Brevet FR2763616A1 — publié le 19981127

DESCRIPTIF La présente invention concerne un isolant thermique parfaitement adapté au chauffage par le soL On connaît les avantages du chauffage par le sol: chaleur douce parfaitement répartie, impression de confort, diminution de la consommation électrique, confort du à la répartition de la chaleur, et surtout absence de convection, absence de poussière, excellent rendement thermique car on chauffe la partie froide sans envoyer tout l'air chaud en haut comme dans les systèmes habituels. Les isolants traditionnels offrent cependant quelques difficultés importantes. Les fibres minérales n'ont pas une résistance mécanique suffisante pour pouvoir être employées dans une application sauf à avoir une densité telle que le matelas de fibres minérales perd la majorité de ses caractéristiques d'isolation thermique. De plus ces fibres minérales s'imprègnent d'humidité inévitable dans le sol et perdent toutes leurs caractéristiques d'isolation thermique. Les mousses de plastique alvéolaire offrent l'inconvénient d'une épaisseur importante qui souvent est incompatible avec l'espace dispole.- De plus la mise en place de ces mousses alvéolaires poburéthanne, polystyrène etc. est souvent difficile en raison de la rigidité du matériau. La rigidité et l'épaisseur des isolants alvéolaires rend quasiment impossible les remontées d'isolants au dessus des plaintes. Tous ces matériaux isolants, fibres minérales et plastiques alvéolaires offrent l'inconvénient d'être isolants et de ne pas produire du tout la chaleur. - Ceci est particulièrement dommageable dans le cas d'un chauffage électrique par le sol. - En effet, il suffit que les habitants de la pièce disposent sur le sol électrique chauffant une masse isolante pour qu'en dessous de cette masse isolante, la chaleur ne puisse plus être évacuée Ceci provoque une zone de surchauffe donc risque de destruction de la résistance électrique par surchauffe, risque de destruction de l'isolant thermique par surchauffe ou même le plus souvent risque de court-circuitdans la résistance.- De plus, l'épaisseur de ces isolants ne permets pas la rigidité, ne permets pas de procéder aux remontées latérales sur les murs. Un autre inconvénient des isolants épais est que le risque d'écrasement est relativement important surtout en cas de chauffe ou de surchauffe, ce qui provoque des fissurations de la chape éventuellement des ruptures de l'isolation électrique. De même la rigidité de ces isolants, supporte mal de légères surépaisseurs de la chape sur lesquelles, ils sont posées. De plus sur ces isolants, on est obligé d'installer une chape minérale épaisse de façon à avoir une répartition suffisante de la température et à éviter les points de surchauffe au niveau de chaque résistance électrique. L'isolant thermique selon la présente invention permet de remédier à ces inconvénients ll est composé en effet d'une succession matériau mince souple destiné à combiner plusieurs fonctions pour répondre aux impératifs attendus dans la satisfaction d'un isolant thermique destiné à être utilisé en isolation de sols sous chape chauffante généralement dans la rénovation de bâtiments anciens ou le sol du support n'est pas forcément blanc ni totalement absent de présence d'humidité en toute saison. L'isolant selon la présente invention devant en plus présenter des qualités de résistance mécanique ou conditions particulières d'utilisation, et en outre des qualités permettant de compenser les surchauffes éventuelles toujours possibles dans le cadre d'un chauffage par le sol. Chacun a pu en effet constater que dans le cadre d'une utilisation par le sol, on ne pouvait pas empêcher l'utilisateur de disposer ici un pouf, ici un tapis, tous autres objets meublants, qui ont eux mêmes pour conséquence d'être des isolants thermiques et empêchent la chaleur de se répartir Pour compenser ces défauts inévitables l'isolant thermique selon la présente invention se caractérise en ce qu'il comporte sur sa partie supérieure en contact avec la résistance chauffante un ou plusieurs films métalliques, bons conducteurs de la chaleur. - Ces films métalliques auront comme fonction de répartir par conduction la chaleur, vers les zones ou celle ci pourra être plus facilement évacuée. Afin de permettre une meilleures évacuation de cette chaleur, le complexe supérieur pourra être de couleur noire ainsi, il aura tendance à absorber la chaleur transmise par rayonnement et également à mieux la rééditer lorsque cela sera possibles Les films métalliques supérieurs sont utilisés surtout pour leur excellente conduction thermique. Les films métalliques en eux même sont difficiles à mettre en oeuvre par ce qu'ils sont trop facilement déchirables.