Brevet FR2898613A1 — publié le 20070921

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des produits d'étanchéité et d'isolation, plus particulièrement les produits sous forme de membranes ou de feuilles bitumineuses souples et flexibles, avec une armature fibreuse ou filamenteuse et destinées à être exposées aux agressions du milieu extérieur, de types climatique, atmosphérique et solaire (humidité, variation de température, U.V ). Depuis le début de leur mise en oeuvre, c'est-à-dire depuis la fin du 19è siècle environ, les produits du type précité ont subi différentes modifications et évolution, notamment au niveau de la masse liante bitumineuse imprégnant et enrobant l'âme. Ainsi, cette masse liante consistait tout d'abord en du bitume oxydé. Puis, à partir des années 1960-1970, la masse liante était constituée d'un mélange [bitume + polypropylène atactique (APP)] et depuis 1975 environ les masses liantes à base de mélanges [bitume + polymère SBS (styrène-butadiène-styrène)] se répandent. Toutefois, les polypropylènes atactiques sont peu compatibles avec les bitumes, ne sont pas toujours aisément disponibles en quantités importantes, présentent un comportement à chaud particulier (avec un point de fusion élevé) associé à une chute brutale de la viscosité. La tenue des joints de ce type de membrane est encore à ce jour un problème technique qui n'est pas complètement résolu. Les polymères élastomères SBS quant à eux présentent de nombreuses propriétés avantageuses, à savoir : une élasticité élevée, une grande durabilité, une bonne ouvrabilité et une disponibilité élevée en termes de ressources. Néanmoins, ces substances présentent un inconvénient majeur dans le contexte des applications des produits précités : elles sont sensibles aux U.V. (ultraviolets). En effet, le butadiène présente des liaisons doubles insaturées carbone/carbone qui sont susceptibles aux U.V. De ce fait, les membranes d'étanchéité à base de liant bitume/SBS soumises aux agents atmosphériques et climatiques présentent rapidement, en l'absence de couche de protection spécifique en surface, des microcraquelures (sous l'effet combiné des U.V., des variations de -2-température et de l'humidité) qui nuisent à l'aspect esthétique, et à la pérennité des qualités d'étanchéité desdites membranes. Pour remédier à cet inconvénient, les membranes d'étanchéité à base de liant bitume/SBS sont actuellement, de manière connue, recouvertes d'une couche de paillettes (minérales, organiques ou métalliques) ou d'un laminat métallique, qui sont intégrés au cours de la fabrication en surface desdites membranes. Des membranes à base de bitume modifié par des SBS, ne présentant pas une telle auto-protection doivent être actuellement nécessairement protégés des U.V. sur chantier par une protection rapportée (enrobé, végétalisation, gravillons ...). Ces protections rapportées, dites auto-protections, génèrent un surpoids important (généralement de l'ordre de 1 kg/m2), produisent une fraction libre qui peut bloquer les moyens d'évacuation de l'eau de pluie et ne permettent pas de réaliser des jointoiements étanches par chevauchement partiel de membranes adjacentes (il faut retirer les paillettes le long des bords longitudinaux et au niveau de zones transversales d'extrémité desdites membranes). Le problème posé à la présente invention consiste par conséquent à fournir une membrane d'étanchéité bitumineuse à base de liant bitume/élastomère, présentant notamment une bonne résistance aux U.V. sans auto-protection spécifique, une bonne ouvrabilité et une bonne tenue dans le temps, tant au point de vue étanchéité que de l'aspect visuel, ce tout en autorisant avantageusement une pose avec recouvrement latéral partiel et solidarisation par échauffement. A cet effet, la présente invention concerne une membrane d'étanchéité destinée à être exposée directement au milieu extérieur et à ses agressions, cette membrane consistant essentiellement en une masse d'au moins une composition bitumineuse, conformée en au moins une couche continue, et en au moins une nappe de matériau filamenteux ou fibreux, noyée dans ladite masse, membrane caractérisée en ce que la composition bitumineuse au moins présente consiste en un mélange bitumineux essentiellement à base de bitume, de polymère élastomère SBS et de charge(s), préférentiellement minérale(s), en ce que ladite au moins une nappe consiste en un voile fin, à structure ajourée, sans direction préférentielle de résistance aux