Brevet FR2942830A1 — publié le 20100910

MATERIAU D'INSONORISATION La présente invention est dans le domaine technique des matériaux d'insonorisation, notamment en tant que sous-couche pour revêtement de sol, en particulier pour le carrelage. Il est connu de disposer sous les revêtements de sol une sous-couche insonorisante, afin de répondre aux normes en vigueur dans le domaine du bâtiment. Les exigences des usagers pour l'amélioration de l'isolation phonique de leurs lieux de vie sont en croissance. Les matériaux d'insonorisation proposés sont efficaces mais chers, lourds, volumineux à stocker et complexes à poser. Ces matériaux d'insonorisation ont pour fonction notamment de diminuer les bruits aériens, provoqués par les émissions musicales, les récepteurs de radio ou de télévision, et autres appareils électroménagers, et les bruits d'impact, provoqués par les pas (talon, etc.), ou les chocs sur le revêtement à insonoriser. Les matériaux d'isolation phonique doivent répondre aux niveaux d'insonorisation en vigueur dans le bâtiment, de l'ordre de 18 dB à 19 dB. On connaît des matériaux d'isolation phonique comportant une nappe nontissée liée à une couche de bitume qui se présentent sous la forme de plaques rigides. De tels matériaux sont décrits dans FR 2.651.010. Ces plaques sont donc proposées dans des dimensions limitées, par exemple de l'ordre de 50 cm x 50 cm, et présentent une masse surfacique élevée, de l'ordre de 11 kg/m2, ce qui complique le stockage, le transport et la pose. On connaît également une sous-couche, sous forme de mat fibreux, commercialisée en plaques rigides uniformes sous la marque CERMIPHONE� par la société CERMIX. Cette sous-couche présente l'avantage par rapport au matériau d'isolation phonique décrit dans le document FR 2.651.010 de présenter une masse surfacique faible de l'ordre de 1500 g/m2 mais possède une efficacité acoustique moindre de l'ordre de 17 dB (selon la norme NF EN ISO 140-8). Les matériaux d'insonorisation doivent répondre notamment aux essais décrits dans la norme NF P61-203 ainsi qu'aux tests suivants : - Poids, épaisseur et raideur dynamique selon la norme NF EN ISO 29052:1. - Variation d'épaisseur db-dc entre 50 kPa et 2 kPa selon la norme NF EN 12431. Cet essai est effectué sur une machine d'essai de compression. La variation de charge sur l'échantillon et la durée des étapes de compression sont déterminées par la norme. - Mesure de la réduction du niveau de bruit de choc pondéré OLw (NF EN ISO 140:8) et du bruit aérien Rw(C;Ctr) (NF EN ISO 140-3). Le but est d'obtenir une isolation au bruit de choc OLw supérieure ou égale à 18 dB. - Détermination du fluage en compression selon la norme NF 1606. L'essaie s'effectue sur 3 éprouvettes maintenues pendant 122 jours sous une charge de 5 kPa ou 10 kPa. La raideur dynamique est déterminée sous une charge de 4 Kg sur les éprouvettes soumises à l'essai de fluage avant et après l'essai. - Résistance à la déchirure au clou selon la norme NF EN 12310-1. - Résistance au poinçonnement NF EN 12430. La présente invention a pour objet un matériau d'insonorisation répondant pour le moins aux normes d'isolation phonique en vigueur dans le bâtiment décrites ci-dessus, ayant une masse surfacique faible et facile à poser. Le matériau d'insonorisation selon l'invention comprend des couches supérieure et inférieure rigides et une couche intermédiaire souple disposée entre et solidarisée auxdites couches supérieure et inférieure, lesdites couches supérieure, inférieure et intermédiaire étant formées à base de nontissés cardés et aiguilletés. Le matériau d'insonorisation est rigide puisqu'il peut subir une certaine flexion sans se déformer mais ne peut être enroulé sur lui-même en sorte d'être stocké sous forme de rouleaux. Le matériau d'insonorisation se présente ainsi sous forme d'une plaque. Cette rigidité est avantageuse pour faciliter la pose du revêtement de sol puisque l'épaisseur du matériau d'insonorisation est régulière même sous le poids appliqué par le revêtement de sol, notamment par le carrelage. De préférence, les couches supérieure et inférieure présentent des surfaces extérieures relativement