- ll faut donc les renforcer mécaniquement pour en permettre une utilisation commode. ll faut en augmenter les performances de transmission thermique par conduction. - ll faut qu'ils absorbent mieux le rayonnement. C'est la raison pour laquelle la présente invention envisage d'utiliser des films de matière plastique noire complexés sur la feuille métallique.- Pour une plus grande facilité de rnise en oeuvre, on utilisera de préférence deux ou plusieurs couches de ces films métalliques de façon à avoir la même épaisseur de métal permettant de conserver un produit plus souple plus facile à mettre en oeuvre. Afin de mieux comprendre le fonctionnement de la composition de l'isolant selon le présent Brevet, on se reportera utilement à la figure 1 suri qui sera composé dans l'ordre à partir du haut: - Une chape chauffante C. - - Dans cette chape chauffante C est incorporé une résistance thermique R - Sous la chape chauffante C est disposé un film de matière plastique N massif ou tissé complexé sur une feuille de métal conducteur de la chaleur A Derrière ce premier complexe Ni/Ai est installé un deuxième complexe similaire N2/A2 composé d'un film N2 comparable au premier film N let d'une deuxième feuille métallique A2 comparable à la feuille Al.- - En dessous de ce ou ces films N/A, on dispose une épaisseur d'isolant thermique alvéolaire M1, d'une épaisseur permettant au matériau de rester complètement souple et surtout de bénéficier de l'effet de peau qui renforce la résistance à l'écrasement de la mousse. - L'épaisseur idéale sera adaptée en fonction de la qualité du matériau.Généralement, elle est de l'ordre de 0,6 mm à 1,2 mm - Cette couche d'isolant thermique M1 sera à cellules fermées.- Derrière cet épaisseur de mousse M1, on dispose un film de matière plastique métallisé F1.- Ce film de matière plastique sera métallisé de préférence sur une face au moins et de préférence sur ses deux faces. Derrière ce film métallisé F1, on disposera une autre couche de matériau cellulaire qui pourra être par exemple un film à bullesBl.-Derrière ce film à bulles B1, on installera un autre film métallisé réflecteur F2. Puis on installera encore une autre couche de mousse ou d'isolant alvéolaire ou cellulaire M3 puis un troisième film métallisé une ou deux faces F3. On pourra ainsi selon l'efficacité souhaitée, additionner le nombre de film de films et d'isolants alvéolaires cellulaires souhaité en fonction de l'efficacité recherchée. L'invention comportera à sa base comme support un matériau étanche à l'humidité et capable de résister aux agressions mécaniques du sol sur lequel l'isolant thermique sera posé. I1 pourra être une couche de matériau plastique alvéolaire ou cellulaire ou par exemple encore un film de matière plastique souple de caractéristiques mécaniques suffisantes telles que les professionnels du bâtiment ont l'habitude de les utiliser. La sous couche inférieure et la couche supérieure pourront être massives soit tissées l'avantage du tissage est qu'il présente une meilleure résistance à la déchirure et une meilleure résistance à l'allongement. Dans un souci de plus grande efficacité, le film du dessus pourra être composé de deux couches de films métalliques complexés sur un film support. - En effet, il est bien connu que deux couches de films métalliques sont plus souples qu'une couche unitaire d'une épaisseur double. Or la conduction thermique est uniquement proportionnelle à l'épaisseur. Compte tenu des conditions d'utilisation très particulières de l'isolant thermique, la face supérieure du métal sera revêtue d'une couche mince le protégeant de la corrosion, de l'humidité. - ce pourra être soit une extrusion de matières plastiques soit une laque.-soit tout autre procédé de protection. Les caractéristiques du matériau défini ci dessus ne se rencontrent sur aucun des isolants thermiques du marché car on ne sait utiliser que des panneaux massifs de polystyrène ou de polyuréthanne expansés ou encore des matelas de fibres minérales. Le principal reproche indépendamment des qualités exposées ci-dessus,un autre avantage de l'isolant thermique recherché est que celui ci doit avoir l'épaisseur la plus faible possible.