Brevet FR2835465A1 — publié le 20030808

La présente invention se rapporte à un procédé de production d'une pierre artificielle à partir du moulage d'une pierre naturelle. Un domaine d'application envisagé est notamment, mais non exclusivement celui du parement des bâtiments, lesquels sont généralement réalisés en matériaux reconstitués du type parpaing qui ne présente pas une surface identique à celle de la pierre naturelle. Or, les bâtiments en pierre naturelle ont un aspect esthétique bien supérieur aux bâtiments réalisés en matériaux reconstitués mais leurs coûts est également plus important. Afin d'imiter l'aspect de pierre naturelle, des procédés bien connu de plaquage ont été imaginés. Ils consistent essentiellement à construire des bâtiments dans un matériau reconstitués ou en béton et à coller contre la surface de ces bâtiments des plaques de pierre naturelles plus ou moins grandes et de préférence de faible épaisseur. Ainsi, ces bâtiments présentent l'aspect des bâtiments traditionnels en pierres, et ils sont réalisés à un coût avantageux. Toutefois, ces plaques de pierre sont relativement épaisses pour éviter qu'elles ne se cassent et elles sont relativement difficile à manipuler compte tenu de leur poids. La mise en oeuvre de ces procédés nécessite, comme pour les constructions traditionnelles, de tailler des pierres naturelles pour former lesdites plaques. Afin de s'affranchir de la transformation de pierres naturelles, il a été imaginé de reproduire artificiellement des surfaces ayant l'aspect de pierre naturelle au moyens de compositions à base de ciment. Cependant, il est mal aisé de reproduire fidèlement l'aspect de surface d'une pierre naturelle, et plus encore de reproduire les veines colorées disposées irrégulièrement dans la pierre et qui apparaissent dans le plan de coupe. Un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est alors de réaliser des plaques de pierre artificielle qui non seulement présentent un état de surface comparable à celui des pierres naturelles, mais aussi présentent des portions colorées disposées irrégulièrement à la surface. A cet effet, selon un premier objet, la présente invention propose un procédé de production d'une pierre artificielle à partir du moulage d'une pierre naturelle, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : on fournit un moulage de la surface d'une pierre naturelle ; on fournit une composition pâteuse comportant au moins un colorant, concentré dans une première partie des portions de volume de ladite composition pâteuse ; on remplit ledit moulage avec ladite composition pâteuse en juxtaposant longitudinalement dans le fond dudit moulage au moins une pluralité de portions de volume de ladite première partie de façon à former, au moins dans le fond dudit moulage, des parties de composition pâteuse moulées, colorées longitudinalement ; et, on démoule ladite composition pâteuse lorsqu'elle est à l'état solide, par quoi on obtient une pierre artificielle présentant l'état de surface d'une pierre naturelle et des marques longitudinales colorées. Ainsi, une caractéristique du procédé conforme à l'invention réside dans la répartition du colorant dans la composition pâteuse, lequel est concentré dans des portions de volume, et dans le mode de remplissage du moulage en juxtaposant longitudinalement des portions de volume de ladite composition dans le fond dudit moulage. De la sorte, après que la composition pâteuse a durci sous l'effet, notamment de l'évaporation de l'eau qu'elle contient, on obtient une pierre artificielle présentant toutes les caractéristiques d'une pierre naturelle, puisque l'aspect de surface est reproduit à l'identique grâce audit moulage et la coloration irrégulière est reproduite par le colorant et le mode de remplissage du moulage. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, ledit moulage d'une pierre naturelle est réalisé au moyen d'un polymère de type élastomère, initialement en phase liquide, susceptible de réticuler pour former ledit moulage. Ainsi, ledit élastomère en phase liquide est susceptible de recouvrir intégralement la surface de la pierre naturelle et d'en épouser toutes les irrégularités de surface, de sorte qu'une fois réticulé et durci, il constitue une reproduction fidèle de cette surface en négatif. Avantageusement, ledit moulage est réalisé en élastomère de silicone, lequel élastomère présente l'avantage d'avoir une composante élastique importante. De la sorte, les aspérités de surface de la pierre naturelle sont plus fidèlement reproduites car l'élastomère retrouve la forme exacte de la pierre après la séparation de la pierre naturelle et de l'élastomère. Selon une caractéristique avantageuse, ladite composition pâteuse, comportant ledit colorant, est obtenue en mélangeant partiellement ledit colorant à ladite composition pâteuse. Ainsi, comme on le décrira plus en détail dans la suite de la description il est absolument nécessaire de ne pas mélanger ledit colorant de façon homogène à la composition pâteuse pour obtenir l'effet coloré recherché. Préférentiellement, on remplit ledit moulage en formant des bandes de composition pâteuse contiguës dans le fond dudit moulage de façon à recouvrir l'ensemble dudit fond. De la sorte, les portions de volume dans lesquels est concentré ledit colorant sont susceptibles d'être alignés suivant lesdites bandes de composition pâteuse et de produire des marques parallèles entre elles, rappelant les veines qu'une pierre naturelle est susceptible de comporter. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, ladite composition pâteuse comprend une premier mélange homogène comportant au moins : un mélange plastique formant mortier ; au moins un matériau fibreux ; et, au moins un polymère en émulsion aqueuse. Comme on l'expliquera plus en détail dans la suite de la description, le mortier est essentiellement constitué de ciment de sable et d'eau et il forme la base du mélange. Le matériau fibreux permet d'obtenir une forte résistance en traction de la pierre artificielle obtenue, le mortier une fois sec étant résistant en compression mais non en traction. Et, le polymère en émulsion aqueuse, permet d'obtenir un mélange parfaitement lié et d'accroître la résistance mécanique de la pierre artificielle obtenue. De la sorte, il est possible de réduire l'épaisseur des plaques de pierre artificielles, tout en conservant une résistance mécanique suffisante, et donc de produire des pierres plus aisément manipulable compte tenu de leur moindre poids. Préférentiellement, ledit premier mélange comporte des fibres de verre et des fibres de polypropylène, ces dernières étant plus résistantes aux composés basiques du mélange. Dans un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, ledit premier mélange comporte en outre un matériau plastifiant de façon à conférer des propriétés générales plastiques à ladite pierre artificielle. Avantageusement, ledit premier mélange comporte un polymère acrylique en émulsion aqueuse, lequel est relativement bon marché et confère également des propriétés plastiques à ladite pierre obtenue. De préférence, ledit premier mélange comporte un polymère styrènebutadiène en émulsion aqueuse. Selon un second objet la présente invention propose une pierre artificielle obtenue à partir du moulage d'une pierre naturelle et d'une composition pâteuse transformée dans un état solide dans le moulage de ladite pierre naturelle, ladite composition pâteuse comprenant au moins : un mélange plastique formant mortier ; au moins un matériau fibreux ; au moins un polymère en émulsion aqueuse ; et, au moins un colorant. Ainsi, ladite pierre artificielle présente l'aspect d'une pierre naturelle, aussi bien par son aspect de surface que par sa coloration et elle présente une résistance mécanique, notamment en traction, bien supérieure a celle des pierres artificielles connues, à dimensions égales notamment d'épaisseur. De la sorte, il est tout à fait possible de réduire l'épaisseur des plaques de pierre artificielle pour les manipuler plus confortablement. Préférentiellement, ledit matériau fibreux comporte des fibres de verre et des fibres de polypropylène de façon à être plus stable dans ladite pierre artificielle. Selon une caractéristique avantageuse, ladite composition pâteuse comprend en outre un matériau plastifiant pour rendre la pierre artificielle plus plastique et qu'elle puisse subir les contraintes sans se rompre. Avantageusement, ledit polymère en émulsion aqueuse est constitué d'un polymère de type acrylique et/ou d'un polymère de type styrène-butadiène. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif. La première étape du procédé conforme à l'invention consiste à réaliser le moulage ou l'empreinte d'une pierre naturelle dont l'aspect de surface correspond à celui que l'on souhaite reproduire sur une pierre artificielle. La pierre naturelle choisie doit présenter une surface sensiblement plane dont les dimensions doivent correspondre aux dimensions de la face d'une pierre artificielle que l'on souhaite obtenir. Ainsi, on choisit une pierre naturelle présentant une surface sensiblement plane, par exemple de 0, 15 m2, que l'on taille éventuellement pour lui donner une forme sensiblement rectangulaire. Cette surface est ensuite débarrassée des particules qui la recouvre au moyen par exemple d'un jet d'air comprimé. Après avoir préparé la surface de la pierre à reproduire, on réalise un coffrage de cette surface dans lequel on coule un matériau suffisamment fluide pour épouser la forme exacte de la pierre dans ses moindres aspérités de façon à reproduire fidèlement en négatif ladite surface. Après que le matériau a durci on le sépare de ladite surface