lisses, c'est-à-dire avec peu de fibres libres se projetant de celles-ci, ce qui facilite l'application d'un mortier colle tout en procurant une bonne surface d'accroche du fait que les couches supérieure et inférieure sont à base de nontissés cardés et aiguilletés. De préférence, les couches supérieure et inférieure sont sensiblement identiques de sorte qu'il n'est pas nécessaire de les distinguer afin d'identifier la couche à orienter vers le béton et celle à poser orientée vers le revêtement extérieur de décoration. Les couches supérieure, inférieure et intermédiaire comprennent un mélange de fibres synthétiques, pleines et/ou creuses, éventuellement avec une frisure hélicoïdale, choisies parmi les familles de polymères suivantes : polyéthylène téréphtalate (polyester), polyamide, polypropylène, polyéthylène. Les fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale sont connues pour leurs excellentes propriétés d'isolation phonique. Les fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale ont une longueur allant 20 de 40 mm à 80 mm, de préférence allant de 50 mm à 70 mm. La rigidité des couches supérieure et inférieure peut être obtenue par ajout de fibres fusibles ou pulvérisation de charges dans lesdites couches suivi d'un traitement thermique en vue de la fusion desdites fibres ou charges. Les charges peuvent être par exemple des poudres choisies parmi le ou les 25 polymères suivants : polyéthylène téréphtalate (polyester), polyamide, polypropylène, polyéthylène. La proportion en poids de charges est déterminée de préférence dans les mêmes quantités que la proportion en poids de fibres fusibles dans les couches supérieure et inférieure. 30 Les couches supérieure et inférieure doivent être rigides en sorte de répondre à l'essentiel des performances mécaniques attendues pour un matériau d'insonorisation, lequel doit par ailleurs rester léger dans le cadre de la présente invention. Dans une variante, les couches supérieure et inférieure comprennent de 35 % en poids à 60 % en poids de fibres fusibles, de préférence du type coeur- manteau, lesdites fibres étant thermoliées et assurant la rigidité desdites couches. Les fibres fusibles ont une longueur allant de 40 mm à 80 mm, de préférence allant de 50 mm à 70 mm. Les couches supérieure et inférieure comprennent des fibres en polyester thermofusibles, de préférence du type coeur-manteau, le coeur étant formé d'un polymère ayant une température de fusion nettement supérieure à la température de fusion du polymère formant le manteau. Les fibres du type coeur-manteau améliorent la distribution des points de liaison dans l'épaisseur des couches supérieure et inférieure. Avantageusement, cette méthode de rigidification permet d'obtenir un matériau d'insonorisation suffisamment résistant et léger pour satisfaire aux performances mécaniques. Les couches supérieure et inférieure comprennent ainsi un mélange de fibres fusibles et de fibres non fusibles, notamment des fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale. La proportion en poids de fibres thermofusibles contenues dans les couches supérieure et inférieure permet d'ajuster la rigidité des couches supérieure et inférieure et de thermolier les fibres non fusibles ensemble, éventuellement avec le coeur non fusible des fibres fusibles du type coeur-manteau. La cohésion des couches supérieure et inférieure ainsi que leur résistance au fluage sont également améliorées. Les fibres non fusibles dans les couches supérieure et inférieure comprennent des fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale et des fibres pleines simples, de préférence en polyester et colorées. La proportion desdites fibres simples est inférieure à 30% en poids. Lesdites fibres ont une longueur allant de 40 mm à 80 mm, de préférence allant de 55 mm à 75 mm. Lesdites fibres permettent d'assurer une masse surfacique donnée, un volume donné et d'améliorer la résistance mécanique desdites couches supérieure et inférieure tout en abaissant leur coût. Elles se comportent telles des charges. Dans une variante, la couche supérieure, et éventuellement la couche inférieure, comprend plus de 10% en poids, de préférence