Brevet FR2732382A1 — publié le 19961004

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine de l'insonorisation et de la prévention et de ltélimination des nuisances sonores, notamment des bruits routiers, et a pour objet un matériau à propriétés d'absorption acoustique, un procédé de fabrication d'un élément de paroi à absorption acoustique ainsi qu'un élément de paroi obtenu au moins partiellement par ce procédé. Actuellement, la pollution sonore urbaine ou à proximité des routes et autoroutes à grand ddbit est de plus en plus importante et nuisible et de moins en moins supportée par les riverains. ll a été propose de limiter ces nuisances en installant en bordure des routes et autoroutes des panneaux ou des écrans anti-bruit. Toutefois ces corans métalliques existants entraînent, non pas une élimination des ondes acoustiques, mais une réflexion, partielle ou totale, de celles-ci et donc un simple décalage de l'endroit de la nuisance et éventuellement même une focalisation ou une addition des ondes sonores. On connaît, par ailleurs, des matériaux ayant des propriFtds d'absorption acoustique, tels que par exemple la laine de verre, mais ils ne sont pas adaptés à une utilisation externe puisqu'ils ne présentent pas une bonne tenue aux intempéries, ni une bonne résistance ou durabilité lors d'alternances répétées geYdégel, ni une limitation active de la pousse des végétaux et ne sont pas autoportants. En outre, ces matériaux absorbants ne sont pas spécifiquement adaptés aux fréquences acoustiques générées par le trafic routier et sont généralement d'un prix de revient élevé. La présente invention a notamment pour but de pallier l'ensemble des inconvénients précités. A cet effet, elle a pour objet un matériau à propriétés d'absorption acoustique, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par un agrégat poreux de copeaux d'un métal léger tel que, par exemple, l'aluminium ou un alliage d'aluminium, liés entre eux par une matière synthétique polymère du type polyester ou époxy. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un élément de paroi à absorption acoustique comportant un matériau tel que décrit cidessus caractérisé en ce qu'il consiste à mélanger une quantité déterminée de copeaux d'un métal luger, préférentiellement d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium, avec une quantité déterminée de poudre de matière polymère du type polyester ou époxy, avec addition d'une quantité déterminée d'une solution fluidifiante, jusqu'à obtention d'un mélange homogène coulable, à couler ledit mélange dans un moule correspondant à la forme de l'élément à obtenir ou dans un caisson rhabillage présentant une face ouverte, à polymériser ledit mélange dans le moule ou le caisson, par élévation de température le cas échéant, pendant une durée déterminée entraînant notamment ltélimination de la solution fluidifiante et enfin, après solidification du mélange en un agrégat solide, à démouler ledit élément de paroi ou à recouvrir la face ouverte du caisson rhabillage avec une paroi de fermeture. Enfin, l'invention a pour objet un élément de paroi ou d'écran à absorption acoustique, caractérisé en ce qu'il comporte un panneau ou une plaque consistant en un matériau tel que décrit précédemment, ledit panneau ou écran étant monté dans un caisson d'habillage et de support. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférées, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux figures des dessins annexés dans lesquels:: Les figures 1A et 1B sont des vues en perspective et en coupe d'un élément de paroi à absorption acoustique selon deux variantes de réalisation de l'invention; la figure 2 représente le coefficient d'absorption acoustique en fonction de la fréquence pour des panneaux d'épaisseur 30 millimètres (A) et d'épaisseur 60 millimètres (B) réalisés en un matériau selon l'invention comportant 15 % en volume de poudre polyester polymérisée et, la figure 3 représente le coefficient d'absorption acoustique en fonction de la fréquence pour des panneaux d'épaisseur 30 millimètres (A) et d'épaisseur 60 millimètres (B), réalisés en un matériau selon l'invention comportant 15 % en volume de poudre polyester polymérisée et recouverts de tôles perforées au niveau de leur face tournée vers la source sonore. Le matériau à propriétés d'absorption acoustique