Brevet FR2861829A1 — publié le 20050506

L'invention concerne un matériau complexe pour l'isolation thermique du type comprenant, au moins, une couche composée d'un matériau d'origine animale prise en sandwich entre deux films d'origine synthétique. Actuellement, dans le domaine de l'isolation thermique, il est connu différents matériaux pour l'isolation tels que les fibres minérales, comme par exemple la laine de verre ou la laine de roche, ou les mousses, comme par exemple le polystyrène expansé (PSE) ou le polystyrène extrudé (PSX). Bien que très répandus, de tels isolants thermiques présentent de nombreux inconvénients. Les fibres minérales, telles que la laine de roche ou la laine de verre sont de fabrication assez compliquée et longue. Par ailleurs, lors du placement de ces laines, il faut respecter les précautions d'usage telles que l'utilisation des vêtements protecteurs, des masques antipoussières et des gants à cause des irritations cutanées qu'elles peuvent provoquer. En outre, les laines minérales contiennent souvent des résines à base de formaldéhyde qui est un produit chimique très toxique. De plus, les polystyrènes sont des dérivés de pétrole ou de gaz naturel, dont la fabrication implique la libération des substances toxiques comme le benzène. Par ailleurs, la plupart des polystyrènes expansés et extrudés sont gonflés au hydrochlorofluocarbone (HCFC) avec des conséquences pour l'environnement. On connaît des matériaux complexes qui utilisent des fibres textiles pour constituer des matelassages cousus ou collés qui toutefois engendrent une fabrication délicate. Le but de la présente invention est de proposer un matériau pour l'isolation thermique qui pallie les inconvénients précités, notamment au niveau de la fabrication dudit matériau complexe. Un autre but de l'invention est de proposer un matériau complexe qui soit à la fois non toxique et écologique. Un autre but de l'invention est de proposer un matériau complexe de simple application. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours 5 de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif, et qui n'a pas pour but de la limiter. La présente invention concerne un matériau complexe pour l'isolation thermique comprenant, au moins, une couche composée d'un matériau d'origine animale prise en sandwich entre deux films d'origine synthétique, caractérisé par le fait que la couche d'origine animale est aiguilletée sur un des films d'origine synthétique. Il est à noter que les complexes pour l'isolation thermique présentant dans la constitution des matériaux d'origine animale, tels que la laine, les poils des mammifères ou le duvet des oiseaux, sont des excellents 15 isolants thermiques dus à leurs caractéristiques physico-chimiques, notamment leur faible coefficient de conductivité thermique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels: - la figure 1 représente une vue de dessus schématique du 20 matériau complexe, - la figure 2 représente une vue, en coupe, de côté du matériau complexe représenté à la figure 1 précédente, selon la flèche Il, - la figure 3 représente une vue, en coupe, de côté du matériau complexe représenté à la figure 1 précédente, selon la flèche III, - la figure 4 représente une vue, en coupe, de côté d'un autre mode de réalisation d'un matériau complexe, - la figure 5 représente en vue de dessus schématique une autre variante du matériau complexe de l'invention La présente invention concerne un matériau complexe pour 30 l'isolation thermique comprenant, comme le montre la figure 2, au moins, une couche 4 composée d'un matériau d'origine animale, prise en sandwich entre deux films 3, 5 d'origine synthétique, constituant ainsi une nappe. Toutefois, comme il le sera décrit ultérieurement, le matériau complexe de la présente invention pourra comprendre plusieurs nappes superposées, et donc comprendre une ou plusieurs couches 4, 7 de matériau d'origine animale avec leurs films 3, 5, 6, 8 d'origine synthétique correspondants. Selon l'invention, la couche 4; 7 d'origine animale est aiguilletée, tel que schématisé par le repère 1 sur un des films 5; 6 d'origine synthétique. L'aiguilletage est notamment effectué ponctuellement sur le film, selon une densité donnée, afin d'obtenir une résistance suffisante à l'arrachement et conférer un bon maintien relatif des couches d'origines animale et film synthétique. Par aiguilletage, on étend la fixation à l'aide d'aiguilles à crochets des touffes de la matière d'origine animale 4; 4, 7 dans le film 5; 5, 6 