- Pour cela, on utilise un nouveau principe qui est celui de l'isolant multicouches, toutes à haute réflectivité.- Pour cela l'isolant thermique comportera une succession de mousse de matières plastiques et de séparateurs et de films réflecteurs.- Le but est de constituer une sorte de bouteille Thermos. La bouteille THERMOS est composée chacun le sait, tire une de ses efficacité du fàit que l'on a deux surfaces réflecteurs face à lace. - Ces deux surfaces réflecteurs étant séparées par une lame d'air au travers de laquelle l'énergie est obligée de se transmettre par rayonnement. Dans le cadre de la présente invention, on utilise comme réflecteur des films réflecteurs et on remplace le vide de la bouteille THERMOS, par un volurne d'air enfermé dans des cellules pour lui interdire tout mouvement convectif- On compose donc l'ensemble isolant en disposant un film réflecteur F1, puis une mousse en matière plastique expansée M1, puis un film réflecteur F2, puis une mousse en matière plastique M2, puis un film réflecteur F3, puis une mousse M3, puis un film réflecteur F4... Pour la réalisation de ce type d'isolant, on peut utiliser des films de matières plastiques expansés à très fine ceihilarisation, mousse de polyoléfine, mousse de polystyrène et tout autre mousse que l'industrie de matière plastique et l'industrie chimique savent ou peuvent produire. On peut utiliser également tout autre matériau capable d'enfermer un volume d'air dans des cellules, ou l'air ne peut pas avoir de mouvements convectifs importants. Les cellules devront avoir le diamètre le plus faible possible de façon à limiter l'effet convectif et le matériau le plus hydrophobe possible. L'Un des inconvénients majeurs des isolants thermiques rencontrés dans le batiment pour résoudre les problèmes d'isolation de chapes et de sols chauffants est que le sol sur lequel on pose les isolants est brut et souvent humide. Selon la présente invention, l'isolant devra etre protégé par une sous couche étanche destinée à assurer les protections du complexe supérieur contre toutes les agressions auquel il peut etre soumis particulièrement en ce qui concerne l'humidité. - On pourra avantageusement placer comme dernière sous-couche un film à bulles simple. Les aspérités du film à bulles seront disposées vers le sol. Ainsi ce film à bulles portera sur le sol par une succession de plots qui arreteront les transmissions d'humidité. Un autre avantage de ce système de pose sur plot est que les plots limiteront également la transmission du bruit. - On sait également que les isolants thermiques actuellement disponibles pour ce type d'application présentent une immense faiblesse au niveau de leur jointure. Certes on a essayé de faire des plaques de polystyrène bouffetées mais l'encastrement tenons-mordaises est loin d'assurer un raccordement parfaitement satisfaisant.- Pour cela le produit selon la présente invention pourra etre fabriqué en utilisant des films supérieurs et inférieurs plus larges que les séparateurs alvéolaires ou celbulaires.- Ainsi ces films pourront etre croisés et superposés ce qui assurera une remarquable étanchéité. - Cette formule est particulièrement avantageuse dans le cadre des isolants utilisés comme sous chape, car les maçons ont pour habitude de déverser leur mortier liquide sur l'isolant de sorte que l'eau pénètre à l'intérieur des isolants, ensuite, ne peut plus sortir.I1 est évident que le fait que les films puissent etre croisés protégera l'isolant contre la pénétration de l'eau à l'intérieur. - L'idée la plus simple qui viendrait pour faire ce complexe serait de coller ensemble les différents matériaux en un complexe composite massif. Cette Solution a déjà été quelques fois utilisée mais présente des inconvénients rédhibitoires de rigidité tout à fait incompatibles pour le travail dans le batiment et la livraison en grande dimension, destinée à réduire les raccords. En conséquence, le matériau selon la présente invention les différents composants de la présente invention seront assemblés et solidarisés par couture de préférence sur machine multi-aiguille en grande largeur. Cependant il faut savoir que la couture présente un inconvénient de perforer le matériau donc de laisser un passage à l'humidité. - La présente invention revendique l'utilisation de mousses de matières plastiques souples qui se resserreront autour du ffl d'aiguille de façon à constituer une sorte de presse étoupe.