Brevet FR2746829A1 — publié le 19971003

La présente invention est relative à une paroi de bâtiment à isolation thermique et isolement acoustique. I1 existe un grand nombre de parois de bâtiment pourvues de moyens d'isolation thermique. On connait aussi des parois de bâtiment comportant des moyens d'absorption phonique. On connait également des parois de bâtiment comportant à la fois des moyens d'isolation thermique, et des moyens d'absorption phonique. De telles parois comprennent, par exemple, successivement un ensemble support formé de tôles perforées et nervurées avec des moyens d'absorption des sons, comme des couches de matériaux fibreux non liés entre eux, ou liés de façon à former des blocs de faible densité. La matière d'absorption phonique constitue de toute façon un ensemble à faible densité, et à porosité largement ouverte. Les ondes sonores qui traversent les perforations des tôles pénètrent dans cette matière, où le son est absorbé par des réflections multiples. La paroi comporte ensuite une couche d'isolation thermique formée de matière fibreuse isolée des tôles perforées et de la matière d'absorption acoustique par l'intermédiaire d'un pare-vapeur. La couche d'isolation thermique peut également être constituée par une mousse, de préférence à pores fermés. Un revêtement de finition, formant habituellement une couche imperméable, termine la paroi. De telles parois sont fréquemment utilisées lorsqu'il s'agit de protéger les personnes situées à l'intérieur d'un local à la fois contre le passage d'énergie thermique à travers la paroi et contre les bruits émis à l'intérieur du même local, par absorption de ces bruits. Lorsqu'il est question de protéger les personnes se trouvant dans un local contre des émissions sonores provenant de l'extérieur de ce local, ou bien d'éviter le passage vers l'extérieur des bruits émis à l'intérieur d'un local, on parle dans ces cas "d'isolement acoustique", une telle paroi peut se révèler d'une efficacité insuffisante. La cause en est attribuée au fait que l'ensemble de la paroi, à part éventuellement l'ensemble support, est formé de matériaux de faible densité, qui peuvent ne pas avoir une efficacité suffisante pour arrêter les sons qui pourraient traverser la paroi. On peut considérer que la paroi comporte une couche d'isolement acoustique, constituée principalement par les moyens d'absorption phonique, mais que celle-ci est insuffisante, parce que les exigences concernant l'isolement acoustique et l'absorption phonique sont contradictoires en ce qui concerne la densité. La présente invention a pour but de fournir une paroi qui fournisse à la fois une isolation thermique et un isolement acoustique, tout en étant d'obtention simple, et de prix de revient peu élevé. Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit une paroi de bâtiment comprenant - un ensemble support comportant une série d'éléments rigides, qui peuvent être soutenus par une structure porteuse, ou constituer eux-mêmes cette structure porteuse - une couche d'isolement acoustique supportée par l'ensemble support et/ou la structure porteuse, et - une couche d'isolation thermique placée entre les éléments rigides de l'ensemble support et la couche d'isolation acoustique, cette paroi ayant pour particularité que la couche d'isolement acoustique est constituée de panneaux de matière rigide ayant une densité d'au moins 350 Kg/m3, ces panneaux étant disposés de façon jointive entre l'ensemble support et la couche d'isolation thermique. De préférence, les panneaux sont constitués de panneaux de plâtre renforcé de fibres. On connait maintenant des panneaux de plâtre renforcé de fibres, en particulier de fibres cellulosiques, qui présentent une masse volumique de 800 à 1600 Kg/m3, et qui procurent des affaiblissements acoustiques de l'ordre de trente décibels pour des épaisseurs de seulement 10 mm. De tels panneaux de plâtre renforcé de fibres présentent une résistance mécanique intéressante, qui permet de les manipuler sans précaution particulière. Lors d'un changement hydrométrique, ils présentent de faibles variations dimensionnelles, inférieures à lmm par mètre lorsque le taux d'humidité dans l'atmosphère passe de 40 à 90%, et, après séchage, ils retrouvent leurs caractéristiques physiques antérieures. L'utilisation, pour constituer la paroi, de panneaux de forte densité, et en particulier de panneaux de plâtre renforcé de fibres, entre l'ensemble support et les moyens d'isolation thermique, conformément à l'invention, permet une amélioration importante de l'isolement acoustique, pour une faible augmentation de l'épaisseur totale de la paroi. Si la paroi selon 1 invention est destinée à constituer une paroi extérieure de bâtiment, elle comprend normalement un revêtement de finition protecteur, étanche, disposé