conforme à l'invention est essentiellement constitué par un agrégat poreux de copeaux d'un métal léger tel que, par exemple, l'aluminium ou un alliage d'aluminium, liés entre eux par une matière synthétique polymère du type polyester ou époxy, la matière polymère étant présente en une quantité suffisante pour recouvrir sensiblement les surfaces apparentes de chaque copeau d'un film de matière polymère et autoriser une liaison rigide des copeaux entre eux rendant le matériau autoportant, sans toutefois obstruer totalement les interstices entre lesdits copeaux. De manière avantageuse, le matériau selon l'invention comporte entre 10 % et 35 % en volume de matière polymère, préférentiellement entre 12 % et 25 % en volume. n a été constaté que la présence d'un pourcentage volumique de 15 % de matière polymère dans le matériau selon l'invention rendait ce dernier particulièrement apte à absorber les fréquences comprises entre 125 Hz et 500 Hz, ces dernières constituant la composante la plus nuisible des bruits routiers (voir figure 2). Pour absorber, le cas échéant, des ondes sonores de fréquences plus élevées, par exemple comprises entre 500 Hz et 1000 Hz, avec un maximum d'efficacité, il a été constaté qu'il était avantageux d'augmenter la proportion de matière polymère, notamment vers un taux de 20 % à 25 % en volume. Cette matière polymère formant liant peut, par exemple, résulter de la polymérisation de poudre de matière polymère, notamment de déchets de poudre de peinture polyester ou époxy utilise habituellement pour le thermolaquage de supports métalliques. Par ailleurs, il a également été constaté qu'un matériau, sous forme d'agrégat solide, conforme à l'invention, qui comportait une proportion élevée de copeaux dont la taille est inférieure à 1 millimètre, préférentiellement inférieure à 0,5 millimètre, présentait des propriétés d'absorption acoustique particulièrement performantes. Toutefois, la présence minoritaire de copeaux de plus grande taille ou éventuellement dtimpuretés ne nuit pas de manière sensible aux qualités d'absorption du matériau et tend même à augmenter sa rigidité structurelle. En vue de sa mise en oeuvre pratique, le matériau conforme à l'invention pourra avantageusement se présenter sous la forme d'une plaque ou d'un panneau autoportant dont ltépaisseur est comprise entre 20 millimètres et 100 millimètres, préférentiellement entre 25 millimètres et 70 millimètres. Ainsi, le matériau à propriétés d'absorption acoustique est entièrement réalisé à partir de déchets industriels récupérés, d'où il résulte un prix de revient faible. De plus, du fait du revêtement polymère de l'ensemble des copeaux, il est totalement imputrescible et ne retient pas les liquides, ce qui le rend insensible aux alternances geVdCgel. En outre, sa constitution autoportante le rend facile à manipuler, notamment sous forme de panneaux ou de plaques. Par ailleurs, il constitue un substrat totalement inerte et stérile, rendant impossible toute implantation végétale et peut être aisément nettoyé au jet d'eau par exemple. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un élément de paroi à absorption acoustique comportant un matériau tel que décrit précédemment. Ce procédé peut consister principalement à mélanger une quantité déterminée de copeaux d'un métal léger, préférentiellement d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium, avec une quantité déterminée de poudre de matière polymère du type polyester ou époxy, avec addition d'une quantité déterminée d'une solution fluidifiante, jusqu'à obtention d'un mélange homogène coulable, à couler ledit mélange dans un moule correspondant à la forme de l'élément à obtenir ou dans un caisson d'habillage présentant une face ouverte, à polymériser ledit mélange dans le ou les moules, le cas échéant par élévation de température, pendant une durée déterminée entraînant notamment l'élimination de la solution fluidifiante et enfin, après solidification du mélange en un agrégat solide, à démouler ledit élément de paroi ou à recouvrir la face ouverte du caisson d'habillage avec une paroi de fermeture. Le procédé précité permet donc d'obtenir, soit un panneau nu pouvant être intégré dans un mur, une paroi ou un ouvrage similaire au cours de sa construction ou postérieurement par insertion, soit un élément de construction fini pouvant