Brevet FR2814474A1 — publié le 20020329

PROCEDE ET ENSEMBLE DE FABRICATION DE FEUTRES FORMES DE FIBRES MINERALS L'invention est relative à la formation de feutres formés à partir de fibres minérales et désignées sous les noms génériques de laine de verre, laine de roche, etc... De façon traditionnelle, les feutres de fibres minérales sont constitués en continu en déposant sur un convoyeur les fibres qui sont véhiculées par des courants gazeux. Le convoyeur retient les fibres et laisse passer les gaz. Avant qu'elles ne se déposent sur le convoyeur, les fibres sont enduites d'une composition appliquée sous forme liquide et destinée à lier les fibres entre elles, ceci afin de donner sa cohésion au feutre ultérieurement constitué. La composition est ensuite réticulée par un traitement thermique effectué sur le feutre qui a été préalablement ramené aux conditions d'épaisseur et de masse volumique souhaitées. En plus des qualités isolantes requises de façon tout à fait générale, il est aussi parfois nécessaire que les produits utilisés présentent des qualités mécaniques très spécifiques. C'est le cas par exemple des produits supportant des éléments de maçonnerie et qui doivent en conséquence résister à de fortes compressions tels que les éléments servant à l'isolation des toitures-terrasses. C'est aussi le cas des produits utilisés en isolation par l'extérieur qui notamment doivent pouvoir résister aux efforts à l'arrachement. Pour obtenir des produits présentant ces propriétés particulières ainsi que d'autres que nous verrons dans la suite, il est nécessaire de modifier les procédés traditionnels de formation des feutres. La formation des feutres par dépôt des fibres sur le convoyeur de réception ou sur un organe analogue conduit à un enchevêtrement qui n'est pas homogène dans toutes les directions. On constate expérimentalement que les fibres ont une forte tendance à se placer parallèlement à la surface de réception. Cette tendance est d'autant plus accentuée que les fibres sont plus longues. Cette structure des feutres est favorable à leurs propriétés isolantes et aussi à leur résistance à la traction dans le sens longitudinal. Pour de nombreuses utilisations une telle structure est par conséquent avantageuse. Cependant, on comprend qu'une telle structure ne soit pas la mieux adaptée lorsque par exemple le produit doit résister à la compression ou à l'arrachement dans le sens de son épaisseur. Pour améliorer la résistance à la compression de ces feutres, une solution consiste à accroître leur masse volumique en accroissant la masse de fibres par unité de surface sur l'organe de réception où se constitue le feutre. Outre que la masse de fibres par unité de surface que l'on peut déposer est limitée, l'accumulation des fibres sur l'organe de réception s'opposant rapidement au passage des gaz, et donc à la poursuite dans de bonnes conditions de la formation du feutre, ceci ne permet pas d'améliorer d'autres propriétés comme la résistance à l'arrachement. Une autre solution proposée antérieurement consiste à faire en sorte que la direction des fibres se situe non plus dans le plan du feutre mais dans un plan perpendiculaire à celui-ci. Cette disposition est atteinte par exemple en formant des plis dans le feutre. Ces plis sont notamment obtenus soit en disposant le feutre en couches successives plus ou moins longues s'étendant dans le sens de l'épaisseur finale souhaitée, soit en comprimant le feutre longitudinalement. Sous l'effet de la compression dans les conditions envisagées le feutre forme des ondulations. Le traitement thermique de la composition du liant qui est effectué postérieurement, confère un caractère permanent à cette structure plissée. La direction des fibres orientées dans le sens de l'épaisseur du feutre ainsi formé permet d'améliorer sensiblement la résistance à la compression et à l'arrachement. Cette structure est cependant désavantageuse pour ce qui concerne la résistance à la traction longitudinale-le feutre a tendance à se déplierou à la flexion. La disposition des fibres dans l'épaisseur