Brevet FR2834241A1 — publié le 20030704

Panneau multicouche, procédé de fabrication et utilisations d'un tel panneau La présente invention concerne un panneau composite multicouche, son procédé de fabrication ainsi que son utilisation comme élément d'habillage de mobilier, type plans de travail, comme revêtement mural voire comme revêtement de sol. Parmi les divers types de panneaux multicouches existant sur le marché, les panneaux présentant une couche décorative à base de résine de synthèse, en particulier résine acrylique, rencontrent un vif succès. De telles matières ne peuvent pas être collées sur n'importe quels supports. Elles présentent toutefois l'avantage de pouvoir être polies, et sont de préférence choisies thermoformables pour une mise en oeuvre plus aisée. L'utilisation de telles matières permet d'éviter la mise en place de joints au niveau de la jonction de deux plaques en résine adjacentes. De manière courante, ces résines acryliques permettent d'offrir un large choix de couleurs. De préférence, de telles résines comprennent des charges minérales comme du quartz ou de l'hydroxyde d'alumine, afin de. donner à la couche décorative l'apparence de la pierre, du marbre ou du granit, pour un coût nettement moins onéreux que celui des matières naturelles correspondantes. En plus de l'aspect esthétique, les résines acryliques sont dotées, grâce à la présence des charges minérales, de performances améliorées en termes de résistance à la température ainsi qu'en termes de dureté. Des plaques massives de résines acryliques renforcées par de telles charges minérales existent dans différentes épaisseurs, mais restent prohibitives du point de vue des coûts de revient pour les applications envisagées ci-dessus. Il existe également des panneaux comprenant une âme, une couche décorative et, le cas échéant, une couche de renfort, l'âme étant recouverte sur sa première face par la couche décorative en résine acrylique comprenant des charges minérales et, éventuellement, sur sa seconde face par la couche de renfort. Deux types de structures pour de tels panneaux sont proposés à ce jour. La première structure comporte une couche décorative collée sur une âme en bois aggloméré, ladite âme en bois aggloméré étant accessoirement collée sur une couche de renfort, qui est classiquement un produit stratifié. Ce type de structure de panneaux présente deux inconvénients majeurs liés à la matière utilisée pour l'âme centrale : non seulement le bois aggloméré n'est pas hydrofuge, mais les panneaux obtenus sont lourds, ce qui posent des difficultés dans les manipulations de panneaux ayant des surfaces importantes. La deuxième structure, palliant les deux inconvénients précités, comporte une couche décorative et une couche de renfort en aluminium collées de part et d'autre sur les deux faces opposées d'une âme en mousse de polyuréthane. Cette couche de renfort remplit une triple fonction : elle permet non seulement de protéger l'âme en mousse de polyuréthane, de contrebalancer les contraintes et l'inertie engendrées par la couche décorative, mais également de permettre la fixation du panneau sur les structures qu'il est destiné à recouvrir. Du fait de la présence d'une couche d'aluminium, le coût de cette deuxième structure de panneau est prohibitif dans les applications mentionnées ci-dessus. Le but de la présente invention est de fournir un panneau multicouche du type comprenant une âme en mousse de polymère, une couche de renfort et une couche décorative, cette couche décorative comprenant une résine de synthèse et des charges minérales, la couche de renfort et la couche décorative étant collées respectivement sur les première et seconde faces de l'âme, ce panneau multicouche étant à la fois hydrofuge, léger, et présentant un coût de fabrication compétitif. Ce but est atteint par un panneau multicouche tel que l'âme est en mousse de polystyrène extrudé haute densité à cellules fermées. Outre les avantages précités, le panneau multicouche selon l'invention présente les avantages complémentaires suivants : il est imputrescible, imperméable et permet d'obtenir une isolation phonique et thermique appréciable, en particulier lorsqu'il est utilisé pour des parois du type mur, plancher ou plafond. On peut également envisager son utilisation comme plans de travail dans les cuisines, ou dans des locaux du secteur médical, tels que laboratoires, salles d'hospitalisation ou blocs opératoires, par exemple. Ce type de mousse de polystyrène extrudé haute densité à cellules