Brevet FR2951992A1 — publié le 20110506

La présente invention concerne le domaine des panneaux composites de type sandwich comportant une âme centrale thermiquement isolante disposée entre deux plaques de recouvrement rigides. Le panneau selon la présente invention est destiné à être assemblé à d'autres panneaux afin de constituer notamment une paroi de couverture (façade ou toiture pour vérandas, balcons, terrasses, galeries ou autres), une paroi de remplissage, ou tout autre type de paroi. De telles parois sont généralement placées en extérieur, selon une direction verticale, horizontale ou inclinée et sont donc susceptibles d'être soumises à la pluie, à la grêle ou à toute agression extérieure générant du bruit, et notamment des bruits d'impact. Ces nuisances sonores, qu'elles soient dues à des impacts ou à des bruits environnants, sont transmises, au moins en partie, par les panneaux jusque dans l'espace intérieur délimité par ces panneaux. On connaît déjà, notamment par FR 2 834 738, des panneaux composites ayant des propriétés d'isolation phonique. Un but de la présente invention est de proposer un panneau composite de type sandwich thermiquement isolant et qui présente une isolation phonique améliorée. L'invention atteint son but par le fait que le panneau composite selon l'invention comprend : - un premier parement ; une couche de mousse de polyéthylène ; une couche de matériau lourd viscoélastique; une couche de matériau ayant une première raideur dynamique ; une première couche de matériau ayant une seconde raideur dynamique supérieure à la première raideur dynamique ; et un second parement. De préférence le premier parement est destiné à être tourné vers l'extérieur d'un local ou d'une pièce, tandis que le second parement est destine à être tourné vers l'intérieur dudit local ou pièce. De préférence, la couche de mousse de polyéthylène est disposée entre le premier parement et la couche de matériau lourd viscoélastique, les autres couches pouvant être positionnées à différents endroits dans le panneau, étant entendu que les parements sont toujours situés de part et d'autre de l'ensemble des couches. Selon un mode préféré de réalisation, le matériau ayant une première raideur dynamique est un matériau thermiquement isolant, tandis que matériau ayant une seconde raideur dynamique est également préférentiellement un matériau thermiquement isolant. La présence de la couche de mousse de polyéthylène associée à la couche de matériau viscoélastique lourd de manière à former un complexe est particulièrement avantageuse, notamment lorsque le panneau selon l'invention est utilisée en tant que panneau de toiture de véranda. En effet, grâce au contact de la mousse de polyéthylène avec le premier parement, le parement extérieur, il devient possible d'utiliser des coloris sombres en face extérieur du panneau tout en limitant les risques de décollement, notamment dus à la montée en température, en particulier pendant la période estivale. En outre, le polyéthylène permet avantageusement de baisser la température du plan de collage de l'interface premier parement/couches de matériau isolant et donc de réduire le risque de rupture du plan de collage. Qui plus est, la couche de matériau viscoélastique lourd, permet d'apporter un effet masse/ressort dont les inventeurs ont constaté qu'elle permet d'améliorer la performance acoustique du panneau. Par rapport à un panneau standard constitué de deux faces de tôles et d'une âme en polystyrène, fournit une performance impact pluie d'environ 71 dB(A), alors que le panneau selon l'invention, permet d'obtenir une performance impact pluie inférieure à 62 dB(A). Autrement dit, le panneau selon l'invention apporte environ 13 dB(A) par rapport à un panneau classique, étant entendu qu'une réduction de 3 dB(A) correspond à diviser par deux l'intensité acoustique. De préférence, la couche de mousse de polyéthylène et la couche de matériau viscoélastique lourd forment un complexe. Par ailleurs, le fait que la seconde raideur dynamique soit supérieure à la première raideur dynamique permet de réaliser un autre effet masse/ressort entre la couche de matériau ayant une première raideur dynamique et la couche de matériau ayant une seconde raideur dynamique. On précise que la raideur dynamique caractérise un ressort en dynamique : plus la raideur dynamique est faible, plus le ressort est souple, et similairement plus la raideur dynamique est forte, plus le ressort est raide. Par conséquent, selon l'invention, le « ressort » est la couche de matériau ayant une première raideur dynamique. Du reste, plus la première raideur dynamique est inférieure à la seconde raideur dynamique, plus la fréquence de résonance