plus de 30% en poids, de fibres traitées par un apprêt hydrophobe. Cette disposition permet de ralentir, voir empêcher la pénétration de la colle-mortier appliquée selon la couche supérieure, ou éventuellement la couche inférieure, lors de la pose du revêtement de sol, en particulier du carrelage. Une partie, voir la totalité des fibres non fusibles contenues dans la couche supérieure, et éventuellement la couche inférieure, est de préférence choisie en sorte d'être hydrophobe par nature, c'est le cas des fibres synthétiques. Leur caractère hydrophobe peut être amplifié par un traitement hydrophobe en sorte d'améliorer l'effet barrière de la couche supérieure, ou inférieure, au regard du mortier-colle. De préférence, la couche inférieure comporte également une proportion en poids de fibres traitées hydrophobes semblable à celle de la couche supérieure de sorte que l'opérateur lors de l'application de la colle-mortier n'ait pas à distinguer lesdites couches supérieure et inférieure du matériau d'insonorisation ce qui facilite la pose. De tels apprêts hydrophobes sont bien connus de l'état de la technique, et sont généralement réalisés par imprégnation desdites fibres d'une dispersion à base de silicone ou d'un polymère fluoré. Dans une variante, les couches supérieure et inférieure comprennent de 25 l'ordre de 20 % en poids à 50 % en poids de fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale. Les couches supérieure et inférieure assurent également une partie de la fonction d'isolation phonique, assurée pour l'essentiel par la couche intermédiaire. Dans une variante, la couche intermédiaire comprend au moins 90 % en poids, de préférence au moins 95 % en poids, de fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale. De préférence, la couche intermédiaire est préparée, avant d'être solidarisée aux couches supérieure et inférieure, en sorte d'être constituée de fibres synthétiques creuses ayant une frisure hélicoïdale, choisies parmi les polymères suivants : polyéthylène téréphtalate (polyester), polyamide, polypropylène, polyéthylène. Dans une variante, le matériau d'insonorisation a une épaisseur allant de 10 4 mm à 15 mm, de préférence comprise entre 6 mm et 12 mm. L'épaisseur des couches supérieure, inférieure et intermédiaire est comprise entre 1 mm et 6 mm, de préférence les couches supérieure et inférieure ont une épaisseur comprise entre 1 mm et 3 mm et la couche intermédiaire a une épaisseur comprise entre 3 mm et 5 mm. 15 De préférence, l'épaisseur des différentes couches du matériau d'insonorisation avant leur solidarisation est ajustable en faisant varier la densité de l'aiguilletage [nombre de coups/cm2] des différentes nappes de fibres cardées les constituant individuellement. Ainsi, les couches supérieure et inférieure étant destinées à former des couches rigides, peuvent recevoir une 20 densité d'aiguilletage plus importante que la couche intermédiaire. Il est important de pouvoir ajuster l'épaisseur du matériau d'insonorisation afin de correspondre aux dimensions du revêtement de sol et des pièces à insonoriser. Dans une variante, le matériau d'insonorisation présente une masse surfacique comprise entre 1000 g/m2 et 2000 g/m2, de préférence de l'ordre de 25 1500 g/m2. Le matériau d'insonorisation selon l'invention est léger et facile à poser. Cette masse surfacique est suffisante pour répondre aux cahiers des charges concernant les performances mécaniques et l'isolation phonique. Dans une variante, le matériau d'insonorisation est constitué des couches 30 supérieure, inférieure et intermédiaire et les couches supérieure et inférieure ont sensiblement la même composition de fibres cardées. Dans une variante, les couches supérieure, inférieure et intermédiaire sont assemblées par collage ou soudure ultra-sons. De préférence, la couche intermédiaire est constituée de fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale. Dans une variante, les couches supérieure, intermédiaire et inférieure sont assemblées par aiguilletage. Ce mode d'assemblage offre une bonne résistance au délaminage entre les couches et évite la formation de films rigides interposés entre chaque