constituée par une armature ( 1) en fibres20 ( 4) non tissées, imprégnée d'un composé bitumineux ( 2) comportant une pluralité d'inclusions ( 3) d'air sous forme de cavités vides de faibles dimensions, réparties dans l'épaisseur de ladite membrane ( 6) et interconnec- tées entre elles de manière aléatoire, rendant ladite25 membrane ( 6) étanche aux liquides mais perméable aux gaz.