d'origine synthétique, comme le montrent particulièrement les figures 2, 3 et 4. Selon l'invention, la ou les couches 4; 4, 7 et les films 3, 5; 3, 5, 6, 8 que constitue le complexe sont soudés ponctuellement 2 entre eux par ultrasons, comme illustré à la figure 1. Les ultrasons sont particulièrement utilisés pour le soudage dans le domaine industriel dus à l'échauffement ou les vibrations qu'ils induisent. Selon la présente invention, l'utilisation d'une soudure par ultrasons permet de lier ponctuellement les différentes couches, avec une rapidité d'exécution par point inférieure à la seconde et avec une soudure propre. Le principe de soudage par ultrasons consiste à associer une pression d'appui à la vibration ultrasonore. L'énergie ultrasons, compte tenu des caractéristiques des matériaux, produit un échauffement intense dans la matière. Elle fusionne à l'interface de l'assemblage et donc le soudage par ultrasons ne nécessite pas d'agent de liaison complémentaire. La force de pression est produite manuellement ou par un vérin. Les vibrations mécaniques à haute fréquence ultrasonore, de l'ordre de 20. 000 hertz sont produites par le biais d'une sonotrode. Par vibrations mécaniques à haute fréquence ultrasonore, on entend des vibrations mécaniques semblables à celles produites par n'importe quel instrument de musique, mais parce qu'elles sont à une fréquence supérieure aux capacités audibles de l'oreille humaine (supérieure à 16 KHz, elles sont appelées ultrason. Ces ondes sont produites par un générateur. Ce dernier envoie un courant alterné ayant la même fréquence que le convertisseur qui le transforme en vibrations mécaniques. Une fois la vibration produite, elle est ensuite amplifiée et transmise aux pièces à souder par la sonotrode. Selon la présente invention, la soudure par ultrasons est réalisée en lignes parallèles 21, espacées selon un pas donné p , ou en forme de losange 22 selon un motif périodique, tel qu'illustré aux figures 1 et 5, de telle façon à donner une bonne cohésion au matériau complexe, mais à limiter les ponts thermiques. Lors du soudage au niveau des zones qui se trouvent immédiatement sous la sonotrode, les différentes couches sont liées entre elles, y compris les deux films extérieurs 3 et 6 d'origine synthétique tel qu'illustré à la figure 2. La figure 3 illustre une autre zone du matériau complexe après soudage, qui se trouve entre deux points de soudure, et les différentes couches se trouvent rapprochées les unes des autres, et emprisonnées entre 25 deux points de soudure consécutifs. Les deux films extérieurs 3 et 5 ne sont pas en contact direct, ce qui diminue l'effet de pont thermique. Dans un autre mode de réalisation, selon la présente invention, le matériau complexe comprend deux couches 4, 7 composées d'un matériau d'origine animale, chacune prise en sandwich entre deux films 3, 5; 6, 8 d'origine synthétique, tel qu'illustré à la figure 4. Selon ce mode de réalisation, le matériau complexe comprend en superposition: - un premier film extérieur d'origine synthétique 3, - une première couche d'un matériau d'origine animale 4, - un premier film intérieur support d'aiguilletage d'origine synthétique 5 de ladite première couche d'un matériau d'origine animale 4, - un deuxième film intérieur support d'aiguilletage d'origine synthétique 6 d'une deuxième couche d'un matériau d'origine animale 7, - ladite deuxième couche d'un matériau d'origine animale 7, - un deuxième film extérieur d'origine synthétique 8. Selon un mode particulier de réalisation de la présente invention, le film d'origine synthétique 3, 5, 6, 8 est le polyéthylène. Selon un autre mode de réalisation, le film d'origine synthétique 3, 5, 6, 8 est le polyester. Selon la présente invention, les films synthétiques peuvent présenter une armure 9 de polyéthylène ou de polyester, telle que simulée aux figures 1, 2 et 3. L'armure 9 peut se présenter sur les deux films extérieurs synthétiques 3 et 8 ou seulement sur un des films extérieurs synthétiques 3 ou 8. On a obtenu de bons résultats lorsque le film extérieur 20 d'origine synthétique 3, 8 et le film intérieur support d'aiguilletage 5, 6 présentent les caractéristiques suivantes: - film extérieur: polyéthylène téréphtalate de 12 microns d'épaisseur, - armure: grille de 8 mm x 8 mm de polyester - métallisation aluminium. - film intérieur support d'aiguilletage: - polyéthylène basse densité radicalaire de 38 microns d'épaisseur, densité 0,925 g/cm3 - point de fusion de 105 à 115 C, métallisation aluminium