masse-ressort est basse et le filtrage important au dessus de cette fréquence de résonance. Avantageusement, au moins l'un des premier et second parements est réalisé en aluminium. De préférence, le premier parement est réalisé dans un matériau composite, tandis que le second parement est réalisé en aluminium. Dans une autre variante les premier et second parements sont tous les deux réalisés en aluminium. Des performances acoustiques particulièrement avantageuses ont été obtenues lorsque la couche de mousse de polyéthylène présente une épaisseur sensiblement comprise entre 1 et 5 mm. Ces performances sont encore améliorées lorsque la couche de mousse de polyéthylène est du type réticulé, et présente une densité sensiblement comprise entre 60 et 160 kg/m3. L'épaisseur de la couche de matériau lourd sera quant à elle préférentiellement choisie entre 1 et 6 mm. De préférence, la couche de matériau lourd présente une densité comprise entre 2 et 12 kg/m2. On précise que la masse lourde pourra par exemple être réalisée dans une matière viscoélastique de type EPDM/EVA, composée de caoutchouc, de charges minérales et d'huile paraffinique. Selon un premier mode de réalisation, la couche de matériau ayant une première raideur dynamique présente une épaisseur qui est sensiblement égale à l'épaisseur de la première couche de matériau ayant une seconde raideur dynamique. De préférence, l'épaisseur de la couche de matériau ayant une première raideur dynamique est comprise entre 20 et 40 mm. Dans ce premier mode de réalisation, on comprend que l'âme 35 comprend quatre couches. Dans une variante de ce premier mode de réalisation, la couche de matériau ayant une première raideur dynamique est disposée entre le second parement et la première couche ayant une seconde raideur dynamique. Avantageusement, l'épaisseur de la première couche de matériau ayant une seconde raideur dynamique est au moins égale à 150 % de l'épaisseur de la couche de matériau ayant une première raideur dynamique. Selon un deuxième mode de réalisation, le panneau composite comprend en outre une seconde couche de matériau ayant une seconde raideur dynamique, qui est disposée entre la couche de matériau lourd et la couche de matériau ayant une première raideur dynamique. De préférence, le matériau de cette seconde couche est le même que celui de la première couche précitée. Avantageusement, les première et seconde couches de matériau ayant une seconde raideur dynamique présentent sensiblement la même épaisseur, préférentiellement comprise entre 10 et 20 mm. Dans ce deuxième mode de réalisation, la couche de matériau ayant une première raideur dynamique présente une épaisseur sensiblement double de celle de l'une ou l'autre des première et seconde couches de matériau ayant une seconde raideur dynamique. La seconde couche de matériau ayant une seconde raideur dynamique permet de créer un phénomène masse-ressort-masse dont les inventeurs ont constaté qu'il permettait de fournir un panneau ayant des performances acoustiques encore meilleures que celles du premier mode de réalisation du panneau. Les inventeurs ont également constaté que pour ces épaisseurs, les performances acoustiques du panneau sont particulièrement avantageuses. Dans les deux modes de réalisation précités, le matériau ayant une première raideur dynamique est préférentiellement du polystyrène expansé, de préférence du type graphité-élastifié. Ce choix particulier permet d'améliorer encore les propriétés acoustiques du panneau. Par ailleurs, le matériau ayant une seconde raideur dynamique est préférentiellement du polystyrène extrudé. Quels que soient les matériaux choisis, il est préférentiel que le rapport entre la seconde raideur dynamique et la première raideur dynamique soit supérieur ou égal à dix, de préférence cent. L'invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit, de deux modes de réalisation indiqués à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe de la tranche d'un panneau selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une variante du panneau de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe de la tranche d'un panneau selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une variante du panneau de la figure 3 ; et - la figure 5 est une vue en coupe de la tranche d'un panneau selon une autre variante du panneau de la figure 1. Les panneaux composites illustrés ici sont de type sandwich, c'est- à-dire qu'ils sont formés par un empilement de différentes couches fixées les unes aux autres. Ils ont pour fonction de former une barrière acoustique afin d'améliorer le bien-être des occupants du local muni de tels panneaux. A l'aide des figures 1 et 2, on va tout d'abord décrire un