contraintes et formé de filaments et/ou de fibres en un matériau de préférence résistant aux U.V., ledit voile étant noyé dans la masse de composition(s) bitumeuse(s) en étant situé à proximité de -3- la face destinée à être apparente ou exposée, après pose de ladite membrane et en ce que ladite membrane comporte une bande latérale, le long d'un de ses côtés longitudinaux, formant galon de recouvrement, ledit galon étant dépourvu de nappe ou voile. La présence de ce voile ne doit cependant pas compromettre la bonne tenue des joints d'un lès à l'autre lors de l'application des membranes sur chantier. Le voile ainsi enrobé s'oppose à la formation et à la propagation en surface de fissures et craquelures de la masse d'enrobage sous-jacente tout en offrant un aspect esthétique. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe d'une membrane d'étanchéité selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe d'une membrane d'étanchéité selon un second mode de réalisation de l'invention ; la figure 3 est une vue schématique partielle en coupe d'une membrane d'étanchéité selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; la figure 4 est une vue en coupe d'une zone de jointoiement latéral entre deux membranes du type de celle représentée sur la figure 3, et, la figure 5 est une vue partielle par transparence et de dessus de la couche de revêtement d'un système d'étanchéité, formée par des membranes d'étanchéité selon l'invention. Les figures 1 à 3 des dessins annexés représentent de manière schématique et en coupe partielle, une membrane d'étanchéité 1 consistant essentiellement en une masse 2 d'au moins une composition bitumineuse, conformée en au moins une couche continue, et en au moins une nappe 3, 6 de matériau filamenteux ou fibreux, noyée dans ladite masse 2. Conformément à l'invention, la composition bitumineuse au moins présente consiste en un mélange bitumineux essentiellement à base de bitume, de polymère élastomère SBS et de charge(s), préférentiellement minérale(s), et ladite au moins une nappe 3 consiste en un voile fin, à structure ajourée, sans direction préférentielle de résistance aux contraintes et formé de filaments et/ou de fibres en un matériau de préférence résistant aux U.V., ledit voile 3 étant noyé dans la masse 2 de composition(s) -4- bitumeuse(s) en étant situé à proximité de la face 4 destinée à être apparente ou exposée, après pose de ladite membrane 1. Le voile 3, en fournissant une cohésion structurelle et mécanique de la masse 2 de liant bitumineux à proximité de la surface de la face 4 de la membrane 1, ce même à très faible échelle, permet d'éviter la formation de microcraquelures en surface, sans nécessiter de couche protectrice supplémentaire et sans alourdir, ni rigidifier notablement la membrane 1 qui l'intègre, et sans augmenter sensiblement le coût de revient de cette dernière. Egalement conformément à l'invention, et afin de permettre la formation d'une couche de revêtement continue et étanche sur la totalité de leur surface par association adjacente avec chevauchement partiel de plusieurs membranes 1, chaque membrane 1 comporte une bande latérale 5, le long d'un de ses côtés longitudinaux, formant galon de recouvrement, ledit galon 5 étant dépourvu de nappe ou voile 3. L'absence de voile 3 dans cette zone évite un gondolement de la membrane 1 à ce niveau (lors de l'opération de ramollissement par application de chaleur), la formation de contraintes dans cette zone et le décollement du voile 3 dans la zone réchauffée lors de la soudure de la membrane. Comme le montre la figure 1 des dessins annexés, la masse 2 de liant bitumineux peut consister en totalité uniquement d'une composition sous forme de mélange bitume + polymère élastomère SBS + éventuel(le)s charges minérales et/ou additifs (anti-feu, anti-racines, ...). En variante, et comme représenté sur les figures 2 et 3 des dessins annexés, la masse de compositions bitumineuses peut comprendre au moins deux compositions différentes réparties en au moins deux couches adjacentes 2', 2" stratifiées, à savoir au moins une première couche 2' formant la face 4' non apparente ou non exposée de la membrane 1 après pose et constituée par un mélange bitumineux à base de bitume, de polymère élastomère SBS et de charge(s) et au moins une seconde couche 2" formant la face 4 apparente et exposée de la membrane 1 après pose et constituée par un mélange bitumineux compatible avec celui de la première couche 2' et à base de