Brevet FR2924139A1 — publié le 20090529

SYSTEME D'ISOLATION DE BÂTIMENTS PAR L'EXTERIEUR La présente invention a trait à un système d'isolation par l'extérieur de bâtiments, de préférence non industriels à paroi maçonnée, ou de briques, ou de béton massif ou léger. Il s'agit d'isoler thermiquement et/ou acoustiquement des façades de bâtiments pouvant comporter plusieurs étages. Dans un premier système connu, l'isolation est constituée de panneaux io rigides de laine minérale, généralement laine de roche, ou de mousse organique, généralement du polystyrène expansé. Ces panneaux sont collés sur la paroi extérieure du bâtiment à isoler, et reçoivent généralement des éléments de retenue mécanique ponctuelle du type vis tout spécialement pour les parois de grande hauteur. 15 Les panneaux isolants sont ensuite recouverts d'un enduit de finition organique ou minéral, le plus souvent avec interposition d'un intercalaire de renforcement tel qu'une grille de verre ou de plastique. Dans ce système, les panneaux doivent être rigides car ce sont eux qui apportent les propriétés mécaniques du revêtement de façade. Une résistance 20 acceptable aux forces de pression/dépression dues au vent est obtenue grâce au collage et aux moyens de retenue mécanique. La surface reste toutefois sujette à des détériorations par enfoncement ou poinçonnement lors d'un choc avec un corps étranger sur la fine couche d'enduit superficielle. Les panneaux de mousse organique présentent en outre l'inconvénient 25 d'être imperméables à la vapeur d'eau et ne permettent donc pas la diffusion de vapeur d'eau à travers la paroi. De façon générale, la fixation par collage est désavantageuse à cet égard, car la colle bloque le passage de l'humidité. Dans un autre système connu, l'isolation est contenue entre des éléments 30 d'ossature fixés sur la paroi à isoler, qui peuvent être en bois ou en métal, et un parement extérieur est rapporté par l'intermédiaire d'une structure porteuse définissant à l'arrière du parement un espace renfermant une lame d'air reliée à l'extérieur. Cette construction évite les risques de condensation et d'accumulation d'humidité dans la façade, et ainsi la prolifération de micro-organismes, algues ou champignons. L'ossature bois est particulièrement concernée, car le bois risque de se dégrader sous l'effet de l'humidité. L'invention a principalement pour but la mise à disposition d'un système d'isolation par l'extérieur respirable, c'est-à-dire compatible avec la tendance naturelle des parois maçonnées à absorber et relarguer de l'humidité suivant les saisons, et dont la mise en oeuvre est simplifiée par rapport aux façades ventilées conventionnelles. io Elle a aussi pour but l'élaboration d'un système d'isolation par l'extérieur compact et léger, ce qui facilite à la fois sa fixation à la paroi et rend possible son transport sous une forme compacte telle qu'en rouleaux. Ces buts sont atteints par l'invention qui a pour objet un système d'isolation de bâtiments par l'extérieur comprenant 15 - un isolant (1) - recouvert de plaques de parement (2) caractérisé en ce que la résistance à la diffusion de la vapeur d'eau des plaques de parement (2) et autres éventuels constituants dudit système d'isolation les recouvrant correspond à une épaisseur d'air équivalente Sd 20 au plus égale à 0,40 m, de préférence à 0,30 m et de manière particulièrement préférée à 0,20 m. La capacité d'un matériau à résister à la diffusion de la vapeur d'eau peut être caractérisée par divers facteurs. Sa perméance à la vapeur d'eau représente la quantité de vapeur d'eau traversant l'épaisseur de matériau par unité de 25 surface, de temps et de pression. La perméance peut être mesurée selon la norme ASTM E 96, et exprimée en unité � Perm �, définie comme valant 5,7.10-8 g.Pa-'.s-'.m-2. La résistance à la diffusion de la vapeur d'eau est définie comme étant l'inverse de la perméance. La perméabilité, qui correspond au produit de la perméance par l'épaisseur du matériau considéré, est quant à elle une 30 caractéristique intrinsèque dudit matériau. La résistance à la diffusion de la vapeur d'eau d'un matériau est également très souvent rapportée à la résistance à la diffusion de la vapeur d'eau d'une couche d'air. On définit l'indice de résistance à la diffusion de la vapeur d'eau comme le rapport entre la perméabilité de l'air et la perméabilité du matériau considéré. Il est alors d'usage courant d'exprimer la résistance à la diffusion en multipliant cet indice par l'épaisseur du matériau considéré, ce qui équivaut à diviser la perméabilité de l'air à la vapeur d'eau par la perméance du matériau considéré. Le résultat, exprimé