peut résulter aussi de l'assemblage de bandes de feutre dont la largeur correspond à l'épaisseur du feutre souhaité, chaque bande étant disposée de façon que les fibres soient dans des plans perpendiculaires aux faces du feutre constitué. Les bandes sont maintenues les unes contre les autres au moyen d'un revêtement ou d'un voile couvrant l'une ou les deux faces du feutre. Eventuellement, les bandes peuvent aussi être collées directement les unes aux autres par leurs surfaces en contact. Les feutres produits selon cette technique relativement complexe, appelés lamelles-nappes , sont utilisés principalement pour l'isolation de canalisations de gros diamètres. Pour cette application, la capacité de flexion et même d'enroulement du produit obtenu au lieu de constituer un désavantage est particulièrement recherchée. Une solution à ce problème est décrite dans le brevet EP 0 133 083 déposé au nom de la Demanderesse. Le but de cette invention antérieure est de fournir des feutres dans lesquels les propriétés mécaniques, notamment la résistance à la compression et à l'arrachement dans le sens de l'épaisseur du produit, soient améliorées sans entraîner les inconvénients rencontrés antérieurement, et par conséquent sans former des plis, ou d'assemblage de bandes de feutres ; les propriétés mécaniques et isolantes desdits feutres restant par ailleurs satisfaisantes. Pour ce faire, on cherche à obtenir des fibres (à l'intérieur du feutre) ayant des directions aussi variées que possible sans pour autant former de plis en surface. Selon cet art antérieur, le feutre est soumis à au moins une opération de compression longitudinale, et préférentiellement à deux opérations de ce type. Un problème lié à de telles fabrications réside dans l'homogénéité du feutre final et en particulier dans son homogénéité de surface. En effet, on observe en surface des craquelures, des amorces de ruptures et/ou des gonflements localisés ; autant de défauts négatifs en terme de tenue mécanique, thermique sans parler de l'aspect inesthétique de l'ensemble. Ce problème est essentiellement créé dans la zone entre les tapis convoyeurs et l'étuve de réticulation. Dans cette zone, le feutre n'est plus comprimé de sorte qu'il tend à s'échapper. Le brevet précité prévoit des glissières dans cette zone afin d'assurer une certaine continuité dans le maintien du feutre. Cependant les glissières sont alors des éléments additionnels, fragiles, d'autant qu'elles sont placées à proximité immédiate de l'étuve qui est chaude. Par ailleurs elles doivent être parfaitement positionnées afin d'assurer la continuité souhaitée. Dans les faits, cette solution n'est pas viable et les glissières posent plus de problèmes qu'elles n'en résolvent ; c'est pourquoi en pratique cette solution a été abandonnée, au profit d'une autre solution, qui constitue l'objet de la présente demande. La présente invention consiste avantageusement, en une solution fiable, simple et qui résout parfaitement le problème évoqué ci-dessus. Ainsi la présente invention a pour objet un ensemble de fabrication de feutres formés de fibres en matière minérale réticulées comprenant au moins une paire de convoyeurs formée d'un convoyeur inférieur et d'un convoyeur supérieur disposés en vis-à-vis et destinés à comprimer ledit feutre selon au moins une direction, un moyen de traitement thermique du feutre après son passage à travers les convoyeurs. Conformément à l'invention, l'ensemble comprend en outre au moins un moyen disposé entre les convoyeurs et le moyen de traitement thermique, destiné à empêcher la décompression du feutre dans cette zone, ainsi que toute interférence mécanique, ledit moyen comprenant au moins une came de profil adapté à maintenir substantiellement constante et minimale la distance entre les convoyeurs et le moyen de traitement thermique ; l'un au moins des convoyeurs est relié rigidement à un élément du moyen de traitement thermique. De façon particulière, l'un au moins des convoyeurs est maintenu en appui contre ladite came par des moyens tels que des vérins. De façon