couche (obtenus par collage ou ultra-sons) néfastes pour les propriétés d'isolation phonique du matériau d'insonorisation. Dans une sous-variante, la couche intermédiaire comprend dans son épaisseur des fibres fusibles aiguilletées provenant des couches supérieure et inférieure, lesdites fibres étant thermoliées et assurant la solidarisation entre les couches. Le thermoliage renforce la solidarisation entre les couches supérieure, inférieure et intermédiaire. Lorsque les couches supérieure et inférieure comprennent des fibres fusibles, ces dernières se retrouvent dans la couche intermédiaire. La couche intermédiaire comprend ainsi en majorité des fibres synthétiques creuses ayant une frisure hélicoïdales thermoliées, éventuellement avec le coeur non fusible des fibres fusibles du type coeur-manteau. Les fibres fusibles aiguilletées lors de l'assemblage traversent ainsi les trois couches du matériau d'insonorisation et améliorent ses performances mécaniques lorsqu'elles sont thermoliées (résistance à la déchirure, résistance au poinçonnement,...). La présente invention a également pour objet selon un deuxième aspect, un procédé de fabrication d'un matériau d'insonorisation selon l'invention, notamment en tant que sous-couche pour revêtement de sol, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) superposer trois nappes de fibres cardées, de préférence pré- aiguilletées, en sorte de former un ensemble, dans lequel les nappes supérieure et inférieure comprennent de 35 % en poids à 60 % en poids de fibres fusibles et de 20 % en poids à 50 % en poids de fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale, et dans lequel la nappe intermédiaire comprend au moins 90 % en poids de fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale ; b) solidariser lesdites nappes par aiguilletage de l'ensemble en sorte que des fibres des nappes supérieure et inférieure traversent la nappe intermédiaire et débouchent dans la nappe qui leur est opposée ; c) thermolier l'ensemble à une température et pendant une durée déterminées en sorte d'obtenir la fusion des fibres fusibles dans les nappes supérieure et inférieure et dans la nappe intermédiaire et de former des couches supérieure et inférieure rigides et une couche intermédiaire souple. De préférence, avant d'être superposées, les nappes de fibres sont légèrement consolidées pour leur manipulation et ont leurs épaisseurs réduites par un ou plusieurs passages sur une aiguilleteuse simple frappe ou double frappe. La densité de la frappe attribuée [nombre de coups/cm2], le nombre d'aiguilles/cm2, le type d'aiguilles et la profondeur de pénétration de ces dernières sont autant de paramètres à faire varier pour ajuster la réduction d'épaisseur visée des nappes de fibres, en prenant en compte également la quantité (poids/m2) de fibres cardées et la consolidation visée. Cette étape, désignée dans la présente invention par le terme pré-aiguilletage, est requise pour le cas où le matériel de cardage ne comprend pas au moins trois entrées de carde différentes permettant de superposer les nappes de fibres cardées en continu. De préférence, la nappe intermédiaire comprend 100 % en poids de fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale. Le thermoliage diminue la tendance au fluage du matériau d'insonorisation. On entend par fluage la déformation progressive dudit matériau soumis à un effort constant. Le thermoliage peut être obtenu par passage de l'ensemble aiguilleté dans une enceinte chauffée pendant une période déterminée sans contrainte mécanique exercée sur ledit ensemble ou encore par passage sous une presse chauffante, ou des cylindres chauffants, cette dernière possibilité permettant de réduire davantage l'épaisseur du matériau d'insonorisation et devant être conduite en sorte que le matériau d'insonorisation thermolié conserve sa configuration sensiblement plane. Un matériau d'insonorisation ayant une configuration non plane complique voire rend impossible la pose de revêtement de sol. La présente invention a pour objet selon un troisième aspect un revêtement insonorisé comprenant un revêtement de sol et un matériau d'insonorisation selon