en mètres et appelé � épaisseur d'air équivalente � (Sd), correspond ainsi à l'épaisseur d'air possédant la même perméance à la vapeur d'eau que l'épaisseur de matériau considérée. L'originalité du système selon l'invention réside dans le fait que les plaques de parement sont considérées comme des éléments actifs dans le mécanisme de io diffusion de vapeur d'eau, alors que cette fonction était jusqu'ici réalisée par une lame d'air intercalée dans le système. A cet égard, les inventeurs ont considéré la respirabilité vis-à-vis de la vapeur d'eau des plaques de parement et des couches les recouvrant comme essentielle. Grâce aux caractéristiques du système d'isolation de l'invention, l'échange de vapeur d'eau à travers la paroi isolée du 15 bâtiment est possible suivant l'alternance de périodes froides (condensation d'humidité) et chaudes (évaporation). Ainsi dans le système de l'invention, de la vapeur d'eau est susceptible de pénétrer dans l'isolant pendant les saisons froides, puis d'en être relarguée pendant les saisons chaudes. En combinaison avec un choix judicieux de l'isolant, cette respirabilité 20 permet de se passer d'une lame d'air. On diminue l'encombrement et le poids du système d'isolation, tout en évitant la formation de microorganismes, algues, champignons, moisissures ... Les plaques de parement sont de préférence des plaques de matériau minéral résistantes à l'humidité ou adaptées à l'usage en locaux humides, 25 particulièrement répondant au classement H1. Elles peuvent notamment être à base d'un liant à prise hydraulique tel que plâtre et/ou ciment, et comprendre éventuellement des charges et renforts notamment en matière synthétique sous forme de billes, fibres Certaines plaques de plâtre notamment, sont remarquables à plusieurs titres. Elles sont respirantes vis-à-vis de la vapeur 30 d'eau. Des fractions de leur épaisseur peuvent être modifiées pour accroître leur résistance à l'eau, modifiées au polymère, renforcées mécaniquement en y noyant des mats de verre par exemple. Dans une réalisation avantageuse, les plaques de plâtre possèdent un noyau de plâtre résistant à l'humidité et une surface renforcée par un mat de verre recouverte d'un revêtement polymère de type acrylique. De telles plaques sont décrites dans les documents US 6 524 679, WO 2007 004 066 et WO 02 098 646. Ainsi, la résistance à la diffusion de la vapeur d'eau d'une plaque de plâtre de 12,5 mm d'épaisseur correspond à une épaisseur d'air équivalente Sd n'excédant pas 0,10 m, voire 0,08 m. Les plaques de plâtre sont d'autre part disponibles en dimensions de 1200 x 1200 x 12,5 mm notamment, avantageuses pour le transport. ~o Des exemples de produits utilisables selon l'invention sont disponibles dans le groupe Saint- Gobain Gypsum : il s'agit notamment des plaques de plâtre commercialisées par la société BPB sous la marque enregistrée Glas Roc, ou des plaques de ciment commercialisées par la société Placoplâtre sous la marque enregistrée Placocem. 15 Lesdits constituants dudit système d'isolation recouvrant les plaques de parement consistent de préférence en un revêtement de base, une nappe en tissu ou grille et un enduit, et sont en relation d'adhésion les uns avec les autres ainsi qu'avec les plaques de parement. La nappe en tissu ou grille comprend avantageusement des fibres de verre. 20 Elle a une fonction de renforcement et de support de l'enduit, de telle sorte que celui-ci ne laisse plus apparaître les lignes de séparation entre les plaques de parement voisines. L'enduit est avantageusement choisi parmi un enduit au silicate ou à la silicone. Ceux-ci procurent en effet une combinaison de hautes performances en 25 diffusion de vapeur d'eau (respirabilité), résistance au choc, flexibilité (risques de fissures), résistance à l'eau (eau de pluie), au rayonnement ultraviolet, aux algues, à la poussière, à la pollution industrielle (fumées, pluies acides), ininflammabilité. L'isolant consiste de préférence en une laine minérale, notamment en laine 30 de verre, de masse volumique comprise entre 7 et 100 kg/m3, et de manière particulièrement préférée au plus égale à 50 kg/m3, notamment comprise entre 7 et 50 kg/m3 ou 7 et 40 kg/m3, par exemple de l'ordre de 10 à 30 kg/m3. Avantageusement l'isolant a une conductivité thermique (À) de l'ordre de 30 à 38 mW/m.K de préférence 32 à 35 mW/m.K. C'est un produit isolant thermiquement et acoustiquement. Il permet un assèchement de la construction, il est apte à absorber et relarguer de l'humidité dans une certaine mesure, au fil des saisons, sans en être aucunement affecté dans sa nature et son intégrité, ni dans sa fonctionnalité isolante. Il ne fait