avec densité optique de 1,8. Selon la présente invention, le matériau d'origine animale 4, 7 est la laine, et plus particulièrement la laine de mouton. La laine de mouton est un excellent isolant thermique, ininflammable et résistant aux rongeurs. Ses propriétés physico-chimiques font de la laine un des matériaux d'isolation le plus performant, à savoir: - un coefficient de conductivité thermique exceptionnel, avec un lambda d'environ 0,032 Wm-'K-1, supérieur aux laines minérales, comme par exemple pour la laine de verre avec un lambda de 0,04 Wm-'K-'. On entend par conductivité thermique la quantité de chaleur transférée en une unité de temps au travers d'un matériau d'une unité de surface et d'une unité d'épaisseur. En outre, les propriétés physico-chimiques de la laine, comme par exemple sa capacité à se lier à des molécules d'eau lui confèrent une tenue naturelle au feu. En effet, la laine débarrassée de son suint ne s'enflamme qu'à partir de 560 C et tend à s'éteindre d'elle-même. En outre, la laine de mouton peut se comporter comme un hygro-régulateur, capable d'absorber jusqu'à 30 % de son poids d'eau sans paraître mouillée et sans affecter ses propriétés isolantes. En outre, la laine de mouton est légère avec une densité d'environ 20 kg/m2, facile à poser et peu se compresser. De plus, dû à ses caractéristiques physico-chimiques, la laine de mouton n'est pas attaquée par les rongeurs contrairement à la plupart des autres matériaux d'isolation. Selon la présente invention, la laine est notamment soumise à un traitement antimites, antiacariens et antibactériens. En outre, selon la présente invention, les films d'origine synthétique 3, 5, 6 et 8 sont réflecteurs de l'énergie, selon une technique connue dite d'aluminisation. Naturellement, d'autres modes de mise en oeuvre, à la portée de l'homme de l'art, peuvent être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Matériau complexe pour l'isolation thermique comprenant, au moins, une couche (4) composée d'un matériau d'origine animale prise en sandwich entre deux films d'origine synthétique (3, 5), caractérisé par le fait que la couche d'origine animale (4) est aiguilletée sur un (5) des films d'origine synthétique. 2. Matériau complexe selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la ou les couches (4; 4, 7) et les films (3, 5; 3, 5, 6, 8) qui constituent le complexe sont soudés ponctuellement entre eux par ultrasons. 3. Matériau complexe selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la soudure par ultrasons est réalisée en lignes parallèles (21) ou en forme de losange (22) selon un motif périodique. 4. Matériau complexe selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le complexe comprend deux couches (4, 7) composées d'un matériau d'origine animale, chacune prise en sandwich entre des films (3, 5, 6, 8) d'origine synthétique. 5. Matériau complexe selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend en superposition: - un premier film extérieur d'origine synthétique (3), - une première couche d'un matériau d'origine animale (4), - un premier film intérieur support d'aiguilletage d'origine synthétique (5) de ladite première couche d'un matériau d'origine animale (4), - un deuxième film support d'aiguilletage d'origine synthétique (6) d'une deuxième couche d'un matériau d'origine animale (7), - ladite deuxième couche d'un matériau d'origine animale (7), - un deuxième film extérieur d'origine synthétique (8). 6. Matériau complexe selon les revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que le film d'origine synthétique est (3, 5, 6, 8) le polyéthylène. 7. Matériau complexe selon les revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que le film d'origine synthétique (3, 5, 6, 8) est le polyester. 8. Matériau complexe selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que le ou les films synthétiques (3, 5, 6, 8) du complexe présentent une armure (9). 9. Matériau complexe selon les revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que le matériau d'origine animale (4, 7) est la laine. 10. Matériau complexe selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite laine est la laine de mouton. 11. Matériau complexe selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite laine est soumise à un traitement antimites, antiacariens et antibactériens. 12. Matériau complexe selon les revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que le ou les films d'origine synthétique (3, 5, 6, 8) du complexe sont réflecteurs de l'énergie.