fermées est employé à ce jour comme élément isolant de construction associé au bois, au polychlorure de vinyle (PVC) ou à l'aluminium pour la construction de structures destinées à la réalisation de bungalows, de toitures ou de volets. L'homme du métier n'était donc pas incité à mettre en oeuvre, comme élément support d'habillage, un type de mousse utilisé comme matériau de construction. De manière avantageuse, les moyens de collage de la couche décorative sur l'âme comprennent une colle à base de polyuréthane. Les demandeurs ont en effet constaté qu'avec les moyens traditionnels de collage, il était difficile d'obtenir un collage satisfaisant entre une couche décorative comprenant une résine de synthèse et des charges minérales et une âme en mousse de polystyrène extrudé haute densité à cellules fermées. Ainsi, compte tenu des difficultés de collage des matériaux précités, l'homme du métier, même s'il avait pu l'envisager, était dissuadé de remplacer la mousse de polyuréthane utilisée dans les panneaux multicouches de l'art antérieur revêtus d'une couche décorative en résine de synthèse, par une mousse en polystyrène extrudé haute densité à cellules fermées. L'invention vise également un procédé de fabrication d'un panneau multicouche comprenant le collage d'une couche de renfort et d'une couche décorative sur les deux faces opposées d'une âme en mousse de polymère, la couche décorative comprenant une résine de synthèse et des charges minérales. Selon l'invention, ce procédé est tel que l'on réalise l'âme en polystyrène extrudé haute densité. L'invention concerne enfin différentes utilisations envisageables pour des panneaux multicouches selon l'invention. D'autres particularités et avantages de l'invention résulteront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une portion de panneau multicouche selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe et éclatée d'une portion de panneau multicouche selon l'invention muni sur une de ses faces latérales, d'une pièce de finition, - la figure 3 est une vue schématique en coupe et non éclatée d'une variante de réalisation de la pièce de finition collée sur une face latérale d'un panneau multicouche selon l'invention, et - la figure 4 est une vue schématique en coupe d'une portion de panneau multicouche selon l'invention destiné à être positionné sur une structure verticale. Les éléments communs à l'ensemble des figures énumérées ci-dessus sont repérés par les mêmes références numériques. Sur la figure 1, on a représenté une portion d'un panneau multicouche 1 conforme à l'invention. Ce panneau multicouche 1 comprend une âme 2 en mousse de polystyrène extrudé haute densité à cellules fermées. De préférence, la densité de la mousse de polystyrène extrudé est comprise entre 30 et 50 kg/m. Une telle mousse présente de nombreux avantages. Du fait de sa légèreté, on peut envisager l'utilisation d'âmes. 2 de différentes épaisseurs, en fonction des spécifications requises, sans variation important de la masse globale du panneau multicouche 1. De par les cellules fermées, cette mousse est en outre imputrescible et imperméable, cette dernière propriété permettant notamment d'éviter un délaminage des différentes couches constitutives du panneau multicouche 1. Cette mousse a également une excellente tenue au feu : ses propriétés ignifuges lui permettent un classement actuel dit"Ml"selon la norme française de classement des matériaux de protection contre l'incendie. Cette âme 2 est prise en sandwich entre une couche de renfort 3 et une couche décorative 4. Cette couche décorative 4 comprend une résine de synthèse et des charges minérales, la résine de synthèse pouvant être une résine acrylate, polyester ou époxy. La couche de renfort 3 peut être en PVC, bois, aluminium ou toute autre matière connue comme susceptible d'être collée de manière satisfaisante avec une mouse de polystyrène extrudé. On peut bien évidemment envisager le collage de la couche de renfort 3 sur l'âme 2 au moyen d'une colle à base de polyuréthane. La couche de renfort 3 et la couche décorative 4 sont collées respectivement sur les première et seconde faces opposées de l'âme 2. Les moyens de collage de la couche décorative 4 sur l'âme 2 comprennent une colle à base de polyuréthane, de préférence bicomposant pour obtenir une meilleure adhérence. On a représenté sur la figure 2, la structure du panneau multicouche 1 de la figure 1 au niveau d'une de ses faces latérales, en l'espèce la face latérale 5. Cette face latérale 5 est destinée à