spécifique, la came est liée rigidement à un élément du moyen de traitement thermique, ledit élément étant déplaçable verticalement et/ou horizontalement. Le déplacement horizontal permet de compenser des dilatation thermiques. Selon un des modes de réalisation de l'invention, le convoyeur inférieur est relié rigidement à un élément du moyen de traitement thermique grâce à un moyen de liaison. Conformément à un mode de réalisation de l'invention, ladite came présente une portion courbe de courbure sensiblement identique à celle d'une roue du moyen de traitement thermique, placée en vis-à-vis. De façon plus spécifique, la came présente en outre une portion droite disposée verticalement au-dessous de la portion courbe et elle sert d'appui au convoyeur supérieur. Avantageusement, le convoyeur supérieur, la came et l'élément du moyen de traitement thermique auquel elle est liée sont déplaçables verticalement afin de pouvoir fabriquer des feutres d'épaisseurs différentes. L'invention concerne en outre un procédé de fabrication de feutres formés de fibres encolées, en matière minérale, consistant notamment à comprimer les fibres selon au moins une direction puis à traiter thermiquement les feutres afin de les stabiliser. De façon caractéristique, le procédé consiste en outre à empêcher la décompression du feutre entre l'étape de compression et l'étape de traitement thermique, grâce à une came de profil adapté à maintenir substantiellement constante et minimale la distance entre les moyens de compression et les moyens de traitement thermique. Spécifiquement, les moyens de compression sont maintenus en appui contre ladite came. A titre illustratif, on réalise une compression longitudinale et/ou une compression dans l'épaisseur dudit feutre. La présente invention permet avantageusement la fabrication de feutres d'épaisseur comprise entre 10 et 500 mm. La distance minimale entre les moyens de compression et l'entrée de l'étuve est de l'ordre de 5 mm. D'autres caractéristiques, détails, avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre, faite à titre illustratif, et nullement limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un schéma d'implantation d'une installation de fabrication de feutres comprenant un ensemble selon l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle d'une installation comprenant un ensemble selon l'invention ; - la figure 3 est un schéma de l'ensemble selon l'invention dans plusieurs cas de fonctionnement. La figure 1 permet de décrire le contexte global dans lequel la présente invention peut avantageusement être mise en oeuvre. Cette figure schématise en effet une ligne de fabrication de feutres 6 formés de fibres minérales encore appelés laine de roche ou laine de verre. De façon connue, une telle ligne comprend un ou plusieurs dispositifs de centrifugation 1 destiné à former des fibres 2 qui sont projetées depuis le ou les dispositifs de centrifugation 1 dans une chambre de réception 3 à la base de laquelle est disposé un convoyeur 4 sur lequel tombent les fibres. Préférentiellement, un ou plusieurs caissons 5 en dépression sont situés sous le convoyeur 4 afin d'aspirer et d'entasser les fibres sur le convoyeur 4. Un tapis ou feutre 6 est ainsi formé ; il est repris en sortie de la chambre 3 entre deux convoyeurs 7, 8 destinés à le comprimer selon son épaisseur. Puis le feutre 6 est comprimé longitudinalement par passage entre des paires de convoyeurs amont 9,10 et aval 11,12 dont les vitesses sont telles que la vitesse d'une paire 11,12 est inférieure à la vitesse de la paire amont 9,10 (relativement au mouvement du feutre 6 à travers les convoyeurs). Une fois comprimé, le feutre 6 est directement introduit dans une étuve 13 où un traitement thermique assure la réticulation du liant et la stabilisation du produit. D'autres traitements thermiques peuvent être envisagés sans sortir du cadre de la présente invention. Par ailleurs, en sortie d'étuve, le feutre peut être découpé, conditionné en fonction des utilisations envisagées. Le problème à l'origine de l'invention