Brevet FR2960475A1 — publié le 20111202

La présente invention concerne une structure multicouche comportant au moins une première couche comprenant un premier film, et au moins une deuxième couche élastique comprenant un deuxième film élastique et jointe en plusieurs zones de jonction à la première couche, ces zones de jonction définissant une région de contact entre la première couche et la deuxième couche, la première couche et la deuxième couche hors de cette région de contact formant au moins une alvéole. On connaît des structures constituées de plusieurs couches, chaque couche étant un film élastique, par exemple un film polymère. Un exemple d'une telle structure est le papier à bulles, constitué par deux films polymères fixés entre eux en certaines zones de façon à former des alvéoles fermées. Chaque alvéole emprisonne donc un volume d'air, qui agit comme un coussinet amortisseur. Le papier à bulles peut ainsi être utilisé comme emballage pour des produits fragiles qui doivent être protégés durant leur transport. Un tel papier à bulles peut également être utilisé comme isolant thermique, car les volumes d'air emprisonnés dans les alvéoles forment des isolants thermiques. Une structure multicouches constituée d'un empilement de tels papiers à bulles fixés entre eux dans le sens de l'épaisseur constitue ainsi une barrière thermique dont l'efficacité est multipliée, chaque couche de papier à bulles agissant comme une barrière thermique supplémentaire. Dans certaines applications, il est souhaitable de pouvoir minimiser le volume d'une telle structure multicouche afin de faciliter son transport depuis le lieu de sa fabrication jusqu'au site où cette structure doit être utilisée comme isolant thermique. Cependant, une structure multicouches telle que décrite ci-dessus ne peut pas être transportée aisément car son volume est déterminé par celui des alvéoles fermées remplies d'air. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. L'invention vise à proposer une structure multicouches dont le volume puisse être diminué en vue de son transport, et qui puisse être déployée en recupérant son volume initial, tout en conservant de bonnes propriétés d'isolation thermique dans son état déployé. Ce but est atteint grâce au fait qu'au moins une alvéole de la structure multicouche présente au moins un trou débouchant sur l'extérieur. Grâce à ces dispositions, la structure peut être aplatie au niveau des alvéoles présentant un trou, puisque l'air est apte à sortir de l'alvéole par ce trou. Le volume de la structure peut ainsi être diminué lorsqu'on exerce un effort dessus, et la structure peut ensuite recouvrer sa forme initiale lorsque cet effort est interrompu, grâce à l'élasticité des matériaux composant les couches. Avantageusement, la région de contact entre la première couche et la deuxième couche comprend un ensemble de lignes continues croisées formant un réseau de telle sorte les parties de la première couche et de la deuxième couche séparées par ces lignes sont un ensemble d'alvéoles disjointes, chaque alvéole présentant au moins un trou débouchant sur l'extérieur. Par exemple, la totalité de l'espace entre la première couche et la deuxième couche est un ensemble de telles alvéoles disjointes. La totalité de l'espace entre la première couche et la deuxième couche constitue ainsi un isolant thermique, et la structure multicouches peut être entièrement aplatie par pression, puis recouvrer sa forme initiale grâce à l'élasticité des matériaux composant les couches. L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit, d'un mode de réalisation représenté à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective et en coupe d'une structure multicouches selon l'invention, la figure 2 est une vue en coupe d'une autre configuration d'une structure multicouches selon l'invention, la figure 3 est une vue en perspective et en coupe d'une autre configuration d'une structure multicouches selon l'invention. Dans la description qui suit les termes "intérieur" et "extérieur" indiquent, en référence à deux couches adjacentes quelconques, respectivement l'espace entre ces deux couches et la région à l'extérieur de ces deux couches. Certaines des couches (la ou les "deuxièmes" couches) sont élastiques, c'est-à-dire qu'elles sont constituées d'un matériau déformable apte à reprendre sa position initiale après déformation. Dans