bitume mélangé avec un polymère élastomère présentant une résistance augmentée, voire insensible, aux rayons U.V., et éventuellement avec une ou des charge(s), préférentiellement minérale(s). Préférentiellement, la composition bitumineuse de ladite au moins une seconde couche 2" formant la face apparente et exposée 4 de la -5- membrane 1 consiste essentiellement en du bitume mélangé avec un polymère élastomère SEBS et éventuellement avec une ou des charge(s), préférentiellement minérale(s). L'homme du métier comprend bien entendu que les mélanges bitumineux précités comportent en plus des composants indiqués ci-dessus (bitume, SBS, SEBS) également des charges et des additifs usuellement intégrés dans ce type de compositions et bien connus de l'homme du métier. Les additifs peuvent éventuellement comprendre des substances anti-U.V., compatibilisantes ou encore améliorant la souplesse, la durabilité ou la résistance aux variations de température. En accord avec la seconde variante de réalisation évoquée ci-dessus, il est avantageusement prévu que le voile fin 3 formant ladite au moins une nappe, par exemple du type à structure non tissée, grillagée, tissée ou analogue, est noyé dans ladite au moins une seconde couche 2", en étant disposée à proximité immédiate de la face apparente ou exposée 4 de la membrane 1. Avantageusement, le plan médian dudit voile 3 est situé, dans les deux variantes précitées, à une distance d comprise entre 0,05 mm et 0,5 mm, préférentiellement entre 0,1 mm et 0,25 mm, de ladite face 4. Les filaments ou fibres constituant le voile 3 peuvent par exemple être réalisé(e)s en verre, en polypropylène, en polyamide, en polyester ou en des matières polymères ou minérales analogues. Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, représenté sur les figures 3 et 4 des dessins annexés, la membrane 1 comporte une seconde nappe 6 de matériau filamenteux ou fibreux, également noyée dans la masse 2 de composition(s) bitumineuse(s) et formant une armature de renfort s'étendant, en largeur et en longueur, sur toute la surface de la membrane 1, le voile fin 3 formant première nappe étant disposé entre ladite seconde nappe 6 et la face apparente ou exposée 4 de la membrane 1 après pose (à l'exception du galon de recouvrement 5). Dans le cadre du mode de réalisation préféré évoqué ci-dessus, il peut être prévu que la masse 2 de compositions bitumineuses comprenne deux mélanges bitumineux répartis en deux couches stratifiées 2' et 2", la seconde nappe 6 formant armature de renfort étant soit située et noyée dans la seconde couche 2" formant la face apparente ou exposée 4 de la membrane 1 après pose, soit située sensiblement à l'interface des deux -6- couches 2' et 2" en étant imprégnée à la fois par la composition bitumineuse de la première couche 2' et par celle de la seconde couche 2". En vue d'augmenter la cohérence structurelle de la membrane 1, et d'empêcher en particulier un délaminage de celle-ci, les deux nappes 3 et 6 peuvent être, au moins partiellement, reliées entre elles par des points de liaison chimique et/ou mécanique. La présente invention a également pour objet, comme le montrent schématiquement les figures 4 et 5 des dessins annexés, un système d'étanchéité rapporté sur un support exposé aux agents atmosphériques et climatiques, préférentiellement à surface sensiblement plane, en particulier élément de toiture ou de recouvrement analogue, système caractérisé en ce qu'il comprend une composante externe ou couche de revêtement exposée qui est formée par une ou plusieurs membranes 1 tel que décrit ci-dessus, les membranes 1 éventuellement présentes (en cas de pluralité de membranes) se chevauchant partiellement au niveau de leurs côtés longitudinaux et/ou au niveau de leurs extrémités longitudinales, avec formation de zones de liaison étanches 8. Eventuellement, la face apparente ou exposée 4 de la ou des membrane(s) d'étanchéité 1 formant la couche de revêtement est recouverte d'un film d'un matériau décoratif, et, le cas échéant, protecteur, tel que par exemple de la peinture. Enfin, l'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une membrane 1 tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il consiste à imprégner une bande d'une nappe de matériau filamenteux ou fibreux 6 avec une masse 2, 2" d'un mélange bitumineux à l'état liquide, intégrant essentiellement du bitume, un polymère élastomère SBS ou SEBS et au moins une charge, en tirant ladite bande à travers une