Brevet FR2895999A1 — publié le 20070713

La présente invention se rapporte à des revêtements de sol coulés à base de granulés de polymère alvéolaires. Les revêtements de sol coulés, à base de granulés de polymère de tailles et de natures diverses :incorporés dans un liant, sont utilisés depuis de nombreuses anr..ées. De tels revêtements de sol servent en extérieur ou dans des bâtiments, par exemple des établissements scolaires, des salles de sport, ou encore dans les matériels de transport. Les revêtements de sol coulés peuvent se présen:er sous forme de dalles ou lés ou être directement fabriqués in situ, sans joints. Les procédés de fabrication de revêtements de sol coulés à base de granulés de polymère incorporés dans un liant de type résine polyuréthane sont également connus. Le revêtement de surface ainsi obtenu est quasi inaltérable dans des conditions d'usure habituelles. L'aspect visuel peut de plus être de type mosaïque, monocolore ou multicolore. Ceci permet surtout d'obtenir un effet esthétique beaucoup plus proche de celui obtenu avec des matériaux naturels tels que le marbre ou autres roches. On peut citer, à titre d'exemple, le brevet FR 2 541 296 qui décrit de tels revêtements à base de granulés de caoutchouc, éventuellement colorés, qui sont répartis de façon quasi aléatoire et insérés dans un liant de type résine polyuréthane. Le revêtement peut donc être :fabriqué au moyen de granulés polymères compacts, massfs, en élastomère ou caoutchouc synthétique de type gomme styrène-butadiène (SBR), éthylène propylènediène monomère (EPDM), dont la densité est généralement comprise entre 1,35 et 1,7 et la dureté Shore A est comprise entre 55 et 95. De tels granulés polymères compacts confèrent aux revêtements de sol des performances accrues en termes de résistance à l'usure, de tenue au poinçonnement statique et à la déformation rémanente. Les caractéristiques spécifiques de densité et de dureté Shore A de ces granulés polymères compacts permettent la fabrication de revêtements de sol destinés à différents usages. Ainsi, la fabrication de revêtements de sol utilisés à l'intérieur de divers bâtiments ou locaux nécessite la mise en oeuvre de granulés présentant une densité comprise entre 1,45 et 1,70, de dureté Shore A comprise entre 8C et 95, insérés dans un liant, le mélange granulés polymères/liant étant habituellement constitué de 35 à 85% en poids de granulés. De tels granulés polymères compacts confèrent à ces revêtements de sol des performances accrues en termes de résistance à l'usure, aux produits chimiques de nettoyage et au feu, au poinçonnement statique et à la déformation rémanente. Les épaisseurs de ces revêtements de sol, habituellement de l'ordre de 8 mm, nécessitent des quantités supérieures à 7 kg de granulés par mètre carré de revêtement fini. L'utilisation de granulés de densité comprise entre 1,35 et 1,65, de dureté Shore A comprise entre 55 et 75, insérés dans un liant, le mélange granulés polymères/liant étant habituellement constitué de 80 à 90% en poids de granulés, est adaptée à la production de revêtements de sol destinés à recouvrir les aires de jeux, en par::iculier extérieures. En effet, outre de bonnes performances en termes de résistance à l'usure, de tels revêtements doivent présenter de bonnes caractéristiques d'amortissement: en cas de choc ou de chute d'une personne. Ces caractéristiques requises assurent une souplesse et une élasticité répondant ainsi aux exigences de sécurité en cas de chute. Dans la pratique, les épaisseurs peuvent atteindre 60 mm. si la hauteur de chute critique (HIC) atteint 1,50, voire 1,75 m. De telles épaisseurs nécessitent des quantités supérieures à 50 kg de granulés par mètre carré de revêtemer..t fini. Dans le cas où l'épaisseur nécessaire à l'amortissement atteint 100 mm, ceux-ci sont généralement des produits bi-couche, c'est-à-dire comprenant une couche inférieure à base de granulés issus du broyage de pneumatiques, assurant l'amortissement, et une couche, superficielle, d'usure, à base de granulés compacts ci-dessus. Les granulés polymères compacts peuvent aussi être directement utilisés sur des terrains de sport, notamment sur les stades de football en gazon synthétique, en remplacement de granulés recyclés issus du broyage de pneumatiques qui, compte tenu de la présence de :omposés aromatiques, peuvent présenter un risque pour l'environnement. Toutefois, ces revêtements présentent :ertains inconvénients. En effet, l'inconvénient majeur de revêtements de sol coulés cités plus haut, à base de granulés polymères compacts, est leur coût. En effet, l'augmentation des coûts de production des élastomères rend ces produits de moins en moins compétitifs pour la fabrication des revêtements à partir de tels granulés, notamment lorsque des quantités importantes sont requises par exemple pour la confection de revêtements pour aires de jeux ou aires sportives. Selon les types d'utilisation de ces revêtements de sol à base de granulés