sur la face de la couche d'isolation thermique qui est à l'opposé de l'ensemble support. Les moyens d'isolation thermique peuvent être constitués, de façon traditionnelle, d'une couche de matière fibreuse en panneaux, ou provenant du déroulage de rouleaux ou encore constituant un feutre. Ils peuvent aussi être constitués de panneaux de mousse. Dans ce cas, si les moyens d'isolement acoustique sont en un matériau à bonne tenue à l'humidité, comme le plâtre renforcé de fibres, un pare-vapeur destiné à protéger les moyens d'isolation thermique est avantageusement placé entre les panneaux de plâtre renforcé de fibres et la couche d'isolation thermique. On pourra aussi placer le pare-vapeur entre l'ensemble support et les moyens d'isolement acoustique. Cette solution est cependant moins intéressante, car elle prive le mur d'une partie des possibilités d'absorption phonique qui sont fournies par les moyens d'isolement acoustique comme un panneau de plâtre renforcé de fibres en plus de ses propriétés d'isolement acoustique. Elle est cependant à utiliser si la résistance à l'humidité des moyens d'isolement acoustique est jugée insuffisante, compte-tenu des contraintes hygrométriques prévues. L'ensemble support peut être formé de tôles continues, ou d'autres éléments, jointifs ou non. Rien ne s'oppose à ce qu'il soit formé de tôles perforées, nervurées ou non, garnies intérieurement, c'est-à-dire du côté des panneaux de plâtre renforcé de fibres, avec des matières d'absorption phonique, placées en couche continue, et/ou en éléments disposés au fond de nervures des tôles. Suivant une réalisation intéressante, la couche d'isolation thermique est formée de plateaux ou plaques de verre cellulaire, disposés de façon jointive. I1 est connu que le verre cellulaire constitue par lui-même un parevapeur, à condition simplement d'un jointoyage correct entre les panneaux ou plaques. La conjugaison du verre cellulaire avec une matière d'isolement acoustique à bonne résistance à l'humidité procure en conséquence une paroi de construction très simplifiée, par la suppression du pare-vapeur, mais cependant très efficace aussi bien thermiquement qutacoustiquement. L'invention va maintenant être décrite de façon plus précise à l'aide d'exemples pratiques, illustrés avec les dessins, parmi lesquels Figure 1 est une coupe transversale d'une paroi de bâtiment comportant un ensemble support formé de tôles métalliques, et Figure 2 est une coupe analogue dans laquelle l'ensemble support est formé de panneaux de bois. La figure 1 montre, en vue de dessous, une toiture de bâtiment qui comprend, de bas en haut, un ensemble support formé de profilés métalliques 1, nervurés et profilés, soutenus par une charpente porteuse, non représentée. Des fibres d'absorption phonique 2 sont disposées dans les nervures, et une couche supplémentaire d'absorption phonique 3 recouvre l'ensemble des profilés 1. Sur la couche 3 est placée une couche d'isolement acoustique, formée de plaques 4, 4A, 4B constituées de plaques de plâtre renforcé de fibres de cellulose, qu'on peut trouver dans le commerce. Ces plaques ont une épaisseur, dans le cas représenté, de lOmm, et leurs caractéristiques sont les suivantes Masse volumique = 1200 Kg/m3 Résistance à la flexion > 5,5 N/mm2 Module d'élasticité > 3000 N/mm2 Cohésion > 0,15 N/mm2 Conductibilité thermique : 0,36 W/m. K Perméance vapeur d'eau (g/m2.h.mm.Hg): 0,51 Facteur de résistance à la diffusion de la vapeur d'eau : 11 Variation dimensionnelle lors d'un changement d'hygrométrie à 20"C : 0,5 à 0,7 mm/m (entre 40 et 90% HR) Affaiblissement acoustique (panneau seul) : bruit route 31 dB(A) Résistance superficielle : sous une énergie de 2,5J. l'empreinte laissée par une bille d'acier est de 9 à 11 mm. Ces plaques ont la composition suivante plâtre 80% en poids fibre cellulosique 20% en poids. De telles plaques sont souvent commercialisées pour l'isolement acoustique de zones particulières d'un local, par exemple pour constituer des séparations fixes ou mobiles entre des aires de travail. Dans ce cas, les plaques présentent une face destinée à être vue qui a subi une préparation spéciale, consistant par exemple en une injection à haute pression d'une résine silicone, suivie d'un ponçage. Une telle préparation est ici inutile, et même désavantageuse, car elle réduit les possibilités supplémentaires d'absorption phonique, qui s'ajoutent aux propriétés d'isolement acoustique pour diminuer le niveau sonore du local protégé. Sur les plaques 4, 4A, 4B sont collées au bitume des plaques de verre cellulaire 5, 5A, 5B commercialisées sous le nom "FOAMGLAS" par la société PITTSBURGH CORNING FRANCE. Ces plaques de verre cellulaire ont les caractéristiques suivantes Masse volumique : 120 Kg/m3 Résistance à la flexion : 0,4 N/mm2 Résistance