se situe à la sortie des convoyeurs aval 11,12, avant l'introduction du feutre 6 dans l'étuve 13. En effet, à ce niveau, le feutre 6 est fortement comprimé, sa densité est couramment de l'ordre de 100 kg/m3, de sorte qu'il a tendance à s'échapper dans l'intervalle laissé libre entre les convoyeurs aval, 11,12 et l'étuve 13. Comme il a déjà été dit, diverses solutions ont été proposées afin de remédier à ce problème. La présente invention illustrée plus en détail sur la figure 2, résout de façon à la fois nouvelle, inventive et inattendue un tel problème. Sur cette figure apparaissent notamment les convoyeurs aval 11,12 ainsi que le feutre 6 qui est déplacé entre les convoyeurs dans le sens de la flèche. L'étuve 13 est limitée symboliquement par des pointillés. Entre les convoyeurs 11,12 et l'étuve 13 est disposé selon l'invention un moyen 14 destiné à empêcher la décompression du feutre 6 dans cette zone, le moyen 14 comprenant au moins une came dont le profil est adapté à maintenir constante et minimale la distance entre les convoyeurs 11,12 et l'étuve 13. Pour ce faire, le convoyeur supérieur 12 est maintenu en appui contre la came 14 par exemple par des vérins (non représentés) eux-mêmes actionnés par un ou plusieurs moteurs (non représentés). Cet arrangement permet d'absorber une dilatation des différents éléments. Les vérins permettent par ailleurs de maintenir la chaîne du convoyeur tendue quelle que soit la position de fonctionnement. En outre, le convoyeur supérieur 12 est mobile verticalement ce qui permet de fabriquer différentes épaisseurs de feutre 6. La came 14 est préférentiellement liée rigidement à un élément fixe de l'étuve (non représenté), qui peut cependant être déplacé verticalement, selon l'épaisseur du feutre à fabriquer. Au niveau du convoyeur aval inférieur 11, des vérins (non représentés) peuvent également être prévus afin de pousser ledit convoyeur 11 contre la came 14 et/ou de le maintenir au même niveau que le tapis situé dans l'étuve 13. Par ailleurs, le convoyeur inférieur 11 est lui-même lié rigidement à un élément fixe de l'étuve, par une liaison symbolisée en 18. D'autres caractéristiques de l'invention seront compris à la lecture de la figure 3 qui montre le convoyeur aval supérieur 12 dans trois positions possibles (a), (b), (c). Le convoyeur aval inférieur 11 n'est que peu réglable en hauteur ; l'amplitude de son déplacement vertical est uniquement destiné à l'ajustement vis- à-vis du tapis du convoyeur (non référencé) de l'étuve 13. Pour les positions (a) et (b) qui correspondent à des positions de fonctionnement, la came 14 se trouve elle-même dans une première position représentée en trait plein. Ces positions correspondent aux épaisseurs minimale et maximale du feutre susceptible d'être fabriqué. La position (c) est une position d'écartement maximale entre les convoyeurs. C'est une position de maintenance pour laquelle la came 14 est en position C2 et le rouleau supérieur de l'étuve 13 en position C1. Dans tous les cas de figure, le convoyeur aval supérieur 12 est poussé contre la came 14 qui, étant rigidement liée à un élément tel que le rouleau supérieur de l'étuve 13, permet ainsi de maintenir le convoyeur 12 à une distance constante dudit rouleau. Le profil de la came 14 permet en outre de maintenir le convoyeur supérieur 12 à une distance minimale de l'étuve 13 quelle que soit l'épaisseur du feutre 6 à traiter. Ce profil comprend une portion droite verticale 141 surmontée d'une portion courbe 142 dont la courbure est proche voire identique à celle du rouleau supérieur de l'étuve 13. La portion droite 141 peut s'étendre sur la hauteur de la zone d'extrémité du convoyeur supérieur 12 en position basse ainsi que sur la hauteur de la zone d'extrémité du convoyeur inférieur 11. Bien entendu, ce profil est donné ici à titre illustratif et d'autres profils de came peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention, pourvu qu'ils remplissent la fonction énoncée ci-avant, de maintien en position d'écartement minimal vis-à-vis de l'étuve 13. A titre