Brevet FR3075195A1 — publié le 20190621

ENDUIT POUR ABSORPTION ACOUSTIQUE L'invention se rapporte au domaine des enduits ayant des proprietes d'absorption acoustique. Elle concerne plus particulierement des enduits interieurs ou exterieurs (par exemple des enduits de facade), a base de liant mineral et de granulats, ayant la capacite d'absorber le son, et donc utilises pour la correction acoustique. Deposes en couches epaisses de quelques millimetres ou dizaines de millimetres sur des parois ou elements de paroi, les enduits ont une fonction d'impermeabilisation et/ou de finition esthetique desdites parois, qu'elles soient exterieures ou interieures aux batiments. On connait des enduits a proprietes d'absorption acoustique, obtenus en utilisant de fortes teneurs en granulats poreux, donc legers, dont la masse volumique est inferieure a 700 kg/m3. Des enduits acoustiques ont egalement ete obtenus a partir de mousses de ciment a tres grande parasite, a l'aide de procedes mettant en oeuvre la formation d'une mousse aqueuse puis l'incorporation de ciment et de granulats dans cette mousse. Ces differents enduits sont toutefois faibles mecaniquement, au sens ou ils presentent de faibles resistances a la compression, et leur coat de fabrication est eleve. Un but de l'invention est de fournir des enduits ayant a la fois de bonnes proprietes d'absorption acoustique et de bonnes proprietes mecaniques, notamment en termes de resistance a la compression. Un autre but de l'invention est de proposer des enduits peu coateux a fabriquer. 2 Ces buts sont atteints grace a un enduit, notamment destine a la correction acoustique, comprenant : - au moms un liant mineral, - des granulats, dont : 5 o des granulats legers, dont la masse volumique est d'au plus 700 kg/m3, en une teneur d'au plus 20% en poids par rapport au poids de l'enduit, o des granulats lourds, dont la masse volumique est d'au moms 1500 kg/m3, en une teneur d'au moms 10 50% en poids par rapport au poids de l'enduit, la fraction massique des granulats ayant une taille d'au moms 0,5 mm etant d'au moms 40%, ledit enduit presentant une masse volumique allant de 700 a 1200 kg/m3 et une resistivite a l'ecoulement de l'air 15 allant de 1.104 N.s.m 4 a 5.105 N.s.m 4. L'invention a egalement pour objet une composition de mortier sec pret a gacher, apte a former apres gachage et durcissement un enduit selon l'invention, ladite composition comprenant : 20 - au moms un liant mineral, - des granulats, dont : o des granulats legers, dont la masse volumique est d'au plus 700 kg/m3, en une teneur d'au plus 20% en poids par rapport au poids de la composition, 25 o des granulats lourds, dont la masse volumique est d'au moms 1500 kg/m3, en une teneur d'au moms 50% en poids par rapport au poids de la composition, la fraction massique des granulats ayant une 30 taille d'au moms 0,5 mm etant d'au moms 40%, - au moms un agent entraineur d'air de type tensioactif, - au moms un agent viscosant. 3 Les inventeurs ont pu mettre en evidence qu'un choix particulier des constituants de l'enduit et de la composition de mortier, et des teneurs respectives de ces constituants, permettait d'obtenir des microstructures 5 presentant de larges pores interconnectes, se traduisant par une resistivite a l'ecoulement de l'air adequate conduisant a une bonne absorption acoustique. Une resistivite a l'ecoulement de l'air plus elevee ou plus basse conduirait a une diminution de l'absorption 10 acoustique. Il devient ainsi possible d'atteindre de bonnes proprietes acoustiques pour des enduits ayant une masse volumique compatible avec une bonne resistance a la compression. Le liant mineral est de preference un liant 15 hydraulique ou aerien, de preference hydraulique. Un liant hydraulique est un liant capable de durcir par reaction avec l'eau, donc par mise en oeuvre de reactions d'hydratation tandis qu'un liant aerien est un liant capable de durcir par reaction avec l'air, notamment par 20 reaction de carbonatation. Au moms un liant mineral est de preference choisi parmi : - les ciments Portland, les ciments alumineux, les ciments sulfoalumineux, les ciments belitiques, les 25 laitiers de haut fourneau, les ciments phosphomagnesiens, les ciments de mélange pouzzolaniques comprenant eventuellement des cendres volantes, des fumees de silice, du calcaire, du schiste calcine et/ou des pouzzolanes naturelles ou 30 calcinees, seuls ou en mélange, et/ou, - une source de sulfate de calcium choisie parmi le platre ou hemihydrate, le gypse et/ou l'anhydrite, et/ou 4 - de la chaux aerienne ou hydraulique, naturelle ou artificielle. On entend par granulats lourds au sens de la presente invention des granulats dont la masse volumique 5 est superieure a 1500 kg/m3. La masse volumique des granulats lourds est de preference comprise entre 2000 et 3000 kg/m3, notamment entre 2200 et 2700 kg/m3. Les granulats lourds sont des constituants souvent mineraux, inertes, qui sont selon leur taille qualifies de sables ou 10 de fillers, notamment au sens de la norme NF P 18-541. De preference, l'enduit selon l'invention comprend des sables et des fillers. Les granulats lourds sont de preference choisis parmi les