premier mode de réalisation de l'invention. Le panneau composite 10 comprend tout d'abord un premier parement 12 réalisé en aluminium qui est destiné à être tourné vers l'extérieur. Le premier parement est réalisé en aluminium et présente une épaisseur el de 0,7mm. Au parement 12 est collé un complexe constitué d'une couche de mousse de polyéthylène 14 ayant une épaisseur e2 de l'ordre de 3 mm et d'une couche 16 de matériau lourd viscoélastique ayant une épaisseur d'environ 3,5 mm et une densité d'environ 7 kg/m2. On précise que la mousse de polyéthylène et le matériau lourd viscoélastique se présentent sous la forme d'un complexe. On précise également que la couche de mousse de polyéthylène 14 est immédiatement collée au premier parement 12. En outre, le panneau 10 comporte en outre une couche 18 de polystyrène expansé du type graphité-elastifié qui est juxtaposée à la couche de matériau lourd. Cette couche 18 de polystyrène expansé présente une épaisseur e3 d'environ 30 mm et une première raideur dynamique de l'ordre de 10 à 15 MN/m3. La couche 18 de polystyrène expansé est collée à une couche de polystyrène extrudé qui présente une épaisseur e4 d'environ 30 mm. Le polystyrène expansé présente une seconde raideur dynamique qui est environ cent fois plus importante que la raideur dynamique du polystyrène expansé précité. Enfin, comme on le voit sur la figure 1, la couche de polystyrène extrudé est collée à un second parement, le parement intérieur. Il est également réalisé en aluminium et présente une épaisseur de l'ordre de 0,7 mm. La figure 2 illustre un panneau 10' qui est une variante du panneau 10 de la figure 1. Il se distingue par le fait que le premier parement 12 (parement extérieur) en aluminium est remplacé par un parement composite 12' présentant une épaisseur e'1 de l'ordre de 3 mm. Les tests réalisés sur le panneau 10 du premier mode de réalisation montrent qu'il présente une performance acoustique impact pluie comprise entre 59 et 60 dB(A). A l'aide des figures 3 et 4, on va maintenant décrire un deuxième mode de réalisation du panneau composite 100 selon l'invention. Le panneau 100 comporte un parement extérieur 102 en aluminium, similaire au premier parement 12 du panneau 10 décrit précédemment. Il comporte en outre un complexe 104/106 constitué par de la mousse de polyéthylène et une masse lourde viscoélastique, ce complexe étant fixé au parement extérieur 102 comme dans le panneau 10 du premier mode de réalisation. En se référant à la figure 3, on comprend que le panneau composite 100 comporte en outre une première couche de polystyrène extrudé 108 qui est fixée à la couche 106 de matériau lourd. Cette couche de polystyrène extrudé 108 présente une épaisseur e5 de l'ordre de 15 mm. On précise également qu'il s'agit dans cet exemple du même polystyrène extrudé que celui qui a été utilisé dans le panneau 10 décrit ci-dessus. La première couche de polystyrène extrudé est collée à une couche de polystyrène expansé 110 qui présente une épaisseur e6 d'environ 30 mm, donc le double de l'épaisseur e5. Sauf pour ce qui concerne son épaisseur, le polystyrène expansé utilisé ici est identique à celui utilisé dans le premier mode de réalisation. Le panneau composite 100 comporte en outre une seconde couche de polystyrène extrudé 112 qui est collée à la couche de polystyrène expansé 110. Cette seconde couche 112 présente une épaisseur e7 d'environ 15 mm, c'est-à-dire sensiblement identique à l'épaisseur e5 de la première couche de polystyrène extrudé. Enfin, le panneau composite 100 comprend également un parement intérieur 114 en aluminium dont l'épaisseur est d'environ 0,7 mm, ce parement intérieur étant collé à la seconde couche de polystyrène extrudé 112. La figure 4 illustre quant à elle une variante du panneau composite 100 de la figure 3. Le panneau 100' qui y est représenté diffère du panneau composite 100 en ce que le parement extérieur 102' est constitué par une plaque composite d'épaisseur e'1 d'environ 3 mm et non pas par une plaque d'aluminium. Les tests acoustiques réalisés sur le panneau composite du deuxième mode de réalisation montrent qu'il présente une performance acoustique impact pluie inférieure à 58 dB(A), ce qui est légèrement mieux que les performances du panneau composite 10 du premier mode de réalisation. A l'aide de la figure 5, on va décrire une variante du premier mode de réalisation du panneau de l'invention. Le panneau 200 de la figure 5 se distingue du panneau 10 de la figure 1 en ce que la couche 208 de matériau ayant une première raideur dynamique, en l'espèce du polystyrène expansé élastifié, est disposée entre le second parement 212 et la première couche 210 de matériau ayant une seconde