illustratif toujours, la masse volumique du feutre en amont des convoyeurs 11,12 est de l'ordre de 10 kg/m3. A l'entrée de l'étuve 13, elle est couramment comprise entre 10 et 200 kg/m3. L'épaisseur du feutre à l'entrée des convoyeurs 9,10 est comprise entre 240 mm et 1200 mm ; finalement, c'est-à-dire à l'entrée de l'étuve 13 l'épaisseur du feutre peut être comprise entre 20 et 300 mm. Le produit final peut avoir une épaisseur comprise entre 10 et 500 mm. Les fibres peuvent être d'une longueur très variable ; leur diamètre est compris entre 3,5 microns et 5 microns. La vitesse des tapis des convoyeurs peut être comprise entre 1,5 et 40 m/mn. REVENDICATIONS 1. Ensemble de fabrication de feutres (6) formés de fibres en matière minérale réticulées comprenant au moins une paire de convoyeurs formée d'un convoyeur inférieur (11) et d'un convoyeur supérieur (12) disposés en vis-à-vis et destinés à comprimer ledit feutre (6) selon au moins une direction, un moyen (13) de traitement thermique du feutre (6) après son passage à travers les convoyeurs (11,12) caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un moyen (14) disposé entre les convoyeurs (11,12) et le moyen (13) de traitement thermique, destiné à empêcher la décompression du feutre (6) dans cette zone, ledit moyen comprenant au moins une came (14) de profil adapté à maintenir constante et minimale la distance entre les convoyeurs (11,12) et le moyen (13) de traitement thermique, et en ce que l'un au moins des convoyeurs est relié rigidement à un élément du moyen (13) de traitement thermique. 2. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'un au moins des convoyeurs (11 ; 12) est maintenu en appui contre ladite came (14) par des moyens tels que des vérins. 3. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la came (14) est liée rigidement à un élément du moyen (13) de traitement thermique, ledit élément étant déplaçable verticalement et/ou horizontalement. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le convoyeur inférieur (11) est relié rigidement à un élément du moyen (13) de traitement thermique grâce à un moyen (18) de liaison. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite came (14) présente une portion courbe (142) de courbure sensiblement identique à celle d'une roue du moyen (13) de traitement thermique, placée en vis-à-vis. 6. Ensemble selon la revendication 5 caractérisé en ce que la came (14) présente en outre une portion droite (141) disposée verticalement au-dessous de la portion courbe (142) et en ce que la came (14) sert d'appui au convoyeur supérieur (12). 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisé en ce que le convoyeur supérieur (12), la came (14) et l'élément du moyen (13) de traitement thermique auquel elle est liée sont déplaçables verticalement afin de pouvoir fabriquer des feutres (6) d'épaisseurs différentes. 8. Procédé de fabrication de feutres (6) formés de fibres encollées, en matière minérale, consistant notamment à comprimer les fibres selon au moins une direction puis à traiter thermiquement les feutres afin de les stabiliser caractérisé en ce qu'il consiste en outre à empêcher la décompression du feutre (6) entre l'étape de compression et l'étape de traitement thermique, grâce à une came (14) de profil adapté à maintenir constante et minimale la distance entre les moyens de compression (11 ; 12) et les moyens de traitement thermique (13). 9. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'un au moins des moyens de compression (11 ; 12) est maintenu en appui contre ladite came (14). 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9 caractérisé en ce que l'on réalise une compression longitudinale et/ou une compression dans l'épaisseur dudit feutre (6). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 9 pour la fabrication de feutres (6) d'épaisseur comprise entre 10 et 500 mm. 12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 11 caractérisé en ce que la distance minimale entre les moyens de compression (11,12) et l'entrée de l'étuve (13) est de l'ordre de 5 mm.