polymères compacts, d'autres inconvénients spécifiques peuvent apparaître. Les revêtements de sol coulés utilisés à l'intérieur des bâtiments ne présentent qu'une faible aptitude d'amortissement sonore des bruits de pas, ce qui engendre des nuisances sonores inacceptables, notamment dans les établissements d'enseignement, au regard des nouvelles normes relatives aux seuils de bruit admissibles. Les revêtements de sol coulés utilisés dans les voitures de transport en commun ont l'inconvénient: d'être lourds, ce qui engendre un surcroît de coût énergétique de fonctionnement. Les revêtements de sol bi-couche de grande épaisseur, destinés à recouvrir les aires de jeux ou aires sportives, ont un impact néfaste sur l'environnement, lié à la présence de granulés issus de pneumatiques comprenant des produits organiques aromatiques polluants susceptibles de migrer dans le sol par ruissellement. Pour pallier l'inconvénient majeur associé aux goûts de fabrication de revêtements de sol coulés, notamment ceux coulés sur sites, à base de granulés polymères compacts, il est par conséquent nécessaire de trouver une solution alternative moins coûteuse, à base toutefois de granulés en polymère. L'invention vise ainsi à obtenir un revêtement de sol à base de granulés polymères de coût limité tout en présentant des caractéristiques d'amortissement et de résistance à l'usure qui restent voisines de celles des revêtements de l'art antérieur. A cet effet, l'invention concerne un revêtement: de sol coulé, résistant à l'usure, à base de granulés polymères alvéolaires incorporés dans un liant, de densité comprise entre 1 et 1,4 et de dureté Shore A supérieure ou égale à 55. La Demanderesse a donc trouvé de manière surprenante que la mise en œuvre de granulés polymères alvéolaires présentant conjointement des caractéristiques de densité et de dureté spécifiques permettait de produire des revêtements de sol de l'invention d'un coût de fabrication réduit, étant donné que le poids au mètre carré du revêtement est fortement réduit, tout en présentant des performances au moins égales à celles de revêtements de sol coulés à base des granulés polymères compacts, en termes de résistance à l'usure et au poinçonnement statique, d'amortissement de chutes, d'isolation phonique et de respect de l'environnement. De tels granulés présentent des alvéoles de tailles typiquement comprises entre 10 et 100 m, lesquelles sont liées à la densité désirée. La densité des granulés alvéolaires est dépendante de la taille moyenne des alvéoles, du nombre d'alvéoles par unité de volume et de la densité du polymère de base. Ces variables permettent de régler les propriétés mécaniques et acoustiques du granulé polymère alvéolaire final. Les revêtements de sol coulés à base de granulés polymères alvéolaires insérés dans un liant, de préférence une résine polyuréthane, peuvent se présenter sous ::orme de dalles ou lés, ou bien être directement fabriqués =.n situ, c'est-à-dire sur chantier, sans joints. En particu=.ier, on préfère de tels revêtements de sol d'un seul tenant: coulés sur site, à base de granulés précités insérés sans joint dans un liant. Le revêtement de sol coulé peut donc avantageusement recouvrir les sols de divers bâtiments ou des planchers de voitures de transport en commun, ou bien encore legs aires de jeux, notamment pour enfants, ou des aires sportives nécessitant des performances d'amortissement satisfaisantes en cas de chute ou de choc. De préférence, les granulés polymères alvéolaires sont à base d'un polymère, tel qu'un élastomère de type gomme styrène-butadiène (SBR), éthylène propylènediène monomère (EPDM), ou en polychloroprène (CR). Ils peuvent également comprendre, outre des agents gonflants et des charges pour en régler respectivement la dureté Shore A et la densité, différents additifs, tels que des plastifiants et des agents de vulcanisation. Ils présentent une co=.oration naturelle intrinsèque ou peuvent être colorés par l'ajout de colorants spécifiques. Avantageusement, ladite dureté Shore A présente un maximum de valeur en surface libre du revêtement, c'est-à-dire la surface d'usure. Le revêtement présente ainsi un compromis optimal entre une résistance maximale à l'usure et un bon amortissement phonique. En effet, si la zone de surface d'usure n'amortit que peu les vibrations ;sonores, du fait de sa dureté élevée, la partie sous-jacente qui la porte va, quant à elle, mieux amortir ces vibrations. Les granulés présentent des tailles typiquement comprises entre 0,5 mm et 10 mm. La fabrication de polymères alvéolaires est connue de l'homme du métier, et nécessite notamment une maîtrise de la densité / taille des alvéoles pour obtenir les valeurs voulues. Une telle maîtrise est effectuée par l'ajout de teneurs appropriées en agents gonflants. Les granulés polymères alvéolaires peuvent par exemple être obtenus par broyage d'un bloc d'un tel polymère. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le revêtement de sol coulé, destiné à être utilisé à l'intérieur des bâtiments pour des usages piétonniers ou industriels, comprend des granulés polymères alvéolaires, de préférence en caoutchouc synthétique, de densité comprise entre 1 et 1,25, de dureté Shore A supér:_eure ou égale à 80, et de taille typiquement comprise entre 1 et 8 mm, incorporés dans un liant, de préférence une résine polyuréthane. Selon cette application, le mélange granulés polymères alvéolaires/résine est de préférence constitué de 25 à 75% en poids de granulés, et les épaisseurs des revêtements de sol obtenus sont habituellement comprises entre 5 et 12 mm. Ces revêtements présentent non seulement les avantages d'avoir un coût de fabrication réduit, d'être résistants à l'usure mais présentent également d'excellentes aptitudes d'amortissement du bruit par impact, tels que des bruits de pas, répondant ainsi aux nouvelles normes relatives aux seuils de bruit admissibles. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le revêtement coulé, destiné à recouvrir le sol des voitures de transport en commun, comprend des granulés polymères alvéolaires de l'invention présentant les mêmes caractéristiques que ceux cités ci-dessus, hormis q-.1e, pour cette application, ils ont une densité comprise entre 1 et 1,35, le mélange granulés polymères alvéolaires/résine étant de préférence constitué d'environ 25 à 40% en poids de granulés. Les épaisseurs du revêtement de sol sont habituellement comprises entre 5 et 12 mm. De tels revêtements permettent d'assurer, oL.tre les résistances à l'usure et au feu, une étanchéité de protection des voitures de transports en commun face aux problèmes de corrosion des caisses porteuses, en particulier lors du nettoyage, tout en étant bien plus légers que les revêtements conventionnels connus à base de granulés polymères compacts, ce qui réduit les coûts énergétiques d'exploitation. Selon encore un autre aspect de l'invention, le revêtement de sol coulé, destiné à recouvrir les aires de jeux, notamment pour enfants, ou des aires sportives, comprend des granulés polymères alvéolaires de densité comprise entre 1 et 1,25, de dureté shore A typiquement supérieure ou égale à 55. Le mélange granulés polymères alvéolaires/résine est constitué de préférence de 70 à 80% en poids de granulés. Les épaisseurs du revêtement de sol sont habituellement comprises entre 6 et 100 mm, en fonction des performances d'amortissement et de sécurité recherchées. Les revêtements ainsi obtenus permettent non s=eulement de répondre aux exigences d'amortissement pour garantir la sécurité en cas de chute ou de choc, tout en étant résistants à l'usure, mais de plus le coût de fabrication du revêtement est réduit, étant donné que le poids du revêtement au mètre carré a diminué et que l'épaisseur de revêtement nécessaire pour obtenir des performances égales d'amortissement, mesurées par la HIC, est réduite d'au moins 20%. En variante, lorsque des épaisseurs de 100 mm ou plus sont requises pour des applications spécifiques, il est également envisageable de réaliser un tel revêtement en bi- couche, comprenant une première couche inférieure à base de granulés polymères alvéolaires de densité inférieure à 1 et une couche, superficielle, d'usure, à base de granulés polymères alvéolaires de densité comprise entre 1 et 1,4. De tels revêtements bi-couche permettent donc de s'affranchir de l'utilisation de granulés à base de pneumatiques habituellement mis en œuvre dans la couche inférieure de revêtements bi-couche, dont les inconvénients ont été cités précédemment. Les revêtements de sol coulés peuvent être fabriqués en se basant sur les procédés décrits dans les brevets FR 2 541 296 et FR 2 607 058. Un tel procédé comprend les étapes consistant à : a) appliquer sur le sol à revêtir, ou sur un support, un mélange de granulés polymères alvéolaires, de caractéristiques mentionnées plus haut, et d'un liant, jusqu'à l'obtention d'une couche d'épaisseur prédéterminée, b) poncer le revêtement, après séchage, pour compenser les défauts de planéité, et c) combler les espaces vides par un mastic à base de résine polyuréthane bi-composant colorée ou à base d'un mélange de résine polyuréthane bi-composant incolore et de poudre récupérée de l'étape b). Le procédé est avantageusement utilisé pour la fabrication de revêtements de sol coulés in situ, sans joint. Dans ce cas, le mélange granulés/liant de l'étape a) est directement appliqué sur le sol à revêtir. Il peut également être utilisé pour la confection de dalles de taille voulue, lesquelles serviront à réaliser un revêtement de sol fini. Dans ce cas, le procédé est: mis en oeuvre sur un support, tel que de silicone cu en bois, les dalles ou lés étant ensuite, le cas échéant, misas à la taille voulue par découpe. Les dalles ou lés peuvent comprendre au besoin une couche d'adhésif permettant leur fixation sur le sol. Le procédé peut comprendre avant l'étape a), unie étape consistant à appliquer sur le sol à recouvrir une couche