donc pas barrière à l'humidité, de sorte qu'aucun microorganisme, algue, champignon ù moisissure ne se forme. Aucune lame d'air n'est utile ici, dans le but de créer une circulation d'air et d'humidité. io De plus la laine minérale est un produit léger, compressible et notamment transportable sous forme compacte (rouleaux ...).Cet isolant n'est pas rigide, mais au contraire compressible, ce qui permet le positionnement aisé de fils, gaines, câbles, tuyaux ou canalisations dans l'isolation. L'isolant et le parement sont de préférence supportés et maintenus par 15 l'association - d'un ensemble de premières consoles fixées à la paroi à isoler, - et de profilés fixés aux premières consoles et présentant une surface plane d'appui des plaques de parement. On entend ici par � console � un moyen apte à assurer pendant des 20 dizaines d'années le soutien et le maintien des charges verticales auquel il est soumis. Le système d'isolation de l'invention est léger, et autoporté, parfaitement compatible avec des hauteurs importantes de façades. Les profilés ayant pour fonction de garantir le maintien, la fixation, la 25 rigidité et une résistance mécanique de haute qualité, peuvent être métalliques, en matière plastique renforcée, ou similaire. Dans une première variante, les profilés sont fixés directement aux premières consoles. L'isolant repose sur celles-ci, et est confiné dans l'espace délimité par la paroi à isoler, les premières consoles et les profilés. 30 Dans une deuxième variante, lesdits profilés sont fixés auxdites premières consoles par l'intermédiaire d'autant de secondes consoles. Selon une caractéristique préférée, lesdits profilés sont en T ou en L dont - la partie de pied est destinée à être mise en coïncidence avec une partie desdites premières consoles ou secondes consoles, et - la partie de tête constitue ladite surface plane d'appui desdites plaques de parement. D'autre part, lesdites premières consoles sont avantageusement en matière plastique renforcée à faible combustibilité, et notamment obtenues par des procédés d'extrusion ou pultrusion. De très nombreux polymères ou copolymères conviennent, par exemple à base de polyester, polyamide, polypropylène ou autres polyoléfines, polymères acryliques ... io Le renforcement est avantageusement réalisé par des fibres de verre. La matière plastique présente une propriété intéressante d'isolation thermique ; son emploi rompt le pont thermique qui s'établirait avec d'autres matériaux, notamment métalliques. L'invention sera mieux comprise à la lumière des dessins annexés dans 15 lesquels - la Figure 1 est une représentation générale en perspective du système d'isolation de l'invention vu � de l'intérieur �, c'est-à-dire de la paroi à isoler ; -les Figures 2 et 3 sont des vues détaillées en perspective des éléments 20 servant au support, au maintien et à la fixation de la laine minérale et des plaques de parement, - ces éléments étant en position de montage dans la Figure 2, - séparés en vue éclatée dans la Figure 3. L'isolation thermique et acoustique d'un mur extérieur non représenté 25 comprend essentiellement un matelas de laine de verre (1) et des plaques de plâtre (2). La laine de verre (1) a une masse volumique de 23,5 kg/m3 et une conductivité thermique À de 33 mW/m.K. Le matelas est disponible en rouleaux de 1200 mm de longueur (largeur d'un lé). Une fois déroulé et décomprimé le matelas existe en plusieurs épaisseurs, notamment 100, 120 et 150 mm. 30 Les plaques de parement (2) sont des plaques légères perméables à la vapeur d'eau, essentiellement à base de matériau minéral incluant du gypse. On emploie des plaques de parement minéral (2) du type e-Glasroc de la société BPB, de dimensions 1200 x 1200 x 12,5 mm ; leur masse surfacique est de 9 kg/m2 ; c'est significativement plus léger qu'une plaque de ciment dont la masse surfacique est d'environ 13 à 14 kg/m2. Elles présentent de préférence un coeur résistant à l'eau, recouvert de chaque côté de renforcements de mats de verre noyés dans une couche de plâtre modifié au polymère, elle-même chaque fois recouverte avec adhésion d'un revêtement acrylique. Des plaques de parement de plâtre connues à cet effet sont décrites dans les brevets US 6 524 679 et WO 2007 004066. Ces plaques sont faciles à couper et à mettre en oeuvre, résistantes au choc, à l'eau tout en étant perméables à la vapeur. Elles supportent bien io l'humidité. Elles ne contiennent pas de papier. Elles ont une bonne résistance au feu et contrairement aux panneaux de ciment, elles présentent des dimensions stables, et une résistance en flexion relativement élevée. De plus elles ne sont pas friables