- Une autre solution revendiquée par la présente invention est la fixation des différents composants entre eux par soudure, L'avantage de la soudure est que la fixation par soudure ne comporte pas de perforation. Les soudures seront réalisées par point et surtout pas en lignes continues de façon à ne pas créer de pont thermique linéaire. De plus la soudure par point apporte un avantage de souplesse tout à fait intéressant pour la mise en oeuvre. Enfin toujours dans le but de pouvoir apporter l'étanchéité complète et de faciliter la mise en oeuvre le complexe isolant selon la présente invention pourrait etre livré en deux parties, la partie supérieure et la partie infeneure.- Ainsi les couches pourraient etre mieux croisées et on aurait une meilleure étanchéité car chacun sait que l'étanchéité est très difficile à obtenir avec les matériaux isolants actuellement disponibles sur le Marché.- La livraison en deux couches séparées permettrait également une beaucoup plus grande souplesse du composant pour une mise en oeuvre qui ne serait pas beaucoup plus compliquée. REVENDICATIONS 1/ Isolant thermique plus particulièrement destiné aux sols chauffants, caractérisé en ce qu'il est composé d'une succession de couches minces de matériaux isolants thermiques alvéolaires souples et de films dont certains peuvent être métalliques, métallisés, réflecteurs. 2/ Isolant thermique selon la revendication 1/ caractérisé en ce que le composant du dessus est constitué d'un film Al métallique bon conducteur de la chaleur et doté de bonnes caractéristiques de reflectivité du rayonnement, complexé sur un film N1 de matière plastique. 3/ Isolant thermique selon la revendication 1/ et 2/ caractérisé en ce que le film N1 du dessus est un film de matière plastique noire doté de bonnes caractéristiques d'émission et d'absorption du rayonnement thermique basse température, étanche pour protéger l'isolant de la laitance du ciment. 4/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film N1 du dessus a été tissé en tissage souple avant d'être complexé sur le film métallique Al. 5/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le complexe (film N1 + film métallique Al) est tissé en tissage souple. 6/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comporte deux fois au moins le film N1-A1 en superposition soit Ni-Ai puis N2-A2 etc. 7/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face métallique libre du métal Al soit revêtue d'une couche mince D la protégeant de la corrosion. 8/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes caractérisé en ce que il comporte derrière le ou les films (Nl-A1), (N2-A2) etc. une couche de mousse de matière plastique expansée Mi à cellules fermées capable de rester souple et d'avoir un bon effet de peau pour résister mieux à l'écrasement et présentant de bonnes caractéristiques hydrophobes et de tension de surface de sorte que l'eau éventuelle s'y condense en gouttelettes non jointives au lieu de s'y étaler. 9/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes caractérisé en ce que caractérisé en ce qu'il comporte à la suite du ou des films (N1-A1), N2-A2) etc.... et de la couche de mousse M1 un film F1 réflecteur du rayonnement sur une ou ses deux faces. 10/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que qu'il comporte ensuite une autre épaisseur M2 de matière plastique alvéolaire à cellule fermées comparable à la couche M1 accompagnée d'une mousse M2. 11/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes caractérisé en ce que qu'il comporte plusieurs fois la combinaison (film réflecteur F1 + mousse M1), (film réflecteur F2 + mousse M2) qui deviennent (F3 + M3), (F4 + M4) etc. de façon à constituer une succession de lames d'air enfermées entre des surfaces à haute reflectivité /1 basse émissivité. 12/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une ou plusieurs des couches de mousses M1, M2, peuvent être remplacées par des couches de films à bulles (B 1 ) à une ou plusieurs peaux bien connus dans l'industrie de l'emballage. 