Brevet FR2903708A1 — publié le 20080118

EIFFAGE29.FRD.wpd Matériau pour revêtement de sol amortissant, en particulier pour sol équestre, et procédé de fabrication d'un tel 5 matériau L'invention concerne un matériau pour revêtement de sol amortissant, en particulier pour sol équestre, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel matériau. On sait que les pistes équestres en herbe présentent de nombreux inconvénients. Ces pistes sont sujettes à une usure importante et rapide 15 provoquée par l'action des sabots des chevaux. En particulier, l'arrachement de portions de terrain par les chevaux nécessite régulièrement des réparations, qui empêchent l'utilisation de la piste. 20 Les pistes en herbe sont également très sensibles aux conditions météorologiques. Par exemple, ces pistes sont pratiquement inutilisables par temps de pluie ou de gel. De même, après une période prolongée de temps sec, ces pistes deviennent dures et donc dangereuses pour les pattes des 25 chevaux. Elles ne peuvent donc plus être utilisées. Pour pallier les défauts de ces pistes en herbe, on a utilisé du sable en remplacement de l'herbe. Cependant, les pistes en sable se dégradent également rapidement du fait du passage 30 des chevaux. En outre, le passage d'un cheval en particulier provoque des projections de sable qui gênent, et éventuelle-ment blessent les poursuivants. Il a alors été proposé de stabiliser les pistes de manière 35 mécanique, par exemple par l'utilisation de grilles. Mais ce type de solution n'a pas donné entière satisfaction. Une autre solution a été de réaliser un enrobé à partir de sable et de cire. Mais alors, la piste devient trop dure pour les chevaux. 1 10 2903708 2 Des solutions considérées aujourd'hui comme satisfaisantes consistent à enrober du sable par de la cire, avec ajout de fibres élastiques, par exemple en élasthanne pour conférer à la piste la souplesse, ou l'élasticité, requise. Cependant, la cire est très sensible à la température. Et les pistes ainsi obtenues deviennent dures et cassantes à faible température (en particulier en dessous de zéro), et collantes à températures élevées (typiquement au-dessus de 40'C au sol). Ces pistes sont par conséquent pratiquement inutilisables par temps froid ou trop chaud, ou par grand ensoleillement. Pour la fabrication d'un tel matériau, la cire et le sable doivent être chauffés. Et ce chauffage, en particulier lorsqu'il est réalisé avec un combustible hydrocarburé, peut générer la formation de suie qui noircit le matériau. Le produit fini présente ainsi un aspect inesthétique qui le rend en pratique inutilisable. En outre, la fabrication d'un tel matériau est délicate . l'adjonction de fibres élastiques dans un poste d'enrobage peut provoquer le colmatage des filtres du poste, et même un incendie lorsque la température augmente. Et s'il a bien été tenté de pallier ces inconvénients par l'adjonction des fibres élastiques après refroidissement de l'enrobé de sable et de cire, cette solution n'est pas satisfaisante en ce qu'elle nécessite un appareillage spécifique. De plus, la charge électrostatique des fibres élastiques les conduit à s'agglomérer, provoquant ainsi un matériau fini largement hétérogène. Aussi les solutions connues jusqu'ici sont-elles largement insatisfaisantes. Les problèmes et les inconvénients exposés ci-dessus se retrouvent dans de nombreux domaines, dans lesquels on cherche à obtenir un revêtement de sol amortissant. C'est le cas par exemple des revêtements pour aires de jeu ou encore pour terrains sportifs 2903708 3 Un objectif de l'invention est donc d'améliorer la situation en proposant un matériau pour revêtement de sol amortissant dont la souplesse n'est pas altérée par les conditions météorologiques ou de température et qui présente la résis- 5 tance requise. Pour ce faire, l'invention propose un matériau pour revête-ment de sol amortissant comprenant une composition de sable et de fibres élastiques, dans lequel ladite composition 10 comprend en outre du latex. Comme on le verra plus avant, le matériau selon l'invention présente la souplesse et la résistance requises. 15 L'invention propose également un procédé de fabrication d'un matériau pour revêtement de sol amortissant du type ci-dessus, comprenant une étape de mélange de sable et de fibres élastiques, et une étape d'enrobage du sable, des fibres élastiques et/ou dudit mélange par du latex. 20 Enfin l'invention propose une utilisation d'un tel matériau en tant que revêtement pour sol équestre. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémen-25 taires ou de substitution, sont énoncées ci-après. Pour ce qui est du matériau selon l'invention : - La proportion en masse de fibres élastiques est comprise 30 entre 1 et 5o %. - La proportion en masse de fibres élastiques est comprise entre 2 et 20 %. 