la description qui suit, chaque couche est constituée d'un film polymère. Cependant chacune, ou certaines des couches peuvent également être constituées d'un autre matériau, par exemple métallique. Par exemple, cet autre matériau peut être un matériau polymère à mémoire de forme, qui, s'il est déformé (alvéoles aplaties, voir ci-dessous) sous sa température de transition vitreuse, pourra reprendre sa forme initiale (alvéoles déployées, voir ci-dessous) lorsqu'il est chauffé au dessus de cette température de transition vitreuse et libre de contraintes. Chacune, ou certaines des couches, peuvent être également constituée de plusieurs films de matériaux différents. La figure 1 montre un exemple de structure bi-couches selon 15 l'invention. La première couche 10 est constituée d'un premier film polymère 13. Le film polymère 13 de la première couche 10 peut lui-même être constitué de plusieurs films polymères. Par exemple, le film polymère 13 est constitué d'un film de polyéthylène (PE) en sandwich entre deux films 20 de Surlyn® (fabriqué par Dupont de Nemours). On fixe sur la première couche 10, de façon connue, une deuxième couche 20 constituée d'un deuxième film polymère 23. Par exemple ce deuxième film 23 comprend du Nucrel® (fabriqué par Dupont de Nemours). 25 La fixation du deuxième film 23 sur le premier film 13 est effectuée en certaines zones de jonction sélectionnées de la surface du premier film 13. On appelle région de contact 30 la réunion de ces zones de jonction. La première couche 10 et la deuxième couche 20 hors de cette région de contact 30 définissent un espace 40 qui a une géométrie 30 variable selon la répartition des endroits de contact formant la région de contact 30. Dans tous les cas, cet espace 40 a, en au moins une partie, la forme d'une alvéole 42, c'est-à-dire qu'en cette partie, la première couche 10 et la deuxième couche 20 forment au repos une alvéole 42 occupant un certain volume, comme représenté sur la figure 1. Une couche est au 35 repos lorsqu'elle n'est pas contrainte. Par exemple, la région de contact 30 est configurée de telle sorte que la deuxième couche 20 est gondolée lorsque la première couche 10 est plane. En figure 1, la région de contact 30 entre la première couche 10 et la deuxième couche 20 est un ensemble de lignes continues croisées 38 formant un réseau de telle sorte qu'une partie ou la totalité de la première couche 10 et de la deuxième couche 20 forme un ensemble d'alvéoles 42 disjointes séparées par ces lignes, ces alvéoles 42 formant ainsi un damier, chaque alvéole 42 présentant au moins un trou 425 débouchant sur l'extérieur. Ces lignes continues 38 peuvent être courbes ou rectilignes. Par exemple, la première moitié de ces lignes 38 sont parallèles entre elles, l'autre moitié de ces lignes 38 étant parallèles entre elles et perpendiculaires aux lignes 38 de la première moitié, de telle sorte que les alvéoles 42 séparées par ces lignes 38 forment un damier rectangulaire, comme représenté sur la figure 1. Chacune des alvéoles 42 présente un trou 425. Ce trou peut être au travers de la première couche 10 ou de la deuxième couche 20. Avantageusement, la forme de l'alvéole maximise les propriétés d'élasticité de la deuxième couche 20. Par exemple, l'alvéole a une forme cylindrique à base circulaire ou hexagonale. La structure multicouche 1 selon l'invention peut également être composé d'une superposition quelconque d'ensembles formés chacun d'une première couche 10 et/ou d'une deuxième couche 20 tels que décrits ci-dessus. La deuxième couche 20 est alors en contact avec la première couche 10 de l'ensemble adjacent sur une région de contact inter-ensembles 60, comme illustré en figure 2. Dans ce cas, il est avantageux que la région de contact 30 d'un ensemble et la région de contact inter-ensembles 60 avec l'ensemble adjacent ne soient pas superposées, de façon à minimiser les ponts thermiques. Dans le cas où chacune des alvéoles 42 présentent un ou plusieurs trous 425 au travers des deuxièmes couches 20, les premières couches 10 35 sont également pourvues de trous, afin de permettre à l'air de s'échapper de l'espace entre la deuxième couche 20 d'un ensemble et la première couche 10 de l'ensemble adjacent. Avantageusement, les trous sont décalés entre deux ensembles adjacents, afin d'optimiser l'isolation thermique fournie par la structure multicouches 1. C'est-à-dire