12/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comporte en outre une ou plusieurs épaisseur de matériau B1 destiné à absorber et amortir les transmissions de bruits, particulièrement les bruits d'impact. 13/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les matières de fabrication des mousses ou des films à bulles sont réalisées en matériaux le plus hydrophobes possibles tels que polypropylène, et autres polyoléfines par exemple. 14/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes caractérisé en ce que la dernière couche P 1 ou S soit une sous-couche étanche et de protections (mécaniques, acoustiques et autres) du complexe supérieur particulièrement capable de résister aux agressions diverses du support sur lequel le complexe isolant selon l'invention sera posé. 15/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la dernière couche destinée à être posée sur le sol comporte du coté du sol des protubérances P1 régulièrement disposées qui serviront de plot d'appui du complexe isolant sur le sol. Ainsi le matériau isolant ne reposera sur le sol que par une succession de plots de qui évitera les remontées d'humidité et limitera les transmissions de bruit et surtout de chaleur. Pour présenter une meilleure résistance à l'écrasement ce séparateur sera de manière préférentielle une ou plusieurs épaisseurs (telles que G1-G2) de grilles hydrophobe textiles bien connues dans l'agriculture. 16/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes caractérisé en ce que la dernière couche destinée à être posée sur le sol est constituée de une ou plusieurs épaisseurs de grilles (G1 + G2 +...) hydrophobe textiles, obtenues par tissages, déformations, extrusions et tous autres précédés, bien connues dans l'agriculture et dans l'industrie de l'emballage. Cette épaisseur de grilles aura comme résultat de constituer une épaisseur séparateur ouvert entre le sol et le matériau isolant situé au dessus, séparateur contre les remontées d'humidité et limitera les transmissions de bruit et surtout de chaleur. Cette épaisseur de grilles a surtout comme avantage de présenter une meilleure résistance à l'écrasement. 17/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes caractérisé en ce que les matériaux supérieurs et inférieurs du complexe (N1, S) seront des films souples et étanches d'une largeur supérieure aux matériaux intermédiaires de façon à pouvoir les recouvrir entièrement et même les croiser et ainsi les protéger des infiltrations liquides constatées lors de la constitution de la chape ou lors de leur utilisation en évitant les infiltrations entre les lés côte à côte et surtout en périphérie. 18/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les differents composants seront assemblés par couture. 19/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différents composants seront assemblés par soudure telle que ultra sons sans perforations. La soudure pourra être effectuée en ligne continue, mais de préférence en ligne discontinue ou par points. 20/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différents composants de l'isolant seront livrés en deux demi complexes de façon à disposer d'un matériau plus souple et de pouvoir constituer sur le chantier des couches croisées destinées à supprimer les raccords de lés par lesquels la chape liquide peut venir pénétrer à l'intérieur de l'isolant et le détériorer. 21/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise une mousse de matière plastique extrudée qui aura été recalandrée sur un cylindre comportant des striures croisées. Ce calandrage a pour but de constituer des creux dans la mousse. Ces creux séparent les bosses. Le sommet des bosses est utilisé comme surface de contact, de sorte que le contact soit ponctuel et non plus continu, ce qui ménage des espaces sans contacts. La mousse gaufrée sert de séparateur entre les films ou de séparateur à la base en complément de G1/G2 ou de P1 ou de M1/M2M3. 21/ Isolant thermique selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que on dispose une résistance électrique chauffante Q disposée au dessus ou au dessous du film métallique Al ou de préférence entre le film métallique Al et le film métallique A2 de façon à mieux répartir la chaleur. La résistance pouvant le cas échéant être isolée par un ou plusieurs film Ti, T2.