recevoir une pièce de finition 6, de sorte qu'après collage, au moins une face latérale 5 du panneau 1 est recouverte par la pièce de finition 6. On observe que, dans cet exemple de réalisation, la face 7 de la pièce de finition 6 destinée à venir en contact avec la face latérale 5 du panneau 1, est munie d'au moins une empreinte 8 de forme complémentaire à au moins une empreinte 9 correspondante de la face latérale 5 du panneau 1. Sur la figure 2, l'empreinte 9 de la face latérale 5 est une rainure formée au niveau de l'âme 2. Cette empreinte femelle 9 est destinée à recevoir l'empreinte mâle 8 de la pièce de finition 6, en l'espèce un bossage. Il est tout à fait possible de pratiquer un rainurage plus complexe de la surface de l'âme 2 située sur la face latérale 5 du panneau 1, dans le but de renforcer la tenue de la pièce de finition 6 sur cette face latérale 5. Un tel rainurage de la surface de l'âme 2 est, dans la pratique, très aisé en raison de la mousse de polystyrène extrudé utilisée pour l'âme 2 du panneau 1 selon l'invention. En fonction du type d'utilisation envisagée pour le panneau multicouche 1, la pièce de finition 6 peut être en une matière connue comme susceptible d'être collée à la mousse de polystyrène extrudé. Parmi ces matières, on peut citer le PVC, le bois ou l'aluminium. Avantageusement, la matière de la pièce de finition 6 comprend une résine de synthèse et des charges minérales, la pièce de finition 6 étant alors collée au moyen d'une colle à base de polyuréthane. Comme pour la couche décorative 4, la résine de synthèse de la pièce de finition 6 peut être une résine acrylate, polyester ou époxy. De manière préférée, la matière de la pièce de finition 6 est thermoformable, afin de faciliter la mise en oeuvre et d'optimiser l'ancrage des empreintes 8 de la pièce de finition 6 dans les empreintes 9 complémentaires de la face latérale 5 du panneau 1. En outre, l'emploi d'une telle matière thermoformable, comme une résine acrylate, permet d'envisager des formes variées pour le profil extérieur 12 de la pièce de finition 6. Dans une variante de réalisation préférée telle que représentée sur la figure 3, la couche décorative 4 comporte la pièce de finition 4'. Dans ce cas particulier, la matière de la couche décorative 4 et de la pièce de finition 4'est thermoformable. Cette variante de réalisation particulière permet d'obtenir une continuité de décor entre la couche décorative 4 et la pièce de finition 4'constituant le chant du panneau multicouche 1. Pour fabriquer le panneau multicouche 1, on réalise d'abord au collage de la couche de renfort 3 sur l'âme 2 en mousse de polystyrène extrudé, puis au collage de la couche décorative 4. En fonction des circonstances, on peut procéder d'abord au collage de la couche décorative 4 sur l'âme 2 puis à celui de la couche de renfort 3. Le collage de la couche décorative 4 sur l'âme 2 est réalisé par la mise en oeuvre de la colle particulière mentionnée ci-dessus à base de polyuréthane, et de préférence bicomposant. Le collage de la couche de renfort 3 sur l'âme 2 peut être effectué au moyen de tout type de colles couramment employées mais également au moyen de la colle à base de polyuréthane. Dans une version avantageuse de réalisation de l'invention, qui est notamment destinée à permettre un collage du panneau multicouche 1 sur une structure, on utilise, pour la couche de renfort 3, un tissu en fibres de verre imprégné de résine thermodurcissable. On peut notamment employer une résine polyester ou époxy. Ainsi, et comme représenté à la figure 4, le panneau multicouche 1 déjà préparé avec le tissu en fibre de verre imprégné de résine, constituant la couche de renfort 3, peut être fixé sur une structure, en l'espèce une paroi verticale 10, par application par pression dudit panneau 1 contre la surface 11 de la paroi par collage de la couche de renfort 3 sur cette surface 11. Pour améliorer l'accrochage de la couche de renfort 3 sur la surface 11 de la structure 10, que celle-ci soit verticale ou non, on peut également, après l'étape d'imprégnation du tissu en fibres de verre par de la résine et avant que ladite résine ne soit sèche, projeter de la silice sur le tissu imprégné. Puis, après séchage de la résine comprenant la silice projetée, on procède au collage du panneau multicouche 1, et donc à sa fixation sur la surface 11 de la structure 10, au moyen de tout type de colle classiquement employée dans le bâtiment pour le collage de cloison, telle qu'à base de polyuréthane comme les colles