que les trous 425 d'une seconde couche 20 d'un ensemble inférieur débouchent dans l'espace entre cette seconde couche 20 et la première couche 10 de l'ensemble supérieur situé au dessus de cet ensemble inférieur, et qui est fixée sur cette seconde couche 20. L'air sortant de ces trous 425 communique alors avec l'extérieur par l'intermédiaire de trous dans la première couche 10 de l'ensemble supérieur, qui eux-mêmes communiquent avec des trous 425 dans la deuxième couche 20 de cet ensemble supérieur, et ainsi de suite jusqu'à la couche la plus supérieure de la structure 1, également munie de trous. Alternativement, l'espace entre la seconde couche 20 d'un premier ensemble et la première couche 10 du deuxième ensemble situé au dessus peut être ouvert et en communication avec l'extérieur par les bords latéraux de la structure 1, ce qui permet l'évacuation de l'air de cet espace. Selon une certaine configuration, chaque première couche 10 de l'ensemble supérieur est fixée sur le sommet des alvéoles 42 de la seconde couche 20 de l'ensemble inférieur, et les trous 425, qui sont situés sur ces sommets, traversent également la première couche 10 de l'ensemble supérieur. Ces trous 425 débouchent dans les alvéoles 42 de cet ensemble supérieur, dont les sommets sont percés de trous 425 qui traversent la première couche 10 de l'ensemble encore supérieur fixé sur cet ensemble supérieur par les sommets de ces alvéoles 42, et ainsi de suite. Cette configuration est représentée sur la figure 2. Ainsi, pour chaque trou traversant l'ensemble inférieur, il existe une série de trous situé sur le même axe selon l'épaisseur de la structure, chacun traversant un ensemble de la structure 1. De cette façon, une structure multicouches 1 peut être percée rapidement, en une seule opération, en étant placée dans une perforatrice qui perfore la structure sur toute son épaisseur (à l'exception éventuellement de la première couche de l'ensemble le plus inférieur). Dans les configurations décrites ci-dessus, la structure multicouches 1 peut être aplatie de façon à former une feuille mince, car l'air peut alors sortir des alvéoles 42 par les trous 425. Le volume total d'une structure multicouches 1 contenant un ou plusieurs ensembles formés de telles premières couches 10 et deuxièmes couches 20 peut ainsi être considérablement réduit pendant son transport. On note que dans ce cas il n'est pas nécessaire que les premières couches 10 soient élastiques, ou pas aussi élastiques que les deuxièmes couches. Elles peuvent être très rigides (déformation inférieure à 1%). Par exemple, dans les cas où toutes les couches sont sensiblement également élastiques, la structure multicouches 1, une fois aplatie, peut par exemple être enroulée sur elle-même pour former un rouleau. Une fois sur site, la structure multicouches 1 peut être libérée de contraintes et placée au repos, de façon à retrouver sa configuration initiale déployée. Cette configuration initiale est atteinte grâce à l'élasticité des deuxièmes films formant cette structure, qui tend à faire reprendre aux alvéoles 42 leur forme bombée initiale. La structure multicouches 1, une fois déployée, offre alors une isolation thermique optimale. Par exemple, une telle structure 1 peut être découpée à la taille adéquate, puis placée dans les espaces entre les chevrons sous une toiture d'habitation, de façon a améliorer l'isolation thermique de cette habitation. Si la structure 1 est suspendue par sa face supérieure, le poids des couches situées en dessous de cette face supérieure contribue, sous l'effet de la gravité, à faire reprendre à la structure 1 sa configuration déployée initiale. En effet, la gravité s'additionne alors à l'élasticité des couches de la structure 1. Les trous 425 peuvent être situés au sommet des alvéoles 42, au 30 travers de la deuxième couche 20. Avantageusement, le diamètre des trous 425 est inférieur à 1/10 (un dixième) de la dimension maximale des alvéoles 42. Ainsi, en position déployée, la circulation de l'air entrant/sortant des alvéoles est minimisée, ce qui améliore les propriétés d'isolation thermique de la structure 1. 