raideur dynamique, en l'espèce du polystyrène extrudé. Dans l'exemple de la figure 5, l'épaisseur e1O de la couche de polystyrène extrudé 210 (30 mm) est sensiblement égale au double de l'épaisseur eh de la couche de polystyrène expansé élastifié (15 mm). Par ailleurs, on constate que la couche de polystyrène extrudé 210 est collée au complexe formé de la couche de mousse de polyéthylène et la couche de matériau lourd viscolélastique 206. REVENDICATIONS1. Panneau composite (10,10',100,100',200) de type sandwich caractérisé en ce qu'il comprend: - un premier parement (12,12',102,102',202); - une couche de mousse de polyéthylène (14,104,204) ; - une couche de matériau lourd viscoélastique (16,106,206); - une couche de matériau (18,110,208) ayant une première raideur dynamique ; - une première couche de matériau (20) ayant une seconde raideur dynamique supérieure à la première raideur dynamique ; et - un second parement (22,114,212). 15 2. Panneau composite selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'un des premier et second parements (12,12',102,102' ; 22,114,202,212) est réalisé en aluminium. 3. Panneau composite selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce 20 que le premier parement (12,12',102,102',202) est réalisé dans un matériau composite. 4. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche de mousse de polyéthylène 25 (14,104) présente une épaisseur (el) sensiblement comprise entre 1 et 5 mm. 5. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche de mousse de polyéthylène 30 (14,104) est du type réticulé, et présente une densité sensiblement comprise entre 60 et 160 kg/m3. 6. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche de matériau lourd (16,106) 35 présente une épaisseur (e2) comprise entre 1 et 6 mm. 10 7. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la couche de matériau lourd (16,106) présente une densité comprise entre 2 et 12 kg/m2. 8. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la couche de matériau (18) ayant une première raideur dynamique présente une épaisseur (e3) qui est sensiblement égale à l'épaisseur (e4) de la première couche de matériau (20) ayant une seconde raideur dynamique. 9. Panneau composite selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'épaisseur (e4) de la couche de matériau (18) ayant une première raideur dynamique est comprise entre 20 et 40 mm. 10. Panneau composite (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la première couche de matériau ayant une seconde raideur dynamique (20) est disposée entre la couche ayant une première raideur dynamique (18) et le second parement (22). 11. Panneau composite (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la couche de matériau ayant une première raideur dynamique (208) est disposée entre la première couche de matériau ayant une seconde raideur dynamique (210) et le second parement (212). 12. Panneau composite selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'épaisseur (e10) de la première couche de matériau ayant une seconde raideur dynamique (210) est au moins égale à 150 % de l'épaisseur (eh) de la couche de matériau ayant une première raideur dynamique (208). 13. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde couche de matériau (108) ayant une seconde raideur dynamique, qui estdisposée entre la couche de matériau lourd (106) et la couche de matériau (110) ayant une première raideur dynamique. 14. Panneau composite selon la revendication 13, caractérisé en ce que les première et seconde couches de matériau (108,112) ayant une seconde raideur dynamique présentent sensiblement la même épaisseur. 15. Panneau composite selon la revendication 14, caractérisé en ce que les première et seconde couches de matériau ayant une seconde raideur dynamique présentent une épaisseur (e5,e7) sensiblement comprise entre 10 et 20 mm. 16. Panneau composite selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que la couche de matériau (110) ayant une première raideur dynamique présente une épaisseur sensiblement double de celle de l'une ou l'autre des première et seconde couches de matériau ayant une seconde raideur dynamique. 17. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le matériau ayant une première raideur dynamique est du polystyrène expansé. 18. Panneau composite selon la revendication 17, caractérisé en ce que le polystyrène expansé est du type graphité-élastifié. 19. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le matériau ayant une seconde raideur dynamique est du polystyrène extrudé. 20. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que le rapport entre la seconde raideur dynamique et la première raideur dynamique est supérieur ou égal à dix.30