vendus sous la marque"SIKA" En fonction de l'utilisation retenue pour les panneaux multicouches selon l'invention, on peut faire varier l'épaisseur totale du panneau 1, en faisant varier l'épaisseur de chacune des couches 2,3 et 4. Ainsi, pour réaliser un panneau 1 qui soit non seulement léger mais dont les coûts de fabrication restent maîtrisés, il est préconisé de faire varier l'épaisseur de l'âme 2 en mousse de polystyrène extrudé haute densité à cellules fermées. A titre d'exemple non limitatif, il est proposé de fabriquer des panneaux multicouches 1 dont l'épaisseur totale, c'est-à-dire comprenant les épaisseurs respectives de la couche de décoration 4, de l'âme 2 et de la couche de renfort 3, est comprise entre environ 10 et 300 mm. De nombreuses utilisations sont envisageables pour des panneaux multicouches 1 selon l'invention. La liste qui suit n'est bien sûr pas exhaustive. On peut notamment utiliser ce type de panneaux multicouches 1 comme revêtement de paroi, par exemple en mettant en ouvre le procédé illustré par la réalisation schématisée à la figure 4. On peut également les utiliser comme revêtements de sol. Dans une telle application, on choisira, pour la composition de la couche décorative 4, de préférence des charges minérales présentant une certaine dureté ; à titre d'exemple, de telles charges minérales comprennent du quartz. On peut par ailleurs utiliser des panneaux multicouches 1 comme panneaux d'habillage d'éléments mobiliers, par exemple comme plans de travail dans des cuisines, des laboratoires, des blocs opératoires. Rien n'interdit non plus d'utiliser de tels panneaux multicouches 1 pour la réalisation de coques de bateaux, compte tenu entre autres de leurs propriétés de légèreté et d'imperméabilité. REVENDICATIONS 1. Panneau multicouche comprenant une âme (2) en mousse de polymère, une couche de renfort (3) et une couche décorative (4), cette couche décorative (4) comprenant une résine de synthèse et des charges minérales, la couche de renfort (3) et la couche décorative (4) étant collées respectivement sur les première et seconde faces de l'âme (2), caractérisé en ce que l'âme (2) est en mousse de polystyrène extrudé haute densité à cellules fermées. 2. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la densité de la mousse de polystyrène extrudé est comprise entre 30 et 50 kg/m3. 3. Panneau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de collage de la couche décorative (4) sur l'âme (2) comprennent une colle à base de polyuréthane. 4. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une face latérale (5) du panneau (1) est recouverte par une pièce de finition (6). 5. Panneau selon la revendication 4, caractérisé en ce que la face (7) de la pièce de finition (6) destinée à venir en contact avec la face latérale (5) du panneau (1) est munie d'au moins une empreinte (9) de forme complémentaire à au moins une empreinte (8) correspondante de la face latérale (5) du panneau (1). 6. Panneau selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la pièce de finition (6) est en résine thermoformable. 7. Panneau selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couche décorative (4) comporte la pièce de finition (4'). 8. Procédé de fabrication d'un panneau multicouche comprenant le collage d'une couche de renfort (3) et d'une couche décorative (4) sur les deux faces opposées d'une âme (2) en mousse de polymère, la couche décorative (4) comprenant une résine de synthèse et des charges minérales, caractérisé en ce que l'on réalise l'âme (2) en polystyrène extrudé haute densité. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on réalise le collage de la couche décorative (4) sur l'âme (2) par la mise en oeuvre d'une colle à base de polyuréthane. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'on utilise, pour la couche de renfort (3), un tissu en fibres de verre imprégné de résine thermodurcissable pour un collage du panneau multicouche (1) sur une structure (10). 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'après l'étape d'imprégnation du tissu en fibres de verre par de la résine, on projette de la silice sur le tissu imprégné. 12. Utilisation d'un panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 comme revêtement de paroi. 13. Utilisation d'un panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 comme panneau d'habillage d'élément mobilier. 14. Utilisation d'un panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 comme revêtement de sol, les charges minérales comprenant du quartz.