35 - Ledit latex est choisi parmi les latex acryliques, vinyliques et/ou styréniques, et leur copolymères. - Ledit latex est fonctionnalisé. 2903708 4 - Le matériau est composé en outre d'huile minérale ou végétale, ou de dérivé d'huile minérale ou végétale. -Le matériau comprend un ester d'huile végétale ou de "tall 5 oil". - Le matériau présente une proportion d'huile ou de dérivé d'huile par rapport au latex comprise entre 1 et 50 % en masse. - Le matériau présente une proportion d'huile ou de dérivé d'huile par rapport au latex comprise entre 4 et 20 % en masse. 15 - La proportion en masse de latex par rapport au sable est comprise entre 2 et 20 %. - La proportion en masse de latex par rapport au sable est comprise entre 5 et 12 %. Pour ce qui est du procédé selon l'invention : - Le procédé comprend une étape d'enrobage du sable, puis une étape de mélange du sable enrobé de latex et de fibres 25 élastiques. - Le procédé comprend une étape de mélange de sable et de fibres élastiques, puis une étape d'enrobage dudit mélange par du latex. -Le procédé comprend une étape d'adjonction d'huile minérale ou végétale, ou d'un dérivé d'huile minérale ou végétale, au latex, préalablement à l'étape d'enrobage. 35 - Le procédé comprend une étape d'adjonction d'huile minérale ou végétale, ou d'un dérivé d'huile minérale ou végétale, audit mélange, au sable et/ou aux fibres, préalablement à l'étape d'enrobage. 10 20 30 2903708 5 - Le procédé comprend une étape d'adjonction d'huile minérale ou végétale, ou d'un dérivé d'huile minérale ou végétale, audit mélange, au sable et/ou aux fibres, postérieurement à l'étape d'enrobage. - Le sable présente une humidité résiduelle. - Le procédé comprend une étape de chauffage du sable, des fibres et/ou dudit mélange préalablement à l'étape 10 d'enrobage. - Le procédé comprend une étape de chauffage du latex préalablement à l'étape d'enrobage. 15 L'invention est illustrée ci-après par des exemples. Dans ces exemples, on utilise un latex de styrène et de butadiène (aussi connu sous la désignation latex SBR). Du latex de styrènes acryliques et vinylacryliques pourraient également être employés. Bien qu'a priori la Demanderesse n'exclue 20 aucunement l'utilisation d'un latex particulier, les latex précités présentent les meilleures caractéristiques pour ce qui est du collage des fibres élastiques, du sable et de la résistance à l'eau et aux températures élevées (typiquement supérieures à 50 C). 25 Les latex précités peuvent être fonctionnalisés. On entend par là qu'il est possible d'introduire des fonctions chimiques à ces latex, par exemple par copolymérisation ou greffage, en particulier pour améliorer encore le collage des 30 fibres élastiques. Le sable utilisé peut être par exemple du sable concassé de granularité 0/2 mm. Des sables de types différents peuvent être utilisés, par exemple du sable roulé. Les fibres élastiques peuvent être de tous types connus, par exemple en élastomère et plus particulièrement en élasthanne. Exemple 1 5 35 2903708 6 Du sable 0/2 concassé, c'est-à-dire dont la granularité est comprise entre 0 et 2 mm, est mélangé, à température ambiante, à 10 % en masse de fibres d'élastomère. 5 Ce mélange est ensuite enrobé d'un latex SBR, par exemple un latex de référence 33 Y 50 de la société Synthomer. La proportion de latex est de 10 parties pour 100 de mélange. La Demanderesse a constaté que la montée en consistance de 10 l'enrobé a lieu progressivement. Après environ une heure, il est possible de réaliser à la main une boule cohésive de matériau. Plongée dans l'eau, cette boule n'évolue pas. Le même matériau est étalé sous la forme d'une plaque de 60x130 cm. Lorsque 250 ml d'eau sont versés sur la surface de cette 15 plaque, le drainage est immédiat et 250 ml d'eau peuvent être récupérés. Chauffé à 60 C, le matériau demeure cohésif et souple. Placé à -11 C pendant une nuit, il sort rigide mais si on le malaxe 20 il retrouve immédiatement ses caractéristiques de souplesse. Exemple 2 On réalise le mélange de l'exemple 1 dans des proportions identiques. On ajoute 15 % en masse d'ester méthylique de 25 tournesol au latex préalablement à l'enrobage du mélange. Les caractéristiques du produit sont inchangées sauf la souplesse à froid. En effet, après une nuit à -11 C, le matériau reste souple. Immergé dans l'eau et placé saturé 30 d'eau à -11 C pendant 1 semaine, le produit reste souple. Dans ces proportions, le produit répond parfaitement aux exigences techniques des sols équestres. 