installation d'imprégnation, à mettre en place une bande de voile fin 3 en surface de la masse du mélange bitumineux 2, 2" imprégnant et enrobant la bande de nappe 6 lorsque cette masse de liant est encore à l'état visqueux, de telle manière que ledit voile 3 soit noyé dans ladite masse de mélange bitumineux 2, 2" en étant situé à proximité de la face apparente ou exposée de la membrane 1 résultante, ledit voile 3 ayant une largeur inférieure à celle de la nappe 6 pour constituer une bande latérale 5 le long d'un côté longitudinal, formant galon de recouvrement dépourvu de voile 3, à rapporter éventuellement une couche supplémentaire 2' d'un mélange bitumineux [bitume/polymère élastomère SBS/charge(s) minérale(s) -7- éventuelle(s)] sur la face opposée à la face apparente ou exposée 4 de la membrane 1, et, enfin, à conditionner ladite membrane 1 en rouleaux après refroidissement et découpage en longueur et en largeur. On décrira à présent, sous forme d'exemples non limitatifs, plusieurs réalisations concrètes de membranes en accord avec l'invention. Exemple 1 : Membrane d'étanchéité de 2,5 mm d'épaisseur et de 1000 mm de laize avec armature en voile de verre 50 g/m2. Le liant est un mélange de bitume 160/220 modifié par 12,5 % de SBS radial de type KRATON TR 1186 (pourcentage de SBS sur la base du mélane bitume + SBS), ce mélange étant chargé à hauteur de 30 %. Dans ce liant est noyé un voile de viscose de 35 g/m2 de 920 mm de laize de façon à avoir un galon soudable de 80 mm. La sous face est protégée par un film PE de 10 m d'épaisseur. Exemple 2 : Membrane d'étanchéité monocouche de 4,0 mm d'épaisseur et de 1000 mm de laize avec armature en polyester non tissé de 180 g/m2. Le liant est un mélange de bitume 160/220 modifié par 12,5 % d'un mélange 50/50 SBS radial de type KRATON TR 1186 et SEBS de type KRATON G 1650. Dans ce liant est noyé un voile de polyester de 25 g/m2 de 920 mm de laize de façon à avoir un galon soudable de 80 mm. La sous face est protégée par un film PE de 10 m d'épaisseur. Exemple 3 : Membrane d'étanchéité monocouche de 4,0 mm d'épaisseur et de 1000 mm de laize avec armature composite de 250 g/m2. Le liant de surface est un mélange de bitume 160/220 modifié par 12,5 % d'un mélange 50/50 SBS radial de type KRATON TR 1186 et SEBS de type KRATON G 1650. Dans ce liant est noyé un voile de verre de 50 g/m2 de 920 mm de laize de façon à avoir un galon soudable de 80 mm. Le liant de sous face est un mélange de bitume 160/220 modifié par 12,5 % de SBS radial de type KRATON TR 1186. La sous face est protégée par un film PE de 10 m d'épaisseur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1) Membrane d'étanchéité destinée à être exposée directement au milieu extérieur et à ses agressions, cette membrane consistant essentiellement en une masse d'au moins une composition bitumineuse, conformée en au moins une couche continue, et en au moins une nappe de matériau filamenteux ou fibreux, noyée dans ladite masse, membrane caractérisée en ce que la composition bitumineuse au moins présente consiste en un mélange bitumineux essentiellement à base de bitume, de polymère élastomère SBS et de charge(s), préférentiellement minérales, en ce que ladite au moins une nappe (3) consiste en un voile fin, à structure ajourée, sans direction préférentielle de résistance aux contraintes et formé de filaments et/ou de fibres en un matériau de préférence résistant aux U.V., ledit voile (3) étant noyé dans la masse (2) de composition(s) bitumeuse(s) en étant situé à proximité de la face (4) destinée à être apparente ou exposée, après pose de ladite membrane (1) et en ce que ladite membrane (1) comporte une bande latérale (5), le long d'un de ses côtés longitudinaux, formant galon de recouvrement, ledit galon (5) étant dépourvu de nappe ou voile (3). 2) Membrane d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que la masse de compositions bitumineuses (2) comprend au moins deux compositions différentes réparties en au moins deux couches adjacentes (2', 2") stratifiées, à savoir au moins une première couche (2') formant la face (4') non apparente ou non exposée de la membrane (1) après pose et constituée par un mélange bitumineux à base de bitume, de polymère élastomère SBS et de charge(s) et au moins une seconde couche (2") formant la face (4) apparente et exposée de la membrane (1) après pose et constituée par un mélange bitumineux compatible avec celui de la première couche (2') et à base de bitume mélangé avec un polymère élastomère présentant une résistance augmentée, voire insensible, aux rayons U.V., et éventuellement avec une ou des charge(s), préférentiellement minérale(s). 