Brevet FR3010654A1 — publié le 20150320

SUPPORT POUR ECRAN DE SOUS TOITURE OU PARE-PLUIE ET PROCEDE DE FABRICATION DUDIT SUPPORT L'invention concerne un support pour écran de l'enveloppe d'un bâtiment, écran de sous toiture ou pare pluie. Un écran de sous-toiture (EST) est une feuille souple, située sous les petits éléments de couverture (ardoises, tuiles et bardeaux), constituant un complément aux fonctions des couvertures. Il participe à la protection de la charpente, de l'isolant et des locaux sous- jacents. Certains peuvent être appliqués directement au contact d'un isolant thermique en combles perdus, partiellement aménagés ou totalement aménagés, avant la mise en oeuvre de la couverture définitive. En pratique, les écrans de sous-toiture sont constitués d'une membrane déroulée sur la charpente support, sur l'isolant thermique ou le support continu ventilé afin de remplir plusieurs fonctions : - permettre la performance thermique optimale des isolants (réduction de la perméabilité à l'air grâce à la pose directe sur l'isolant d'écrans); - protéger les locaux sous-jacents contre la pénétration de neige poudreuse (récupération de la neige et évacuation des eaux de fonte vers l'égout), de poussière, de suie ainsi que d'intrusion d'insectes et d'oiseaux; - recueillir et conduire à l'égout les infiltrations d'eau accidentelles, en cas de concomitance exceptionnelle vent-pluie, de rupture ou déplacement d'un élément de couverture ou de condensation éventuelle sur la sous-face du matériau de couverture; - limiter le soulèvement des éléments de couverture discontinus sous l'effet du vent en réduisant phénomènes de pression/dépression subis par la toiture ; - permettre d'accéder aux pentes minimales de couverture plus faibles ; - favoriser la ventilation de la toiture pour éviter la condensation et maintenir la charpente au sec; - participer à la mise hors d'eau provisoire dans des conditions climatiques normales pour une durée de 8 jours maximale. Il existe 3 types d'EST : - Écrans de Sous-Toiture Respirants hautement perméable à la vapeur d'eau (HPV): Ils sont généralement fabriqués à partir de matières premières et dérivés de la pétrochimie et favorisent l'évacuation de la vapeur d'eau issue du bâtiment et de son activité. Grâce à leur forte perméance à la vapeur d'eau, ils peuvent-être mis au contact de l'isolant et permettent une fermeture totale au faitage. - Écrans de Sous-Toiture Non-Respirants: Il en existe deux types: les bitumineux ou synthétiques. Ces écrans ne laissent pas passer la vapeur d'eau. Il est donc nécessaire de ménager une lame d'air ventilée de 2 cm au minimum en sous-face de l'écran, depuis l'égout jusqu'au faîtage. - Écrans Réfléchissants: Ils peuvent être HPV ou non-HPV, bitumineux ou synthétique. En complément de l'isolation, ces écrans apportent un confort d'été sous les toits grâce à leur face réfléchissante. L'invention concerne plus particulièrement les EST respirant hautement perméables à la vapeur d'eau (HPV). Les EST font l'objet d'une homologation établie par le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB). Cette homologation est effectuée en fonction de 3 caractéristiques clés permettant de faire le lien entre les performances du produit et ses conditions de mises en oeuvre. Il s'agit : - de la résistance à la pénétration de l'eau (E) avec deux niveaux de classement El et E2, qui correspondent eux-mêmes respectivement aux classes Wi et W2 de la norme NF EN 13859-1, avec la norme NF EN 1928 Méthode A, - de la perméance à la vapeur d'eau exprimée en valeur Sd avec 3 niveaux de classement (Sdi à Sd3), de la norme NF EN 13859 - 1 avec la norme EN ISO 12572 - de la résistance mécanique mesurée en Traction associée à la déchirure au clou (TRi à TR3), de la norme NF EN 13859-1 avec la norme NF EN 12310-1 et NF EN 12311-1. Le pare-pluie est quant à lui mis en oeuvre sous le parement extérieur directement au contact de l'isolant