Brevet FR2868979A1 — publié le 20051021

La présente invention est relative à un procédé de fabrication de produits à base de fibres dites (HF) et bois dit (HH) de chanvre. Elle concerne plus particulièrement un procédé comprenant au moins une étape de thermocompression d'au moins une couche de fibres assemblées pour former un mat. II est connu de fabriquer des plaques obtenues après au moins une étape de thermoformage pour les utiliser dans l'industrie automobile, aéronautique ou du bâtiment. Pour cette dernière utilisation le document FR 2 451 980 enseigne comment obtenir des revêtements souples qui comprennent une couche en mousse de polymère, en fibres de verre ou en laine minérale ou verre, ladite couche ayant une épaisseur comprise entre 1,5 mm et 18 mm, cette couche étant intercalée entre ladite seconde couche et ladite couche constituée par une feuille d'aluminium et étant appliquée par feuilletage à ces deux couches. Ce revêtement n'est pas prévu pour être transporté. Les produits connus typiquement à base de polymères ou de polypropylène présentent l'inconvénient d'être lourds. En effet, les produits doivent présenter une résistance mécanique suffisante que ce soit dans l'industrie automobile, aéronautique ou du bâtiment. Cette valeur de résistance est donnée par le cahier des charges du constructeur qui suit les normes en vigueur, soit entre 2000 et 13000 MPA. Or, les matériaux plastiques ci-dessus ont une densité importante de 0,8 à 1 allant même jusqu'à 1,2 lorsqu'ils sont chargés en talc et/ou fibres de verre. Non seulement l'industrie aéronautique demande des pièces légères, mais aussi l'industrie automobile pour diminuer la consommation et l'industrie du bâtiment pour les transporter facilement. Les matériaux végétaux tels que le bois sont plus légers, mais n'offrent pas une résistance suffisante. Des tissés à base de fibres végétales sont légers. Mais, comme le bois, ils sont utilisés dans des domaines où les normes n'exigent pas une résistance mécanique aussi importante. Le document EP 0 473 847 enseigne l'utilisation de tels tissés pour la protection des racines de plantes. Le document EP 0 765 738 décrit comment améliorer l'élasticité avec un matériau à base de fibre de mat et de liant. Ce procédé de fabrication conduit lui aussi à des matériaux de densité importante, donc trop lourd. Dans le but de réaliser des produits légers présentant une grande résistance mécanique conforme aux normes ci-dessus, l'invention a pour objet un procédé de fabrication de produits par l'assemblage et la compression de plaques ou feuilles dites sandwich, le matériau sandwich étant obtenu par superposition de plusieurs couches, au moins une couche centrale ou âme en bois de chanvre dit (HH) étant obtenue suite aux étapes suivantes: - transformation d'un matériau végétal, typiquement du chanvre en fibres et bois conformation du bois de chanvre en mat, - encollage, pression. Les couches de surfaces étant obtenues suite aux étapes suivantes: transformation d'un matériau végétal, typiquement du chanvre en fibres, conformation des fibres de chanvre en tissé et/ou non-tissé, - encollage, La mise en forme étant obtenue par: - pression. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description des Fig. qui va suivre donnée seulement à titre d'exemple non limitatif. - La Fig. 1 représente un organigramme des différentes étapes d'un procédé de production d'une plaque sandwich selon l'invention. - La Fig. 2 représente une vue en coupe partielle de la structure de la plaque obtenue suivant le procédé représenté Fig. 1. - La Fig. 3 représente la structure de l'âme de la plaque représentée Fig. 2. - La Fig. 4 représente le renfort des couches externes de la plaque représentée Fig. 2, dans une variante en fibres de chanvre tissé. - La Fig. 5 représente le renfort des couches externes de la plaque représentée Fig. 2, dans une variante en fibres de chanvre non-tissé. Le procédé représenté sur les Fig. présente les étapes suivantes: - Etape A: production d'un matériau végétal rapidement renouvelable tel que du chanvre industriel; chanvre dont le taux de substance active a été diminué. - Etape B: coupe et transformation du chanvre en bois et fibres. Cette étape peut se faire de manière mécanique avec une machine du type décrit par le document US-A-1.599.239. Etape C: agencement de trois ensembles, dont deux avec conformation des fibres en renfort tissé et/ou non-tissé Cl, et une avec conformation du bois en mat C2. Etape D: encollage des ensembles de fibres et bois disposés en couches. Le mat est placé au centre pour former l'âme de la plaque de faible densité, le tissé et/ou non-tissé de chaque