l'une des variantes de réalisation décrites ci-dessus en tant que sous-couche, liée à la face inférieure dudit revêtement de sol, notamment par collage. La présente invention sera mieux comprise à la lecture d'un exemple de réalisation, cité à titre non limitatif, et illustré dans la figure 1 ci-après annexée à la présente, laquelle est une représentation schématique en coupe transversale d'un exemple de matériau d'insonorisation selon la présente invention. Le matériau d'insonorisation 1 comprend des couches supérieure 2 et inférieure 4, et une couche intermédiaire 3 souple disposée entre et solidarisée auxdites couches supérieure 2 et inférieure 4. Les couches supérieure 2 et inférieure 4 comprennent de 50 % à 60 % en poids de fibres thermofusibles, en particulier de fibres thermofusibles bicomposantes à base de polyester, du type coeur-manteau, le manteau ayant une température de fusion comprise entre 110°C et 190°C. Les fibres thermofusibles ont dans cet exemple précis un titrage allant de 2 dtex à 10 dtex. La couche intermédiaire 3 comprend plus de 95 % en poids de fibres à base de polyester creuses et ayant une frisure hélicoïdale, ayant un titrage allant de 2 dtex à 15 dtex. Les couches supérieure 2 et inférieure 4 comprennent de l'ordre de 20% en poids à 50% en poids de fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale en polyester identiques à celles utilisées pour la couche intermédiaire 3. Lesdites couches 2,4 comprennent également moins de 30 % en poids de fibres pleines en polyester colorés. Le poids de la couche intermédiaire 3 est comprise entre 300 g/m2 et 700 g/m2, et de préférence de l'ordre de 500 g/m2. Les couches supérieure 2 et inférieure 4 ont une masse surfacique de l'ordre de 500 g/m2. Le matériau d'insonorisation 1 présente ainsi un poids compris entre 1300 g/m2 et 1700 g/m2, de préférence de l'ordre de 1500 g/m2. Les couches 2,4 ont une épaisseur de l'ordre de 2,5 mm chacune, la couche 3 a une épaisseur de l'ordre de 4 mm en sorte de former un matériau d'insonorisation 1 ayant une épaisseur totale de l'ordre de 9 mm. Lors de la fabrication du matériau d'insonorisation 1, trois nappes de fibres cardées et pré-aiguilletées individuellement sont superposées puis aiguilletées ensemble, de préférence sur une aiguilleteuse double frappe donc selon les deux faces extérieures de l'ensemble, en sorte que des fibres des nappes supérieure et inférieure traversent la nappe intermédiaire et débouchent dans la nappe qui leur est opposée. On obtient ainsi des lignes de consolidation 5 entre les trois couches 2,3,4 correspondant à des fibres en partie thermofusibles s'étendant de part en part dans le matériau d'insonorisation 1. Les trois nappes aiguilletées sont ensuite thermoliées par passage dans une enceinte à une température et pendant une durée déterminées, de préférence à une température comprise entre 180°C et 240°C, en sorte d'obtenir la fusion des fibres fusibles dans les nappes supérieure et inférieure et dans la nappe intermédiaire et former lesdites couches supérieure 2 et inférieure 4 rigides et une couche intermédiaire 3 souple. Les couches supérieure 2 et inférieure 4 présentent une épaisseur inférieure à celle de la couche intermédiaire 3 car elles sont soumises directement à l'aiguilletage lors de l'assemblage des couches entre elles. Les couches supérieure 2 et inférieure 4 comprenant des fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale participent à la fonction d'isolation phonique du matériau d'insonorisation, laquelle fonction est assurée pour l'essentiel par la couche intermédiaire 3 comprenant une proportion en fibres creuses ayant une frisure hélicoïdales tendant vers 100% en poids puisqu'elles comprennent également des fibres fusibles thermoliées. La couche intermédiaire 3 souple permet donc d'absorber les bruits tandis que les couches supérieure 2 et inférieure 4 assurent l'essentiel des performances mécaniques requises par le cahier des charges. Le matériau d'insonorisation 1 offre d'excellentes propriétés d'isolation phonique puisque la mesure de la réduction du niveau de bruit de choc pondéré OLw, mesurée selon la norme NF EN ISO 140:8, est supérieure ou égale à 18 dB.10 REVENDICATIONS1. Matériau d'insonorisation (1), notamment sous-couche pour revêtement de sol, caractérisé en ce qu'il comprend des couches supérieure (2) et inférieure (4) rigides et une couche intermédiaire (3) souple disposée entre et solidarisée auxdites couches supérieure (2) et inférieure (4) et en ce que lesdites couches (2,3,4) sont à base de nontissés cardés et aiguilletés. 