pour obtenir un moulage de cette dernière. Les matériaux utilisés sont des polymères réticulables dont le produit réticulé présente une forte composante élastique de façon que les portions du moulage situées dans des parties encastrées de la surface de la pierre naturelle, retrouvent leur forme après le démoulage. En effet, les interactions de surface entre le matériau une fois durci et la pierre sont relativement fortes et leur séparation lors du démoulage provoque la déformation dudit matériau. Avantageusement on utilise des polymères de silicone, dont le module d'élasticité à la rupture est très important. Ces polymères, réticulables initialement sous forme liquide sont constitués de deux composants, lesquels sont mélangés au moment du coffrage de la pierre naturelle. Dès que le mélange est effectué et qu'il est coulé à la surface de la pierre, les polymères réticulent et le mélange est solide après quelques heures, par exemple 20 heures. Le décoffrage peut alors être effectué, et on obtient un moulage, ou empreinte, de la surface de la pierre. Ledit moulage est ensuite disposé sur une surface plane et laissé au repos durant quelques heures supplémentaires pour que la réticulation soit complète. Les polymères de type polyuréthannes sont susceptibles d'être utilisés pour réaliser le moulage puisqu'ils présentent également une forte composante élastique. Après que le moulage a été disposé sur une surface plane horizontale et que des bords ont été ménagés contre la surface interne du moulage pour délimiter les dimensions de la pierre artificielle à produire, une composition pâteuse apte à durcir pour former ladite pierre artificielle, est susceptible d'être coulée dans ledit moulage. La composition pâteuse est essentiellement constituée d'un mortier contenant un matériau fibreux, des polymères en émulsion aqueuse, un colorant et divers adjuvants. Le mortier comprend : du sable, entre 50 et 60 % par exemple 56% ; du ciment, entre 30 et 40 % par exemple 34 % ; et de l'eau, entre 5 et 15 % par exemple 10 %. Deux types de sables, de granulométries différentes sont susceptibles d'être utilisés, par exemple en parts égales. Le ciment est de préférence blanc, pour imiter la couleur des pierres naturelles généralement rencontrées en construction. Lorsque le mortier ainsi préparé est homogène, les autres constituants de la composition pâteuse peuvent être incorporés. Le matériau fibreux est composé, de préférence, de fibres de verre d'environ 12 mm et de fibres de polypropylène d'environ 5 mm, réparties en proportion sensiblement identique. La proportion de matériau fibreux dans ladite composition pâteuse est comprise entre 1 et 3 % et de préférence 2,3 %. Les polymères en émulsion aqueuse, introduits dans la composition pâteuse sont des résines de type acrylique et/ou de type butadiène-styrène. Ils permettent d'obtenir meilleure cohésion de la composition pâteuse après durcissement. Préférentiellement, la proportion de résines est comprise entre 4 et 6 % de la composition pâteuse, par exemple 4,5 % et les résines se composent de 60 % d'acrylique et de 40 % de butadiène-styrène. En outre, des adjuvants sont incorporés à la composition pâteuse, et notamment des plastifiants, et des accélérateurs de prise qui favorisent la prise du mortier en accélérant l'évaporation de l'eau. Lorsque la composition pâteuse ainsi formulée est mélangée de façon homogène, préférentiellement dans un malaxeur de type hélicoïdal, le colorant est incorporé sous faible agitation et durant un temps court de façon à ce qu'il soit concentré dans différentes portions de l'ensemble de la composition pâteuse. De façon avantageuse, le colorant est dispersé dans la composition pâteuse de façon à former des veines colorées dans toute la masse de composition. Cette répartition du colorant est absolument nécessaire pour procurer l'effet recherché sur les pierres artificielles. En suite, la composition pâteuse est coulée en formant des bandes continues juxtaposées préférentiellement dans le sens de la longueur dudit moulage décrit ci-dessus de façon à recouvrir toute la surface interne dudit moulage d'une épaisseur comprise entre 8 et 15 mm de préférence. De la sorte, les veines colorées de ladite composition pâteuse, sont susceptibles d'être disposées longitudinalement dans le sens des bandes contre la surface interne du moulage. La composition pâteuse est maintenue dans ledit moulage par les bords préalablement ménagés. Après que la composition pâteuse a durci suffisamment, c'est-àdire qu'une portion substantielle de l'eau quelle contient se soit évaporée, elle est démoulée et est séchée complètement pour obtenir ladite pierre artificielle. La pierre artificielle ainsi obtenue forme une plaque sensiblement rectangulaire, d'une longueur comprise entre 500 et 600 mm, par exemple 570 mm ; d'une largeur comprise