côté pour présenter une fonction de revêtement et d'augmentation de la résistance mécanique. - Etape E: Le mat est thermocomprimé ; les couches à base de chènevotte sont pressées jusqu'à une densité située entre 0,15 ou 0,6 incluse. Ainsi, la plaque offre une bonne résistance mécanique au module de flexion et accepte la déformation grâce à sa structure sandwich tout en ayant conservé une faible densité. La plaque obtenue se présente sous forme de trois couches représentées Fig. 2, la couche centrale 1 forme l'âme réalisée à partir de bois de chanvre dit HH. Le bois se présente sous forme de particules 2 ou fibres orientées suivant des directions aléatoires telles que représentées Fig. 2 l'orientation des fibres 2 est changeante, mais celles-ci s'imbriquent les unes aux autres. Selon une première variante illustrée Fig. 2 et 3 les couches externes, supérieure 3 et inférieure 3' sont réalisées à partir de renfort en fibres de chanvre 4 dites HF tissé. Dans cette structure les fibres 4 alternativement superposées se croisent sensiblement à angle droit. Suivant une deuxième variante illustrée Fig. 4 le renfort diffère de celui de la Fig. 3 en ce que les fibres 5 sont disposées non-tissé c'est- à-dire vrac. Comme l'illustre la Fig. 4 les fibres se croisent suivant des angles totalement variables et aléatoires. Ce produit d'origine végétale présente en plus les avantages d'être recyclable et économique suite au faible coût de la matière renouvelable et au gain de poids résultant de la faible densité. Suivant d'autres variantes d'exécution: - suite à l'étape B, les fibres 2, 4, 5 et/ou bois de chanvre de l'âme et/ou des couches sont calibrées. Cette caractéristique permet d'améliorer l'homogénéité et la fabrication du mat et/ou d'adapter sa résistance mécanique, et/ou d'adapter son état de surface, - l'étape d'encollage D est combinée avec l'étape de conformation C et/ou précède l'étape C, - l'étape d'encollage D est combinée avec l'étape de thermocompression E, - les fibres de lin, sisal, jute et/ou kenaf sont substituées à des fibres de chanvre 2, 4, 5. La totalité des fibres de chanvre pouvant être remplacée par les fibres précitées. - l'étape de conformation et encollage peut être réalisée en une seule opération Les plaques obtenues sont particulièrement adaptées aux pièces de structures des industries faisant appel à des grandes séries. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des structures particulières, elle n'y est nullement limitée et on peut y apporter de nombreuses variantes, comme l'ajout d'une ou plusieurs couche(s) supplémentaire(s) aussi bien en renfort (Cl) que dans l'âme (C2), pour satisfaire par exemple à des exigences d'aspect, de résistance, de protection ou d'insonorisation. Les combinaisons des différentes réalisations représentées sur les Fig. ou décrites ci-5 dessus ne sortent pas du cadre de l'invention. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. 6 REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication de produits à base de fibres de bois de chanvre comprenant au moins une étape de thermocompression d'au moins une couche de fibres et bois assemblés pour former un mat, caractérisé par l'assemblage de plaques ou feuilles dites sandwich, le matériau sandwich étant obtenu par superposition de plusieurs couches, au moins une couche centrale (1) ou âme en chènevotte, éventuellement avec fibres, étant obtenue suite aux étapes suivantes: - transformation d'un matériau végétal, typiquement du chanvre en fibres et bois (B) conformation des fibres et bois en mat (C2), encollage (D), pression (E). Les couches de surfaces(3, 3') étant obtenues suite aux étapes suivantes: transformation d'un matériau végétal, typiquement du chanvre en fibres (B) conformation des fibres de chanvre en tissé et/ou non-tissé (Cl), encollage (D), - pression (E). 2) Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape d'encollage (D) précède ou est combinée avec l'étape de conformation (C). 3) Procédé selon la revendication 1 caractérisé que ce que l'étape d'encollage (D) est 20 combinée avec l'étape de thermocompression (E). 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans l'étape de pression les couches à base de chènevotte sont pressées jusqu'à une densité située entre 0,15 et 0,6 inclue. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres et/ou bois de chanvre (2, 4, 5) sont calibrées. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des fibres de lin, sisal, jute et/ou kenaf sont substituées à des fibres de chanvre (2, 4, 5). 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de conformation et encollage peut être réalisée en une seule opération.