à la compression : 0,7 N/mm2 Conductivité thermique : 0,04 W/m. K Absorption d'eau : nulle Hygroscopicité : nulle Capillarité : nulle Résistance à la diffusion de vapeur d'eau : infinie Les plaques de verre cellulaire sont disposées côte à côte, avec enduction de bitume sur leurs chants et leurs faces supérieures. Elles constituent la couche d'isolation thermique. Sur la face supérieure des plaques de FOAMGLAS repose un revêtement de finition 6 constitué ici de feuilles de matériau de protection et d'étanchéité soudées entre elles, et collées sur les plaques de FOAMGLAS par le bitume mentionné plus haut. On observera que les caractéristiques mécaniques des plaques de plâtre renforcé de fibres et des plaques de FOAMGLAS sont telles qu'il n'est pas besoin de prévoir des moyens de fixation particuliers pour les relier entre elles, ou pour maintenir la couche de finition. I1 n'y a donc pas de pièce métallique qui les traverse, et qui pourrait créer des ponts thermiques et/ou des moyens de transmission du bruit. On observera également que l'étanchéité à l'eau et à la vapeur d'eau du FOAMGLAS permet de se dispenser de prévoir un pare-vapeur, à condition bien entendu qu'il y ait un jointoiement correct entre les chants des plaques 5, 5A, 5B adjacentes. La figure 2 représente une autre paroi de bâtiment, réalisée suivant une technique plus traditionnelle. L'ensemble support est ici formé d'une série de panneaux de bois lamellé 11, 11A, 11B, llC, disposés côte à côte. Sur les panneaux de bois est disposée directement une série de panneaux "FERMACELL" 12, 12A, 12B, analogues à ceux de la figure 1. Sur cette couche de panneaux de FERMACELL est prévu un pare-vapeur 13, formé de feuilles de matériau étanche. Sur le pare-vapeur, il est prévu une couche d'isolation thermique 14 formée de fibres minérales. Cellesci peuvent être remplacées par une mousse. Sur la couche d'isolation thermique 14 est fixée un revêtement de finition 15 analogue au revêtement de finition 6 de la figure 1. I1 est clair que la toiture de la figure 2 présente des propriétés d'absorption phonique bien inférieures à celles de la figure 1. La différence de prix entre les deux réalisations dépend du prix des matières premières de départ, compte-tenu du fait que dans le cas de la figure 2, il faudra prévoir des moyens de soutien de la couche de finition 15, et, de plus, réaliser un pare-vapeur 13. En revanche, les panneaux de bois 11, llA, llB, llC peuvent avoir un aspect décoratif qui ne pourra être atteint, dans le cas de la figure 1, qu'au moyen d'un faux-plafond. Bien entendu, les éléments d'une des figures peuvent être remplacés par des éléments analogues pris dans l'autre figure, sans sortir de l'invention. On notera aussi que, dans le cas de fortes variations hygrométriques, un pare-vapeur peut être prévu entre l'ensemble support et les moyens d'isolement acoustique, au prix d'une réduction du pouvoir d'absorption phonique de la paroi au cas où on utilise un ensemble support formé de tôles perforées ou d'éléments non jointifs. REVENDICATIONS 1. Paroi de bâtiment comprenant - un ensemble support comportant une série d'éléments rigides (1,11), qui peuvent être soutenus par une structure porteuse, ou faire partie de cette structure porteuse. - une couche d'isolement acoustique (4,12) supportée par l'ensemble support et/ou la structure porteuse, et - une couche d'isolation thermique (5,14) placée entre les éléments rigides de l'ensemble support et la couche d'isolation acoustique, caractérisée en ce que les moyens d'isolation acoustique sont constitués de panneaux (4, 4A, 4B; 12, 12A, 12B) de matière rigide ayant une densité d'au moins 350 Kg/m3, ces panneaux étant disposés de façon jointive entre l'ensemble support et la couche d'isolation thermique. 2. Paroi selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits panneaux d'isolement acoustique sont des panneaux de plâtre renforcé de fibres. 3. Paroi selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la couche d'isolation thermique est formée de panneaux ou plaques de verre cellulaire (5, 5A, 5B), disposés de façon jointive, 4. Paroi selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la couche d'isolation thermique (14) est constituée d'une matière fibreuse ou de mousse. 5. Paroi selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un pare-vapeur (13) disposé entre la couche d'isolement acoustique et la couche d'isolation thermique, et un revêtement de finition (6,15) étanche, disposé sur la face de la couche d'isolation thermique qui est à l'opposé de l'ensemble support. 6. Paroi selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'il est prévu en outre des moyens d'absorption phonique (2,3) disposés dans l'espace compris entre l'ensemble support et la couche d'isolement acoustique.