thermique ou le panneau de contreventement. Le pare-pluie peut contribuer à améliorer l'étanchéité au vent de la construction isolée tout en protégeant des pénétrations d'eau. Un écran pare-pluie est un film synthétique souple destiné à protéger une paroi isolée. Il est mis en oeuvre sous le parement extérieur de la paroi, directement au contact de l'isolant thermique ou du panneau de contreventement. Le pare-pluie peut contribuer à améliorer l'étanchéité à l'air de la construction isolée tout en protégeant contre les agressions extérieures : pluie, vent, neige, poussière... Le pare-pluie remplit quatre fonctions principales, comparables à celles d'un écran de sous-toiture : - étanchéité de façade : il protège les parois extérieures et leur isolant contre les agressions extérieures (vent, pénétration de pluie, de neige poudreuse, de poussière...), le bardage n'étant pas nécessairement étanche à l'eau et au vent. - amélioration des performances thermiques : tout en étant un coupe-vent, il améliore l'étanchéité à l'air de la construction. Il limite les entrées d'air froid parasites, pouvant dégrader les performances thermiques de l'isolant. Cette fonction est de plus en plus importante aujourd'hui dans le cadre de la réglementation thermique; - protection contre l'humidité : il assure également l'évacuation d'éventuelles condensations, grâce à une lame d'air ventilée créée entre le pare-pluie et le bardage; - mise hors d'eau durant le chantier : il assure également la mise hors d'eau provisoire des parois durant le chantier, en attendant la pose du revêtement extérieur. En outre, le pare-pluie doit cependant laisser « respirer » la paroi, donc être perméable à la vapeur d'eau. Cette propriété « respirante » facilite le transfert vers l'extérieur de la vapeur d'eau éventuellement présente dans l'isolant et les bois de l'ossature. Il existe deux types de montage de pare pluie, respectivement la pose sous bardage à joints fermés et la pose sous bardage à claire-voie. La norme pour les pare-pluies est la NF EN 13859-2 qui liste l'ensemble des tests auxquels l'écran doit être soumis. Cette norme impose les mêmes tests que ceux précités pour les écrans de sous-toiture, à savoir résistance à la pénétration de l'eau (E), perméance à la vapeur d'eau (Sd), résistance mécanique (TR). Une autre caractéristique du pare pluie est également sa résistance à la pénétration de l'air (perméabilité à l'air) qui doit être inférieure à 0.1 m3/(m2.h) à 50 Pa suivant la norme NF EN 12114. Pour ces raisons, un support utilisable comme EST sera également utilisable comme pare pluie. Ces écrans étant fabriqués à partir de matières premières et dérivés de la pétrochimie, on a cherché à remplacer les films plastiques par des supports de fibres naturelles. Ainsi, le document W02008/110127 décrit un support utilisable pour les mêmes applications que celles de l'invention. Le support se présente sous la forme d'une nappe non tissée à base de fibres naturelles, en particulier de lin, intégrant une grille de verre, le tout ayant subi un traitement d'hydrophobisation. Plus précisément, le procédé consiste à fabriquer deux nappes puis à introduire une grille de verre entre les deux nappes. Les nappes subissent une opération d'aiguilletage avant d'être soumises à un liage chimique. Enfin, l'ensemble est traité par des composants hydrophobes. L'aiguilletage permet d'obtenir un entrelacement important des fibres à l'instar de ce qui est montré sur la figure 1 de ce document. Néanmoins, l'entrelacement crée irrémédiablement des pores qui facilitent la pénétration de l'eau. Un produit de ce type est par exemple l'EST commercialisé sous la marque FLAXLINE. Ce produit est homologué W2 et TR3, ce qui signifie que ses performance de résistance à la pénétration de l'eau ne sont pas optimales. Le document EP0837768A1 décrit un complexe multicouche déchirable contenant une grille prise en sandwich entre deux couches de fibres de cellulose. L'ensemble est imprégné d'un agent de résistance à l'eau du type par exemple acrylique et d' éventuellement, une résine fluorée. Le complexe est obtenu par lamination des 3 éléments. La déchirabilité est conférée par la forme de la grille. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de mettre au point un support alternatif à base de fibres naturelles qui présentent des performances améliorées par rapport aux produits de l'état de la technique, en particulier par rapport au critère de pénétration de l'eau. Le Demandeur a constaté qu'en utilisant en tant que résine résistante à l'eau, essentiellement une résine fluorée, on parvenait à des performances de pénétration à l'eau optimales du support. En d'autres termes, l'invention a pour objet un support multicouche pour écran de sous toiture ou pare-pluie comprenant une grille de renfort intercalée entre deux couches à base de fibres de cellulose traitées au moyen d'une résine résistante à l'eau. Le support se caractérise en ce que la résine résistante à l'eau est une résine fluorée, avantageusement un copolymère acrylique fluoré. Selon une caractéristique avantageuse, les couches à base de fibres de cellulose ont des pores d'une taille comprise entre 0.5 et 10 pm, avantageusement de l'ordre de 3 p.m. Dans un mode de réalisation particulier, les couches ont la même porosité. Selon l'invention, la résine représente avantageusement, pour chaque couche à base de fibres de cellulose entre 0.2 et 4% sec/sec de la couche à base de fibres de cellulose, avantageusement entre 0.25 et 0.5% sec/sec de la couche à base de fibres de cellulose. Avantageusement, la résine est appliquée à raison de 0.2 à 1.75 g/m2 en sec sur la couche à base de fibres de cellulose. Selon une autre caractéristique, les deux couches à base de fibres de cellulose sont identiques. De préférence, elles contiennent au moins 85% en poids, avantageusement 90% en poids d'un mélange de fibres de cellulose courtes et longues. En pratique, elles sont raffinées à un degré SR compris entre 40 et 50, avantageusement de l'ordre de 45° SR. Selon une autre caractéristique, les couches à base de fibres de cellulose ont un grammage compris entre 50 et 80 g/m2, avantageusement de l'ordre de 70 g/m2. Selon l'invention, les couches à base de fibres de cellulose ne sont pas calandrées. Les fibres de cellulose sont par exemple choisies dans le groupe comprenant les fibres d'eucalyptus, les fibres de résineux, les fibres de feuillus, avec traitement pâtes chimiques (cuisson KRAFT, cuisson Bisulfite, Cuisson soude), les pâtes mécaniques (thermomécanique et mécanique). Elles peuvent également être issues de fibres recyclées internes et / ou externes. La couche à base de fibres de cellulose peut par exemple avoir la composition suivante : - 40 à 58 % de fibres longues : USS (Unbleached Sulphate Softwood - Pâte Kraft écrue de résineux) - 24 à 36 % de fibres courtes: 24-36 % de BEK (pâte kraft blanchie d'eucalyptus) et 0 à 10 % de CTMP (pâte chimico-thermo mécanique de feuillus) - 4 à 35 % de cassés (formés de fibres longues et courtes) (5 à 10 % de rebus propres du produit (cassés internes) et 0 à 28 % de provenance extérieure (pâtes recyclées et/ou déchets externes) - 1,1 à 1,4 % d'amidon cationique - 0,3 à 1 % de talc - 0,1 à 0,35 % de CMC - carboxy methyl cellulose - 0.05 à 0.15 % de colorant - Complément à 100% constitué par de l'eau. La couche à base de fibres de cellulose ainsi obtenue est avantageusement traitée en surface au moyen de la composition suivante à raison de 0.2 à 1.75 g/m2 : - 0 à 2 % d'amidon natif enzymé - 0.3 à 0.5 % de résine fluorée Selon une caractéristique essentielle, le support contient une grille intercalée entre les deux couches à base de fibres de cellulose. Cette grille est avantageusement constituée de fils de verre. Elle est formée de 1 à 4, avantageusement 3 fils de verre de chaine par centimètre et de 1 