être utilisé directement, en tant que tel, comme partie constitutive d'un écran ou d'une paroi insonorisante, notamment à usage extérieur. Conformément à une première variante de réalisation de l'invention, le mélange de copeaux et de poudre polymère est chauffé, après homogénéisation, à une température comprise entre 1600 C et 2400 C, en fonction de la nature de la matière polymère, pendant une durée comprise entre 20 minutes et 60 minutes, préférentiellement de l'ordre d'environ 30 minutes. Cette cuisson doit être suffisante pour opérer la polymérisation de la poudre polymère et le revêtement de l'ensemble des copeaux par le polymère fondu, éventuellement en remuant le mélange au cours de ladite cuisson. Conformément à une seconde variante de réalisation de l'invention, la polymérisation est déclenchée par adjonction d'un produit adapté, tel que par exemple de l'huile époxydée, ce dernier servant également de solution fluidifiante, le cas échéant. Cette seconde variante de réalisation permet par conséquent d'éviter toute opération de chauffage du mélange. Préférentiellement, le mélange sec comporte entre 10 % et 35 % en volume, préférentiellement entre 12 % et 25 % en volume, de poudre de matière polymère, ce mélange sec étant complété par 5 % à 15 % en poids d'une solution liquide fluidifiante, par exemple de l'eau (première variante) ou de l'huile époxydée (seconde variante), avant son homogénéisation, par malaxage par exemple. Enfin, la présente invention concerne également un élément de paroi ou d'écran à absorption acoustique, tel que représenté notamment aux figures 1A et 1B des dessins annexés, comportant un panneau ou une plaque 1 consistant en un matériau tel que décrit précédemment, ledit panneau ou ladite plaque 1 étant monté dans un caisson dthabillage et de support. Selon une caractéristique de l'invention, le caisson dthabillage et de support comporte une paroi avant 3, tournée vers la ou les sources de bruit, perforée et une paroi arrière 2 opposée sensiblement pleine, le panneau ou la plaque 1 en matériau à absorption acoustique étant disposé(e) et maintenu(e) entre ces deux parois, à distance de la paroi arrière 2. Les parois avant 3 et arrière 2 peuvent consister en des tôles présentant des bords latéraux repliés, de manière à former par emboîtement, au moins partiel, au niveau desdits bords latéraux un caisson fermé renfermant le panneau ou la plaque 1 en matériau absorbant (Figure 1A). En variante, les parois avant 3 et arrière 2 peuvent également consister en des profilés présentant, d'extrusion, des bords latéraux inférieur et supérieur ou verticaux constituant par coopération les parois inférieure et supérieure ou verticales du caisson profilé final (en fonction de l'orientation de ce dernier lors de son montage), dont les ouvertures aux extrémités latérales ou inférieure et supérieure pourront être fermées par des portions de parois rapportées (Figure 1B). ll a été constaté qu'une optimisation des propriétés d'absorption de l'élément de paroi ou d'écran pouvait être obtenu en prévoyant pour la paroi avant 3 un taux de perforation surfacique d'au moins 30 % (Voir figure 3 des dessins annexés). Afin de renforcer ou de compléter les propriétés absorbantes de l'élément de paroi ou d'écran, il peut être avantageusement prévu que le panneau ou la plaque 1 en matériau à absorption acoustique soit situé(e) à une distance supérieure à 0,2 centimètre et avantageusement comprise entre 0,5 centimètre et 2 centimètres de la paroi arrière 2, de manière à fournir une larme d'air 4 absorbante entre le panneau ou la plaque 1 et la paroi arrière 2. Conformément à une caractéristique complémentaire de l'invention, les parois avant 3 et arrière 2 consistent en des tôles embouties ou profilées d'aluminium thermolaquées, pouvant présenter sur leurs bords verticaux latéraux opposés des conformations complémentaires permettant l'assemblage de panneaux contigus par emboîtement au niveau desdits bords latéraux verticaux. (Figure 1B) Les éléments de paroi ou d'écran ainsi obtenus pourront soit être montés sur une paroi ou un mur préexistant en vue d'en renforcer les caractéristiques d'isolation acoustique, soit constituer en eux-mêmes, par assemblage, une paroi ou un écran monté(e) en bordure d'une voie routière sur des supports adaptés. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté 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 sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Matériau à propriétés d'absorption acoustique, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par un agrégat poreux de copeaux d'un métal léger tel que, par exemple, l'aluminium ou un alliage d'aluminium, liés entre eux par une matière synthétique polymère du type polyester ou époxy. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une quantité de matière polymère suffisante pour recouvrir sensiblement les surfaces apparentes de chaque copeau d'un film de matière polymère. 3. Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte entre 10 % et 35 % en volume de matière polymère, préférentiellement entre 12 % et 25 % en volume. 4. Matériau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu il se présente sous la forme d'une plaque ou d'un panneau autoportant dont l'épaisseur est comprise entre 20 millimètres et 100 millimètres, préférentiellement entre 25 millimètres et 70 millimètres. 5. Procédé de fabrication d'un élément de paroi à absorption acoustique comportant un matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste, principalement, à mélanger une quantité déterminée de copeaux d'un métal léger, préférentiellement d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium, avec une quantité déterminée de poudre de matière polymère du type polyester ou époxy, avec addition d'une quantité déterminée d'une solution fluidifiante, jusqu'à obtention d'un mélange homogène coulable, à couler ledit mélange dans un moule correspondant à la forme de l'élément à obtenir ou dans un caisson d'habillage présentant une face ouverte, à polymériser ledit mélange dans le moule ou le caisson, le cas échéant par élévation de température, pendant une durée déterminée entraînant notamment l'élimination de la solution fluidifiante et enfin, après solidification du mélange en un agrégat solide, à démouler ledit élément de paroi ou à recouvrir la face ouverte du caisson d'habillage avec une paroi de fermeture. 6. Procédé de fabrication selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mélange est chauffé à une température comprise entre 1600 C et 2400 C, en fonction de la nature de la matière polymère, pendant une durée comprise entre 20 minutes et 60 minutes, préférentiellement de l'ordre d'environ 30 minutes. 7. Procédé de fabrication selon la revendication 5, caractérisé en ce que la polymérisation est déclenchée par adjonction d'un produit adapté, tel que par exemple de l'huile époxydée, ce dernier servant également de solution fluidifiante, le cas échéant. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le mélange sec comporte entre 10 % et 35 % en volume, préférentiellement entre 12 % et 25 % en volume, de poudre de matière polymère, ce mélange sec étant complété par 5 % à 15 % en poids d'une solution liquide fluidifiante, par exemple de l'eau, avant son homogénéisation, par malaxage par exemple. 9. Elément de paroi ou d'écran à absorption acoustique caractérisé en ce qu'il comporte un panneau ou une plaque (1) consistant en un matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ledit panneau ou ladite plaque (1) étant monté dans un caisson d'habillage et de support. 10. Elément selon la revendication 9, caractérisé en ce que le caisson d'habillage et de support comporte une paroi avant (3), tournée vers la ou les sources de bruit, perforée et une paroi arrière (2) opposée sensiblement pleine, le panneau ou la plaque (1) en matériau à absorption acoustique étant disposé(e) et maintenu(e) entre ces deux parois, à distance de la paroi arrière (2). 11. Elément selon la revendication 10, caractérisé en ce que la paroi avant (3) présente un taux de perforation surfacique d'au moins 30 % et en ce que le panneau ou la plaque (1) en matériau à absorption acoustique est situé(e) à une distance comprise entre 0,5 centimètre et 2 centimètres de la paroi arrière (2). 12. Elément selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que les parois avant (3) et arrière (2) consistent en des tôles embouties ou profilées d'aluminium thermolaquées, pouvant présenter sur leurs bords verticaux latéraux opposés des conformations complémentaires permettant l'assemblage de panneaux contigus par emboîtement au niveau desdits bords latéraux verticaux.