contrairement à la plupart 15 des panneaux de ciment renforcés de fibres. Les plaques de plâtre (2) sont vissées aux profilés métalliques (5), (6) au moyen de vis de métal galvanisé non représentées. Les plaques de parement minéral (2) sont recouvertes d'une épaisseur de 4 mm de colle minérale (revêtement de base), dans laquelle est noyé un tissu de 20 fibres de verre de renforcement, puis d'une épaisseur de 3 mm d'enduit silicate. L'épaisseur des plaques revêtues est ainsi de l'ordre de 20 mm. Cette épaisseur est avantageuse pour contribuer à l'inertie thermique des plaques de parement et éviter des dégradations telles que fissuration, délamination. On mesure la résistance à la diffusion de la vapeur d'eau sous la forme de 25 l'épaisseur d'air équivalente Sd (selon norme ASTM E96). - pour la plaque de plâtre (2) : 0,07 m ; - pour la finition (revêtement de base + tissu de fibres de verre + enduit) : 0,14 m ; - pour la plaque de plâtre (2) + la finition : 0,18 m. 30 Ces chiffres indiquent une excellente respirabilité des éléments séparés et combinés. Ils présentent une excellente synergie avec la laine de verre, apte à absorber et relarguer l'humidité selon la fréquence des saisons, sans dommage, durablement. Dans la réalisation représentée dans les trois figures, le support et le maintien de l'isolation sont principalement assurés par la coopération de trois types d'éléments : des premières consoles (3), des secondes consoles (4) et des profilés métalliques (5). Les associations de première et seconde consoles (3, 4) sont disposées tous les 1,20 m, aussi bien selon la hauteur que selon la largeur. Chaque première console (3) comprend - une première partie sensiblement plane (31) destinée à une mise en appui sur la paroi à isoler, en général verticale, et io - une seconde partie sensiblement plane (32) perpendiculaire à la première (31) destinée à un positionnement horizontal de manière à soutenir la laine minérale (1) notamment. La première console (3) est fixée à la paroi au moyen de plusieurs vis (7) ou équivalent (dont une seule est représentée), elles-mêmes pouvant être 15 associées à des chevilles introduites dans la paroi à isoler. Une troisième partie plane (33) relie la première (31) et la seconde (32) de la première console (3), qu'elle coupe selon deux segments de droites parallèles. Cette troisième partie plane (33) renforce mécaniquement la première console (3), notamment vis-à-vis des charges verticales auxquelles elle est soumise 20 pendant plusieurs années, voire plusieurs décennies. La seconde partie plane (32) de la première console (3) est dédoublée de manière à former une fente (34) destinée à recevoir la première partie plane (41) d'une seconde console (4). La forme de la fente (34) est adaptée à celle de la première partie plane (41) de sorte que 25 - l'enfoncement de cette dernière y soit réglable, - et que cet enfoncement soit effectué avec une certaine résistance le cas échéant, la fente (34) pouvant alors être conformée pour accueillir la première partie plane (41) avec serrage. Lorsque l'enfoncement est réglé comme souhaité, la fixation de la première 30 partie plane (41) de la seconde console (4) à la première console (3) est faite au moyen d'une vis (7) au moins. La première console (3) est en polyester renforcé de fibres de verre et pultrudé. C'est essentiellement un matériau à faible combustibilité. Les épaisseurs des différentes parties planes (31, 32, 33) de la première console (3) sont comprises entre 5 et 9 mm. La seconde console (4) est en métal galvanisé de 1,5 mm d'épaisseur. Outre la première partie sensiblement plane (41), elle en comprend une seconde (42) et une troisième (43), toutes trois étant perpendiculaires deux à deux. Il est visible en particulier sur la Figure 3, que l'épaisseur précitée de métal est doublée pour les parties planes (41) et (43), la seconde console (4) étant fabriquée par un procédé de pliage-emboutissage. La troisième partie plane (43) relie la première partie plane (41) et la io seconde (42), de sorte que la structure de la seconde console (4) en est renforcée. La première partie plane (41) de la seconde console (4) est dédoublée en formant une fente (44) destinée à recevoir au moins une fraction d'extrémité (51) du profilé métallique (5). 