35 Chaque alvéole 42 peut présenter plusieurs trous 425 répartis sur la première couche 10 et/ou sur la deuxième couche 20. Selon une autre configuration, la région de contact 30 comprend un ensemble de zones 38 disjointes de telle sorte que les parties de la première couche 10 et de la deuxième couche 20 entourant ces zones 38 forment un ensemble d'alvéoles 42 communiquant entre elles. Par exemple, la totalité de la région de contact 30 est formée de telles zones 38, comme représenté sur la figure 3. Dans ce cas, il est suffisant qu'une ou certaines seulement des alvéoles 42 soit munie d'un trou 425 communiquant avec l'extérieur. Ce ou ces trous 425 peuvent par exemple être situés dans les alvéoles 42 sur les bords latéraux de la structure. Dans le cas de structures formées de plus de deux couches, ces trous 425 peuvent alternativement communiquer avec d'autres trous sur d'autres couches, qui eux-mêmes communiquent au final avec l'extérieur. Une telle structure multicouches 1, contenant un ou plusieurs ensembles formés de telles premières couches 10 et deuxièmes couches 20, peut être aplatie durant son transport puis déployée comme expliqué ci-dessus. Avantageusement, le premier film 13 est un film polymère portant sur une première face un dépôt métallique, cette première face étant une face libre de ladite première couche 10, la deuxième couche 20 étant jointe à la première couche 10 sur la première face portant ce dépôt métallique. Par exemple, la première couche 10 est constituée d'un premier film polymère 13 portant sur une de ses faces, appelée première face, un dépôt métallique 50. Le film polymère 13 de la première couche 10 peut lui-même être constitué de plusieurs films polymères. Par exemple, le film polymère 13 est constitué d'un film de polyéthylène (PE) en sandwich entre deux films de Surlyn® (fabriqué par Dupont de Nemours). La deuxième couche 20 constituée d'un deuxième film polymère 23 est fixée sur la première face portant le dépôt métallique 50. Cette fixation est effectuée de façon connue en utilisant par exemple un deuxième film 23 comprenant du Nucrel® (fabriqué par Dupont de Nemours). Etant donné que la première face du premier film 10 portant le dépôt métallique 50 est en contact avec le volume d'air présent dans les alvéoles 42 entre la première couche 10 et la deuxième couche 20, ou, de façon équivalente, entre le premier film 10 et le deuxième film 20, et que cette face métallisée constitue la face du premier film 20 ayant la plus basse émissivité, le flux thermique au travers de ces alvéoles 42 est minimisé. Il en résulte une meilleure isolation thermique pour une structure multicouches 1 comprenant un ensemble formé de cette première couche 10 et de cette deuxième couche 20, comparé à une structure multicouches sans films à face métallisée. Dans tous les modes de réalisation ci-dessus, il est avantageux que la région de contact 30 formée par l'ensemble des endroits de contact entre la première couche 10 et la deuxième couche 20 ait une superficie très faible par rapport à la superficie totale de la surface du premier film 10 en regard du deuxième film 20. En effet, les endroits de contact agissent comme des ponts thermiques au travers de la structure multicouches. Une structure dans laquelle ces ponts thermiques sont minimisés est donc plus isolante thermiquement. Dans un ensemble composé d'une première couche 10 et d'une deuxième couche 20 telles que décrites ci-dessus, la région de contact 30 peut être formée d'une combinaison de lignes 38 et/ou de zones 38 de contact telles que décrites ci-dessus. Une structure multicouches 1 selon l'invention peut être formée en partie ou totalement d'une combinaison quelconque de tels ensembles. Chaque ensemble, outre une première couche et une deuxième couche, peut contenir des couches supplémentaires, élastiques ou non. D'un ensemble à l'autre, les premières couches et/ou les deuxièmes couches (et/ou les couches supplémentaires éventuelles) peuvent être similaires ou distinctes. La structure multicouche 1 selon l'invention peut également comprendre une superposition quelconque d'ensembles formés chacun d'une première couche 10 et/ou d'une deuxième couche 20 tels que décrits ci-dessus, et de troisièmes couches intercalées entre un ou plusieurs de ces ensembles. Une troisième couche comprend par exemple un troisième film polymère. Avantageusement, cette troisième couche est jointe en plusieurs zones de jonction à la deuxième couche 20 d'un premier ensemble, ces zones de jonction définissant une région de contact dont la surface est inférieure à la surface de cette deuxième couche 20, et cette