entre 250 et 350 mm, par exemple 280 mm et d'une épaisseur comprise entre 6 et 12 mm, par exemple 8 mm. Ces paramètres sont contrôlés par les dimensions des bords disposés contre la surface interne du moulage et par la quantité de composition pâteuse que l'on verse dans ledit moulage. De la sorte, ces plaques de pierre artificielle sont susceptibles d'être plaquées surtout support de construction. Le procédé conforme à l'invention est susceptible d'être mis en oeuvre non seulement pour reproduire des pierres naturelles, mais aussi pour la réalisation de plaques reproduisant l'aspect du bois et notamment de plaques longitudinales reproduisant l'aspect des constructions à colombage. De la même façon un support en bois est moulé avec un polymère de silicone pour former un moulage dans lequel on verse une composition pâteuse colorée et susceptible de reproduire l'aspect du bois. REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'une pierre artificielle à partir du moulage d'une pierre naturelle, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - on fournit un moulage de la surface d'une pierre naturelle ; - on fournit une composition pâteuse comportant au moins un colorant, concentré dans une première partie des portions de volume de ladite composition pâteuse ; - on remplit ledit moulage avec ladite composition pâteuse en juxtaposant longitudinalement dans le fond dudit moulage au moins une pluralité de portions de volume de ladite première partie de façon à former, au moins dans le fond dudit moulage, des parties de composition pâteuse moulées, colorées longitudinalement ; et, - on démoule ladite composition pâteuse lorsqu'elle est à l'état solide, par quoi on obtient une pierre artificielle présentant l'état de surface d'une pierre naturelle et des marques longitudinales colorées. 2. Procédé de production d'une pierre artificielle selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moulage d'une pierre naturelle est réalisé au moyen d'un polymère de type élastomère, initialement en phase liquide, susceptible de réticuler pour former ledit moulage. 3. Procédé de production d'une pierre artificiel selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moulage est réalisé en élastomère de silicone. 4. Procédé de production d'une pierre artificielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite composition pâteuse, comportant ledit colorant, est obtenue en mélangeant partiellement ledit colorant à ladite composition pâteuse. 5. Procédé de production d'une pierre artificielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on remplit ledit moulage en formant des bandes de composition pâteuse contiguës dans le fond dudit moulage de façon à recouvrir l'ensemble dudit fond. 6. Procédé de production d'une pierre artificielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite composition pâteuse comprend une premier mélange homogène comportant au moins : - un mélange plastique formant mortier ; - au moins un matériau fibreux ; et, - au moins un polymère en émulsion aqueuse ; 7. Procédé de production d'une pierre artificielle selon la revendication 6, caractérisé en ce en ce que ledit premier mélange comporte des fibres de verre et des fibres de polypropylène. 8. Procédé de production d'une pierre artificielle selon la revendication 6 ou 7, caractérisé, en ce que ledit premier mélange comporte en outre un matériau plastifiant. 9. Procédé de production d'une pierre artificielle selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que ledit premier mélange comporte un polymère acrylique en émulsion aqueuse. 10. Procédé de production d'une pierre artificielle selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 caractérisé en ce que ledit premier mélange comporte un polymère styrène-butadiène en émulsion aqueuse 11. Pierre artificielle obtenue à partir du moulage d'une pierre naturelle et d'une composition pâteuse transformée dans un état solide dans le moulage de ladite pierre naturelle, caractérisée en ce que ladite composition pâteuse comprend au moins : - un mélange plastique formant mortier ; - au moins un matériau fibreux ; - au moins un polymère en émulsion aqueuse ; et, - au moins un colorant. 12. Pierre artificielle selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit matériau fibreux comporte des fibres de verre et des fibres de polypropylène. 13. Pierre artificielle selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que ladite composition pâteuse comprend en outre un matériau plastifiant. 14. Pierre artificielle selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce que ledit polymère en émulsion aqueuse est constitué d'un polymère de type acrylique. 15. Pierre artificielle selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisée en ce que ledit polymère en émulsion aqueuse est un polymère de type styrène-butadiène.