35 Exemple 3 Du sable 0/2 est enrobé avec un mélange de 90 % en masse de latex vinyle-acrylique, par exemple fourni par la société LAIEX et de 10 % en masse d'ester méthylique de soja. La 2903708 7 proportion en masse du mélange par rapport au sable est de 7 %. Des fibres d'élastomère sont ensuite ajoutés à l'enrobé, dans 5 une proportion de 3 % en masse. Dans ces conditions, le produit est cohésif (formation d'une boule dans la main) après 1 heure. II est élastique même à 60 C et souple à -11 C en présence ou non d'eau. II convient 10 donc bien à l'application recherchée. Exemple 4 Du sable 0/2 est mélangé à des fibres d'élastomère dans une proportion de 3% en masse. Ce mélange est enrobé par un 15 mélange de 90 % en masse de latex vinyle-acrylique, par exemple le latex de l'exemple 3, et de 10 % en masse d'ester méthylique de soja. La proportion en masse du mélange latex ester par rapport au sable est de 7 %. 20 Les résultats sont identiques. Exemple 5 On réalise le mélange sable - fibres de l'exemple 4. De l'ester méthylique de soja est ajouté à ce mélange dans des 25 proportions identiques à l'exemple 4. Ce mélange est ensuite enrobé par du latex vinyle-acrylique, également dans les proportions de l'exemple 4. Les résultats sont identiques. Exemple 6 On réalise l'enrobé de l'exemple 3. Préalablement au mélange avec les fibres d'élastomère le sable est chauffé à 120 C. 35 La montée en consistance est immédiate mais le résultat final est identique. On note que l'utilisation du latex est particulièrement avantageuse par rapport à celle d'un polymère quelconque. En 30 2903708 8 effet, de manière à résister à l'ensoleillement et à l'échauffement qui se présentent au niveau du sol, il serait nécessaire d'utiliser des polymères à température de ramollissement c'est-à-dire de points de fusion ou de transition 5 vitreuse largement supérieurs à 80'C. Or, des polymères présentant une telle température de ramollissement sont particulièrement délicats, voire impossibles, à mettre en oeuvre dans les installations classiques de l'industrie routière. 10 Pour l'enrobage, le latex peut être utilisé à température ambiante. À température ambiante le latex présente une viscosité voisine de celle de l'eau : il peut ainsi être mis en oeuvre dans des machines industrielles de réalisation 15 d'enrobés dits "classiques", c'est-à-dire de réalisation d'enrobé pour les voies de circulation automobile ou de piétons. En particulier, le latex peut ainsi être mis en oeuvre dans les postes d'enrobage à froid, qui mettent en oeuvre des émulsions de bitume de viscosité voisine de celle 20 du latex. Du fait qu'une montée en consistance est possible avant d'ouvrir les pistes, l'emploi de latex permet de s'affranchir du séchage des sables de l'état de la technique. Le latex présente un pouvoir cohésif plus important que les cires utilisées dans l'état de la technique. Dans l'état de la technique, du sable de fine granularité 30 devait être utilisé pour bloquer les grains de grosse granularité et éviter le risque de désagrégation, car le pouvoir cohésif des cires n'est pas suffisant. Ceci présentait une importance considérable sur des pistes équestres qui doivent présenter une qualité importante tout en étant 35 soumises à des contraintes importantes par les sabots des chevaux. Incidemment, le pouvoir cohésif du latex permet donc l'utilisation de sable de granularité quelconque. En particu- 25 2903708 9 lier il permet l'utilisation d'un sable de granularité assez gros qui augmente la drainabilité du produit final. En effet, le sable de fine granularité remplit les interstices et réduisent ainsi le caractère drainant du produit. La bonne 5 drainabilité permet d'éliminer rapidement l'eau apportée dans la masse du matériau par le latex et par le sable, facilitant la remontée en consistance. En outre, la bonne drainabilité est caractéristique importante demandée à une piste équestre. 10 À partir des exemples ci-dessus, la Demanderesse a constaté que la proportion de latex par rapport au sable détermine le caractère cohésif et collant de l'enrobé. Un compromis avantageux est obtenu avec une proportion comprise entre 2 et 20 % en masse, et préférentiellement entre 5 et 12 %. 15 II est connu que les polymères ont un comportement thermique très différent des cires. Ils ne présentent pratiquement jamais de point de fusion aussi net qu'une cire. Par ail-leurs, le choix de la masse moléculaire et du type de 20 polymère peut permettre d'obtenir des températures de ramollissement (point de fusion, ou transition vitreuse) largement supérieures à 80 C. Cette température est la valeur maximale obtenue sur un enrobé bitumineux par grande chaleur sans vent. Sur un sol équestre clair, cette dernière sera 25 plus faible. La demanderesse a observé que tous les latex convenant à l'invention peuvent être plastifiés par des huiles pétrolières ou carbochimiques judicieusement choisies. Elle a 30 également constaté, de façon surprenante, que tous les polymères testés peuvent être plastifiés par les huiles végétales et leurs dérivés, notamment les esters d'huile végétale (EHV) ou les "tall oils" (dérivé d'huile de pin). L'utilisation de ces EHV permet d'ajuster le point de 35 rigidité en fonction de la température. Un compromis entre consistance du produit à haute et à basse température est donc obtenu par ajustement de la proportion d'EHV dans le latex. 