à 4, avantageusement 3 fils de verre de trame par centimètre d'un poids chacun compris entre 50 et 80 tex, avantageusement entre 60-70 tex, de préférence, 68 tex (g/1000 m de fil). Le Demandeur a constaté que la résistance mécanique du support était améliorée lorsque la grille était fabriquée directement sur la couche à base de fibres de cellulose. Il semblerait en effet que l'ancrage de la grille entre les deux couches à base de fibres de cellulose dans ces conditions, soit meilleur. Pour permettre une bonne adhésion de la grille sur la couche à base de fibres de cellulose, la grille, avantageusement formée des fils de verre ci avant définis, contient un liant, par exemple une résine du type latex Styrène Butadiène Rubber (Latex SBR). En pratique le liant est appliquée à raison de 20 à 60 g/m2, avantageusement 30 à 40 g/m2. Dans un premier mode de réalisation, la grille est imprégnée de l'agent liant au moment de sa formation. Dans une seconde forme de réalisation, les fils sont préalablement traités individuellement avec l'agent liant. En pratique, la grille formée avantageusement de fils de verre ci avant définis et contenant l'agent liant, a un grammage compris entre 60 et 100 g/m2, de préférence entre 70 et 80 g/m2. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication du support multicouche précédemment décrit selon lequel : - dans une première étape, on forme une grille contenant avantageusement un agent liant sur une première couche à base de fibres de cellulose traitée au moyen d'une résine fluorée, - dans une seconde étape, on applique une seconde couche à base de fibres de cellulose traitée au moyen d'une résine fluorée directement sur le complexe formé par la première couche à base de fibres de cellulose et la grille. Selon l'invention, les première et seconde couches correspondent à des feuilles préalablement fabriquées. Ces feuilles sont préparées selon un procédé papetier classique. En particulier, elles sont traitées au moyen d'une résine fluorée, soit dans la masse, soit en surface. Selon une autre caractéristique, elles ne sont pas calandrées. L'invention et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple suivant sans que celui-ci ne soit limitatif. On fabrique une feuille à base de fibre de cellulose dont la composition est la suivante : - 40 à 58 % de fibres longues : USS (Unbleached Sulphate Softwood - Pâte Kraft écrue de résineux) - 24 à 36 % de fibres courtes: 24-36 % de BEK (pâte kraft blanchie d'eucalyptus) et 0 à 10 % de CTMP (pâte chimico-thermo mécanique de feuillus) - 4 à 35 % de cassés (5 à 10 % de rebus propres du produit et 0 à 28 % de provenance extérieure) - 1,2% d'amidon cationique - 0,6 % de talc - 0,18 % de CMC - carboxy methyl cellulose - 0.09% de colorant - Complément à 100% constitué par de l'eau 30 Raffinage à 45 °SR. La feuille ainsi obtenue est traitée en surface au moyen de la composition suivante à raison de 1 g/m2 en sec : 35 - 2 % d'amidon natif enzymé - 0,5 % de résine fluorée en sec. La feuille ne subit aucun calandrage. On fabrique ainsi deux bobines de grammage 70 g/m2. On déroule la première bobine sur laquelle on forme une grille de fils de verre. Les fils sont stockés sur des bobines et imprégnés d'un agent liant à raison de 40 g/m2 avant d'être appliqués sur la feuille. En pratique l'agent liant est un latex Styrène Butadiène Rubber (Latex SBR). La grille a un grammage de 41 g/m2 (hors agent liant), elle se compose de fil de verre de 68 tex (g/1000 m de fil) et est formée de 3 fils de verre de chaine par centimètre et de 3 fils de verre de trame par centimètre. Une fois la grille formée, on vient dérouler la seconde bobine sur le complexe formé par la première feuille et la grille. La seconde feuille adhère ainsi à la première par le biais de la grille imprégnée d'agent liant. Les tests suivants ont ensuite été conduits : 1/ Résistance à la pénétration de l'eau Le test a été réalisé selon ceux décrits dans la norme NF EN 13859-let principalement la norme NF EN 1928 méthode A. Pour l'essentiel, le support ne doit pas laisser passer de 25 l'eau pendant 2 heures sous 20 cms de hauteur de colonne d'eau. Le support peut donc être classé E1. 