primaire de résine polyuréthane monocomposant de type MDI (4,4'di-isocyanate de diphénylméthane), suivie d'une étape de durcissement. De préférence, le mélange de l'étape a) est constitué de 25 à 80% en poids de granulés polymères alvéolaires, le reste étant constitué du liant. De préférence, le liant est de type résine polyuréthane monocomposant, en particulier celle citée ci-dessus. Les épaisseurs habituellement obtenues sont =onction des utilisations des revêtements de sol coulés. Habituellement, leur épaisseur varie entre 5 et 100 mm. Le mastic mis en œuvre à l'étape c) peut être à base, dans le cas d'une résine polyuréthane bi-composant, d'un polyéther-polyester et d'un di-isocyanate aromatique ou aliphatique. Dans ce cas, le mastic est coloré. En variante, le mastic peut être un mélange à base de ladite résine polyuréthane bi-composant incolore et de la poudre récupérée de l'étape b). Le procédé peut comprendre, après l'étape c), une étape d) consistant à poncer le revêtement pour en égaliser la surface. Cette étape d) peut en outre être suivie d'une étape e) consistant à appliquer un composé destiné à boucher en surface les alvéoles des granulés. De préférence, le composé est la résine polyuréthane bi-composant. Enfin, le procédé peut comprendre, après l'étape e), une étape consistant à lustrer la surface du revêtement et à appliquer une couche de vernis classique de finition afin de faciliter l'entretien du revêtement de sol fini. Les revêtements de sol coulés sans joints ainsi obtenus présentent les avantages suivants : - ils sont d'entretien facile, - ils peuvent être aisément rénovés et réparés par ponçage, et application d'une couche de vernis de finition, et - ils sont insensibles aux remontées d'humidité ou aux inondations, permettant leur utilisation sur des dallages en terre-plein où l'on rencontre le plus de sinistres de revêtements de sol. Revendications 1. Revêtement de sol coulé, résistant à l'usure, à base de granulés polymères alvéolaires incorporés dans un liant, de densité comprise entre 1 et 1,4 et de dureté Shore A supérieure ou égale à 55. 2. Revêtement selon la revendication 1, se présentant sous la forme de dalles, de lés ou de revêtements d'un seul tenant coulés sur site. 3. Revêtement selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdits granulés sont en élastomère de type gomme styrène-butadiène (SBR) ou éthylène propylènediène monomère (EPDM), ou en polychloroprène (CR). 4. Revêtement selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le liant représente une résine polyuréthane. 5. Revêtement selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ladite dureté Shore A présente un maximum de valeur en surface libre du revêtement. 6. Revêtement de sol selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant des granulés polymères alvéolaires de densité comprise entre 1 et 1,25 et de dureté Shore A supérieure ou égale à 80, destiné à être utilisé à l'intérieur des bâtiments pour des usages piétonniers ou industriels. 7. Revêtement de sol selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant des granulés polymères alvéolaires de densité comprise entre 1 et 1,25 et de dureté Shore A supérieure ou égale à 55, destiné à recouvrir les aires de jeux ou les aires sportives. 8. Revêtement de sol selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant des granulés polymères alvéolaires de densité comprise entre 1 et 1,35 et de dureté Shore A supérieure ou égale à 80, destiné à recouvrir le sol des voitures de transport en commun. 9. Procédé de fabrication d'un revêtement de sol coulé 35 selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant les étapes consistant à :-11 - a) appliquer sur le sol à revêtir ou sur un support un mélange de granulés polymères alvéolaires, tels que définis selon l'une des revendications 1 à 8, et d'un liant, jusqu'à l'obtention d'une couche d'épaisseur prédéterminée, b) poncer le revêtement, après séchage, pour compenser les défauts de planéité, et c) combler les espaces vides par un mastic à base de résine polyuréthane bi-composant colorée ou à base d'un mélange de résine polyuréthane bi-composant incolore et de poudre récupérée de l'étape b). 10. Procédé selon la revendication 9, comprenant avant l'étape a), une étape consistant à appliquer sur le sol à recouvrir une couche primaire de résine polyuréthane monocomposant de type MDI (4,4'di-isocyanete de diphénylméthane), suivie d'une étape de durcissement. 11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, dan; lequel le mélange de l'étape a) est constitué de 25 à 80% en poids de granulés polymères alvéolaires, le reste étant constitué du liant, de préférence de type résine polyuréthane monocomposant. 12. Procédé selon l'une des revendications 9 à 11, comprenant, après l'étape c), une étape d) consistant à poncer le revêtement pour en égaliser la surface, et une étape e) consistant à appliquer un composé destiné à boucher en surface les alvéoles des granulés.