15 De même, la troisième partie plane (43) est dédoublée en formant une fente (45) apte à recevoir au moins une fraction d'extrémité d'un autre profilé métallique (6) perpendiculaire au profilé métallique (5). La forme des fentes (44), (45) est adaptée à celle des profilés (5), (6), de telle sorte notamment que l'introduction des seconds dans les premières se fasse 20 avec un certain serrage. Ainsi peut-on régler leur degré d'enfoncement, le cas échéant. La fixation elle-même est réalisée au moyen d'un vissage, par exemple dans la seconde partie plane (42) de la seconde console (4) au moyen de vis (7). Le profilé métallique (5) est en T. Le pied (51) du T est destiné à être mis 25 en coïncidence, recouvrement avec la première partie plane (41) de la seconde console (4) (en l'occurrence, introduction dans la fente (44)). La partie de tête (52) du T constitue la surface plane d'appui des plaques de parement (2). Elle comporte des ailes de retour (53) en direction de la partie de pied (51) du T, destinées à s'introduire dans des rainures (46) 30 correspondantes pratiquées dans la seconde partie plane (42) de la seconde console (4), de manière à bloquer le profilé métallique (5). io Des rainures (11) sont ménagées dans la laine de verre pour éviter sa compression ù déformation par l'excroissance de la seconde partie plane (42) correspondant au dos de la rainure (46). Le profilé métallique (5) et/ou l'autre profilé métallique (6) peuvent aussi être en L, tout en gardant la plupart des fonctionnalités des profilés en T décrites précédemment. Un profilé métallique en L est pratique pour délimiter toutes ouvertures : porte, baie, fenêtre ... Le système de fixation à la paroi décrit est fiable sans nécessiter de collage des éléments de l'isolation, mais en évitant au contraire d'employer des io constituants qui bloquent le passage d'humidité. Le système d'isolation décrit est léger, autoporté, d'un montage aisé et rapide, et a un comportement satisfaisant dans les conditions d'hygrothermie extérieures suivant ETAG 004 : aucune modification d'aspect, ni structurale n'est observée après les cycles chaud/froid, chaleur/pluie, exposition au gel. Une 15 résistance mécanique satisfaisante est conservée après ces sollicitations. Sa résistance à la perforation et aux impacts est également excellente. REVENDICATIONS 1 Système d'isolation de bâtiments par l'extérieur comprenant - un isolant (1) - recouvert de plaques de parement (2), caractérisé en ce que la résistance à la diffusion de la vapeur d'eau des plaques de parement (2) et autres éventuels constituants dudit système d'isolation les recouvrant correspond à une épaisseur d'air équivalente Sd io au plus égale à 0,40 m, de préférence à 0,30 m et de manière particulièrement préférée à 0,20 m. 2. Système d'isolation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques de parement (2) sont à base d'un liant à prise hydraulique tel que plâtre, et/ou ciment. 15 3. Système d'isolation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les plaques de plâtre (2) possèdent un noyau de plâtre résistant à l'humidité et une surface renforcée par un mat de verre recouverte d'un revêtement polymère de type acrylique. 4. Système d'isolation selon l'une des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que lesdits constituants dudit système d'isolation recouvrant les plaques de parement (2) consistent en un revêtement de base, une nappe en tissu ou grille et un enduit, et sont en relation d'adhésion les uns avec les autres ainsi qu'avec les plaques de parement (2). 25 5. Système d'isolation selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'enduit est au silicate ou à la silicone. 6. Système d'isolation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'isolant (1) est une laine minérale de masse volumique au plus égale à 50 kg/m3, de préférence comprise entre 7 et 40 30 kg/m3, de préférence une laine de verre. 7. Système d'isolation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'isolant (1) et le parement (2) sont supportés et maintenus par l'association - d'un ensemble de premières consoles (3) fixées à la paroi à isoler,- et de profilés (5) fixés aux premières consoles (3) et présentant une surface plane d'appui (52) des plaques de parement (2). Système d'isolation selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits profilés (5) sont fixés auxdites premières consoles (3) par l'intermédiaire 5 d'autant de secondes consoles (4). 9. Système d'isolation selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que lesdits profilés (5) sont en T ou en L dont - la partie de pied (51) est destinée à être mise en coïncidence avec une partie desdites premières consoles (3) ou secondes consoles (4), et 'o la partie de tête (52) constitue ladite surface plane d'appui desdites plaques de parement (2). 10. Système d'isolation selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que lesdites premières consoles (3) sont en matière plastique renforcée à faible combustibilité. 15 rPr ntinn aienrrnninuR i