2/ Résistance à la déchirure au clou et à la traction 30 Le test a été réalisé selon ceux décrits dans la norme NF EN 13859-1 et dans la norme NF EN 12310-1 et NF EN 12311-1. Les valeurs obtenues pour la résistance à la déchirure au clou sont 225 N dans le sens marche (classification TR3) et 290 N dans le sens travers (classification TR3). 35 Les valeurs obtenues pour la résistance à la traction sont 1038 N/5cm dans le sens marche (classification TR3) et 1058 N/5cm dans le sens travers (classification TR3) Les résultats permettent de classer le support TR3. 20 3/ Perméance à la vapeur d'eau Nous avons mesuré la Perméabilité à la vapeur d'eau (PVE) en milieu tropical (38 °C et 90 % d'humidité) avec la méthode des coupelles (méthode gravimétrique) inspirée de la norme ISO 2528. Les valeurs obtenues sont de 2400 g/m2 par 24 h. Une table de corrélation entre la PVE et le caractère Sd nous a permis d'en déduire que le support de l'invention pouvait bénéficier de la classification Sdi suivant la norme EN ISO 12572. REVENDICATIONS1/ Support multicouche pour écran de sous toiture ou pare-pluie comprenant une grille de renfort intercalée entre deux couches à base de fibres de cellulose traitées au moyen d'une résine résistante à l'eau, caractérisé en ce que la résine résistante à l'eau est une résine fluorée. 2/ Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine fluorée représente, pour chaque couche, entre 0.2 et 4% sec/sec de la couche à base de fibres de cellulose, avantageusement entre 0.25 et 0.5% sec/sec de la couche à base de fibres de cellulose. 3/ Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couches à base de fibres de cellulose sont identiques. 4/ Support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches à base de fibres de cellulose ont des pores de taille comprise entre 0.5 pm et 10 pm, avantageusement de l'ordre de 3 pm. 5/ Support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches à base de fibres de cellulose contiennent au moins 85% en poids, avantageusement 90 % en poids d'un mélange de fibres de cellulose courtes et longues. 6/ Support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres de cellulose sont raffinées à un degré SR compris entre 40 et 50 avantageusement de l'ordre de 45° SR. 7/ Support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches à base de fibres de cellulose ont un grammage compris entre 50 et 80 g/m2, 30 avantageusement de l'ordre de 70 g/m2 8/ Support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la grille est une grille de verre. 35 9/ Support selon la revendication 8, caractérisé en ce que la grille est formée de 1 à 4, avantageusement 3 fils de verre de chaine par centimètre et de 1 à 4, avantageusement 3 fils de verre de trame par centimètre d'un poids chacun compris entre 50 et 80 tex, avantageusement entre 60-70 tex, de préférence, 68 tex (g/1000 m de fil).10/ Support selon la revendication 9, caractérisé en ce que la grille contient un liant appliqué à raison de 20 à 60 g/m2, avantageusement 30 à 40 g/m2. 11/ Support selon la revendication 10, caractérisé en ce que la grille contenant l'agent liant a un grammage compris entre 60 et 100 g/m2, de préférence entre 70 et 80 g/m2. 12/ Procédé de fabrication du support multicouche selon l'une des revendications précédentes selon lequel : - dans une première étape, on forme une grille sur une première couche à base de fibres de cellulose traitée au moyen d'une résine fluorée, - dans une seconde étape, on applique une seconde couche à base de fibres de cellulose traitée au moyen d'une résine fluorée directement sur le complexe formé par la première couche à base de fibres de cellulose et la grille.15