2903708 10 La Demanderesse a obtenu des mélanges de sable, de fibres d'élastomère et de latex qui sont drainants, cohésifs à une température supérieure à 60 C, et souples à -11 C. 5 La proportion en EHV est avantageusement comprise entre 1 et 50 % en masse du latex, préférentiellement entre 4 et 20 %. Ces EHV peuvent être ajoutés au latex préalablement à l'enrobage, au sable préalablement à l'enrobage ou au moment de l'enrobage en même temps que le latex. 10 Le matériau selon l'invention a principalement été décrit pour une utilisation en tant que revêtement pour sol équestre. D'autres utilisation peuvent être envisagées, en particulier dans des domaines dans lesquels se posent des 15 problèmes similaires et dans lesquels un revêtement de sol amortissant est recherché : le revêtement selon l'invention peut par exemple être utilisé en tant que revêtement pour aires de jeu, ou terrains sportifs. 20 L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation donnée cidessus mais englobe toutes les variantes que pourra envisagé l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. Revendications 1. Matériau pour revêtement de sol amortissant comprenant une composition de sable et de fibres élastiques, caractérisé en 5 ce que ladite composition comprend en outre du latex. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la proportion en masse de fibres élastiques est comprise entre 1 et 5o %. 3. Matériau selon la revendication 2, caractérisé en ce que la proportion en masse de fibres élastiques est comprise entre 2 et 20 15 4. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit latex est choisi parmi les latex acryliques, vinyliques et/ou styréniques, et leur copolymères. 20 5. Matériau selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit latex est fonctionnalisé. 6. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est composé en outre d'huile minérale 25 ou végétale, ou de dérivé d'huile minérale ou végétale. 7. Matériau selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un ester d'huile végétale ou de "tall ail". 30 8. Matériau selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il présente une proportion d'huile ou de dérivé d'huile par rapport au latex comprise entre 1 et 50 % en masse. 35 9. Matériau selon la revendication 8, caractérisé en qu'il présente une proportion d'huile ou de dérivé d'huile par rapport au latex comprise entre 4 et 20 en masse. 11 10 2903708 12 10. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion en masse de latex par rapport au sable est comprise entre 2 et 20 11. Matériau selon la revendication 10, caractérisé en ce que la proportion en masse de latex par rapport au sable est comprise entre 5 et 12 12. Procédé de fabrication d'un matériau pour revêtement de 10 sol amortissant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend -une étape de mélange de sable et de fibres élastiques, et - une étape d'enrobage du sable, des fibres élastiques 15 et/ou dudit mélange par du latex. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend a. une étape d'enrobage du sable, puis 20 b. une étape de mélange du sable enrobé de latex et de fibres élastiques 14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend 25 a. une étape de mélange de sable et de fibres élastiques, puis b. une étape d'enrobage dudit mélange par du latex. 15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caracté-30 risé en ce qu'il comprend : - une étape d'adjonction d'huile minérale ou végétale, ou d'un dérivé d'huile minérale ou végétale, au latex, préalablement à l'étape d'enrobage. 35 16. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape d'adjonction d'huile minérale ou végétale, ou d'un dérivé d'huile minérale ou végétale, audit 2903708 13 mélange, au sable et/ou aux fibres, préalablement à l'étape d'enrobage. 17. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caracté-5 risé en ce qu'il comprend : - une étape d'adjonction d'huile minérale ou végétale, ou d'un dérivé d'huile minérale ou végétale, audit mélange, au sable et/ou aux fibres, postérieurement à l'étape d'enrobage. 18. Procédé de fabrication d'un matériau selon l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que le sable présente une humidité résiduelle. 19. Procédé de fabrication d'un matériau l'une des revendications 12 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de chauffage du sable, des fibres et/ou dudit mélange préalablement à l'étape d'enrobage. 20. Procédé de fabrication d'un matériau l'une des revendications 12 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de chauffage du latex préalablement à l'étape d'enrobage. 21. Utilisation du matériau selon l'une des revendications 1 à 11 en tant que revêtement pour sol équestre.