troisième couche est également jointe en plusieurs zones de jonction à la première couche 10 d'un autre ensemble, ces zones de jonction définissant une région de contact dont la surface est inférieure à la surface de cette première couche 10. Cette troisième couche facilite ainsi l'assemblage entre deux ensembles adjacents. Les régions de contact sont par exemple une combinaison de lignes 38 et/ou de zones 38 telles que décrites ci- dessus. Au moins une partie des trous 425 peut être située au travers de cette troisième couche. Dans ce cas, il est avantageux que les trous 425 soient décalés entre deux ensembles adjacents, afin d'optimiser l'isolation thermique fournie par la structure multicouches 1. C'est-à-dire que les trous 425 d'une troisième couche débouchent dans l'espace entre cette troisième couche et la première couche 10 de l'ensemble supérieur situé au dessus de cette troisième couche, et qui est fixée sur cette troisième couche. L'air sortant de ces trous 425 communique alors avec l'extérieur par l'intermédiaire de trous dans la première couche 10 de l'ensemble supérieur, qui eux-mêmes communiquent avec des trous 425 dans la deuxième couche 20 et troisième couche de cet ensemble supérieur, et ainsi de suite jusqu'à la couche la plus supérieure de la structure 1, également munie de trous. Alternativement, l'espace immédiatement en dessous ou au-dessus d'une troisième couche peut être ouvert et en communication avec l'extérieur par les bords latéraux de la structure 1, ce qui permet l'évacuation de l'air de cet espace. REVENDICATIONS1. Structure multicouches (1) comportant au moins une première couche (10) comprenant un premier film (13), et au moins une deuxième couche (20) élastique comprenant un deuxième film (23) élastique, ladite deuxième couche (20) étant jointe en plusieurs zones de jonction à ladite première couche (10), ces zones de jonction définissant une région de contact (30) entre ladite première couche (10) et ladite deuxième couche (20), ladite première couche (10) et ladite deuxième couche (20) hors de cette région de contact (30) formant au moins une alvéole (42), ladite structure (1) étant caractérisée en ce que ladite au moins une alvéole (42) présente au moins un trou (425) débouchant sur l'extérieur. 2. Structure multicouches (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que ladite région de contact (30) comprend un ensemble de lignes (38) continues croisées formant un réseau de telle sorte que les parties de ladite première couche (10) et de ladite deuxième couche (20) séparées par ces lignes (38) forment un ensemble d'alvéoles (42) disjointes, chaque alvéole (42) présentant au moins un trou (425) débouchant sur l'extérieur. 3. Structure multicouches (1) selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que ladite région de contact (30) comprend un ensemble de zones (38) disjointes de telle sorte que les parties de ladite première couche (10) et de ladite deuxième couche (20) entourant ces zones (38) sont un ensemble d'alvéoles (42) communiquant entre elles. 4. Structure multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que au moins une partie desdits trous (425) est située au travers de ladite première couche (20). 5. Structure multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que au moins une partie desdits trous (425) est située au travers de ladite deuxième couche (20). 6. Structure multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite première couche (10) est élastique. 7. Structure multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ledit premier film (13) est un film polymère portant sur une première face un dépôt métallique, cettepremière face étant une face libre de ladite première couche (10), ladite deuxième couche (20) étant jointe à ladite première couche (10) sur ladite première face portant ledit dépôt métallique. 8. Structure multi-couche (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une troisième couche comprenant un troisième film polymère qui est jointe en plusieurs zones de jonction avec la deuxième couche (20), chaque zone de jonction définissant une région de contact dont la surface est inférieure à la surface de ladite deuxième couche (20). 9. Structure multicouches (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que au moins une partie desdits trous (425) est située au travers de ladite troisième couche.