2. Matériau d'insonorisation (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couches supérieure (2) et inférieure (4) comprennent de 35 % en poids à 60 % en poids de fibres fusibles, de préférence du type coeur-manteau, lesdites fibres étant thermoliées et assurant la rigidité desdites couches (2,4). 3. Matériau d'insonorisation (1) selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les couches supérieure (2) et inférieure (4) comprennent de l'ordre de 20 % en poids à 50 % en poids de fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale. 4. Matériau d'insonorisation (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (3) comprend au moins 90 % en poids, de préférence au moins 95 % en poids, de fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale. 5. Matériau d'insonorisation (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche supérieure (2), et éventuellement la couche inférieure (4), comprend plus de 10% en poids, de préférence plus de 30% en poids, de fibres traitées par un apprêt hydrophobe. 6. Matériau d'insonorisation (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il présente une épaisseur allant de 4 mm à 15 mm, de 25 préférence comprise entre 6 mm et 12 mm. 7. Matériau d'insonorisation (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il présente une masse surfacique comprise entre 1000 g/m2 et 2000 g/m2, de préférence de l'ordre de 1500 g/m2. 8. Matériau d'insonorisation (1) selon l'une des revendications 1 à 7, 30 caractérisé en ce qu'il est constitué des couches supérieure (2), inférieure (4) etintermédiaire (3) et en ce que les couches supérieure (2) et inférieure (4) ont sensiblement la même composition de fibres cardées. 9. Matériau d'insonorisation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les couches supérieure, inférieure et intermédiaire sont assemblées 5 par collage ou soudure ultra-sons. 10. Matériau d'insonorisation (1) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les couches supérieure (2), intermédiaire (3) et inférieure (4) sont assemblées par aiguilletage. 11. Matériau d'insonorisation (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce 10 que la couche intermédiaire (3) comprend dans son épaisseur des fibres fusibles aiguilletées provenant des couches supérieure (2) et inférieure (4), lesdites fibres étant thermoliées et assurant la solidarisation entre les couches (2,3,4). 12. Procédé de fabrication d'un matériau d'insonorisation (1), notamment 15 sous-couche pour revêtement de sol, selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) superposer trois nappes de fibres cardées, de préférence pré-aiguilletées, en sorte de former un ensemble dans lequel les nappes supérieure et inférieure comprennent de 35 % en poids à 60 % en poids de fibres fusibles et de 20 0/0 20 en poids à 50 % en poids de fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale, et dans lequel la nappe intermédiaire comprend au moins 90 % en poids de fibres creuses ayant une frisure hélicoïdale ; b) solidariser lesdites nappes par aiguilletage de l'ensemble en sorte que des fibres des nappes supérieure et inférieure traversent la nappe intermédiaire et 25 débouchent dans la nappe qui leur est opposée ; c) thermolier l'ensemble à une température et pendant une durée déterminées en sorte d'obtenir la fusion des fibres fusibles dans les nappes supérieure et inférieure et dans la nappe intermédiaire et de former des couches supérieure (2) et inférieure (4) rigides et une couche intermédiaire (3) souple. 13. Revêtement insonorisé comprenant un revêtement de sol et un matériau d'insonorisation selon l'une des revendications 1 à 11 en tant que sous-couche, liée à la face inférieure dudit revêtement de sol, notamment par collage.