3) Membrane d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisée en ce que la composition bitumineuse de ladite au moins une seconde couche (2") formant la face apparente et exposée (4) de la membrane (1)-9- consiste essentiellement en du bitume mélangé avec un polymère élastomère SEBS. 4) Membrane selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le voile fin (3) formant ladite au moins une nappe, par exemple du type à structure non tissée, grillagée, tissée ou analogue, est noyé dans ladite au moins une seconde couche (2"), en étant disposée à proximité immédiate de la face apparente ou exposée (4) de la membrane (1), le plan médian dudit voile (3) étant situé à une distance (d) comprise entre 0,05 mm et 0,5 mm, préférentiellement entre 0,1 mm et 0,25 mm, de ladite face. 5) Membrane selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte une seconde nappe (6) de matériau filamenteux ou fibreux, également noyée dans la masse (2) de composition(s) bitumineuse(s) et formant une armature de renfort s'étendant, en largeur et en longueur, sur toute la surface de la membrane (1), le voile fin (3) formant première nappe étant disposé entre ladite seconde nappe (6) et la face apparente ou exposée (4) de la membrane (1) après pose. 6) Membrane selon la revendication 5, pour autant qu'elle se rattache à l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la masse (2) de compositions bitumineuses comprend deux mélanges bitumineux répartis en deux couches stratifiées (2' et 2"), la seconde nappe (6) formant armature de renfort étant soit située et noyée dans la seconde couche (2") formant la face apparente ou exposée (4) de la membrane (1) après pose, soit située sensiblement à l'interface des deux couches (2' et 2") en étant imprégnée à la fois par la composition bitumineuse de la première couche (2') et par celle de la seconde couche (2"). 7) Membrane selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que les deux nappes (3 et 6) sont, au moins partiellement, reliées entre elles 30 par des points de liaison chimique et/ou mécanique. 8) Système d'étanchéité rapporté sur un support exposé aux agents atmosphériques et climatiques, préférentiellement à surface sensiblement plane, en particulier élément de toiture ou de recouvrement analogue, système caractérisé en ce qu'il comprend une composante externe 35 ou couche de revêtement exposée qui est formée par une ou plusieurs membranes (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, les membranes (1) éventuellement présentes se chevauchant partiellement au- 10 - niveau de leurs côtés longitudinaux et/ou au niveau de leurs extrémités longitudinales, avec formation de zones de liaison étanches (8). 9) Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que la face apparente ou exposée (4) de la ou des membrane(s) d'étanchéité (1) formant la couche de revêtement est recouverte d'un film d'un matériau décoratif, et, le cas échéant, protecteur, tel que par exemple de la peinture. 10) Procédé de fabrication d'une membrane selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste à imprégner une bande d'une nappe de matériau filamenteux ou fibreux (6) avec une masse (2, 2") d'un mélange bitumineux à l'état liquide, intégrant essentiellement du bitume, un polymère élastomère SBS ou SEBS et au moins une charge, en tirant ladite bande à travers une installation d'imprégnation, à mettre en place une bande de voile fin (3) en surface de la masse du mélange bitumineux (2, 2") imprégnant et enrobant la bande de nappe (6) lorsque cette masse de liant est encore à l'état visqueux, de telle manière que ledit voile (3) soit noyé dans ladite masse de mélange bitumineux (2, 2") en étant situé à proximité de la face apparente ou exposée de la membrane (1) résultante, ledit voile (3) ayant une largeur inférieure à celle de la nappe (6) pour constituer une bande latérale (5) le long d'un côté longitudinal, formant galon de recouvrement dépourvu de voile (3), à rapporter éventuellement une couche supplémentaire (2') d'un mélange bitumineux [bitume/polymère élastomère SBS/charge(s) minérale(s) éventuelle(s)] sur la face opposée à la face apparente ou exposée (4) de la membrane (1), et, enfin, à conditionner ladite membrane (1) en rouleaux après refroidissement et découpage en longueur et en largeur.