sables de quartz, les sables de calcaire, les 15 sables siliceux et leurs mélanges. La teneur en granulats lourds par rapport au poids de l'enduit ou de la composition de mortier est de preference comprise dans un domaine allant de 55% a 80%, notamment de 60 a 75%. On entend par granulats legers au sens de la 20 presente invention des granulats dont la masse volumique est d'au plus 700 kg/m3. La masse volumique des granulats legers est de preference comprise entre 400 et 650 kg/m3, notamment entre 500 et 600 kg/m3. Les granulats legers sont de preference choisis 25 parmi la perlite, la vermiculite, les billes de verre expanse, les microspheres creuses de verre, les cenospheres, les silicates expanses, les aerogels, les billes de polystyrene expanse, le liege et leurs mélanges. La presence de granulats legers s'est revelee 30 necessaire pour atteindre de bonnes performances en termes d'absorption acoustique. Une trop grande teneur en granulats legers est toutefois nefaste a l'obtention de bonnes proprietes mecaniques de l'enduit. La teneur en 5 granulats legers est de preference d'au plus 15%, notamment 12% et meme 10% en poids par rapport au poids de l'enduit ou de la composition de mortier. Elle est avantageusement d'au moms 4%, notamment 6%, et meme 8% en poids. 5 La presence dans l'enduit ou la composition de mortier de granulats « intermediaires », d'une masse volumique superieure a 700 kg/m3 et inferieure a 1500 kg/m3 est possible, par exemple en des teneurs inferieures a 10% en poids, notamment 5% par rapport au poids de l'enduit ou 10 de la composition de mortier. De preference, l'enduit ou la composition de mortier ne contient pas de granulats intermediaires. La fraction massique des granulats ayant une taille d'au moms 0,5 mm est d'au moms 40%, de preference 50%, 15 voire meme 60%. De preference, au moms 40%, notamment 50%, voire 60% en poids des granulats ont une taille comprise entre 0,5 et 3,15 mm, notamment entre 0,5 et 2,5 mm, et meme entre 0,5 et 2 mm. Par « taille » des granulats on entend le diametre equivalent determine par tamisage a sec. 20 Ainsi, la fraction massique de granulats ayant une taille d'au moms 0,5 mm correspond au pourcentage massique de granulats retenus sur un tamis ayant une ouverture de 0,5 mm. Afin d'obtenir les proprietes acoustiques desirees, 25 it s'est en effet revele necessaire d'avoir une proportion minimale de granulats d'un diametre d'au moms 0,5 mm. Une trop grande proportion de granulats tres fins conduit a une microstructure dont les pores sont de faible diametre. Une trop grande proportion de granulats tres gros conduit quant 30 a elle a une esthetique inappropriee dans le cas d'un enduit de finition. De preference, la teneur totale en granulats est comprise entre 60 et 90%, notamment 70 et 85% en poids et/ou la teneur totale en liant mineral est comprise entre 6 10 et 40%, notamment 15 et 30% en poids par rapport au poids de l'enduit ou de la composition de mortier. Le rapport ponderal entre la teneur totale en granulats et la teneur totale en liant mineral est avantageusement d'au 5 moms 2, notamment 3. La masse volumique de l'enduit va de preference de 800 a 1100 kg/m3, notamment de 850 a 1000 kg/m3. Les enduits de faible masse volumique presentent generalement de mauvaises proprietes mecaniques, notamment en 10 compression, tandis que les enduits tres denses sont souvent de mauvais absorbants acoustiques. L'invention permet toutefois d'atteindre des proprietes acoustiques equivalentes a celles obtenues jusqu'alors pour des enduits de plus faible masse volumique. 15 La resistivite a l'ecoulement de l'air de l'enduit selon l'invention est de preference comprise dans un domaine allant de 2.104 N. s .m 4 a 2.105 N. s .m 4, notamment de 3.104 N.s.m4 a 1.105 N.s.m4 La resistivite a l'ecoulement de l'air est mesuree selon la norme ISO 9053 :1991 comme 20 decrit plus en detail dans la suite du texte. L'enduit est de preference choisi parmi les enduits interieurs deposes sur murs, cloisons et/ou plafonds et les enduits exterieurs, notamment de facade. L'enduit peut par exemple etre depose sous forme 25 d'une couche de 1 a 3 cm directement sur un mur, par exemple sur un mur maconne, eventuellement prealablement revetu d'un premier enduit, aussi bien en interieur qu'en exterieur, ou sur un parement interieur, par exemple des plaques de platre. 30 L'enduit peut aussi etre depose sous forme d'une couche de 1 a 7 mm directement sur un materiau absorbant acoustique, notamment de la laine minerale, que ce soit en 7 interieur ou en exterieur (par exemple dans un systeme d'isolation thermique par l'exterieur). La composition de mortier sec selon l'invention comprend au moms un agent entraineur d'air de type 5 tensioactif. L'agent entraineur d'air est de preference choisi parmi les acides gras organiques, les composes sulfates, les composes sultanates et/ou les resines naturelles du bois. La teneur totale en agent entraineur d'air est de preference comprise entre 0,005 et 0,1%, 10 notamment entre 0,01 et 0,05% par rapport au poids de la composition de mortier sec. L'agent viscosant permet d'ameliorer la tenue du materiau frais de la phase de gachage a la phase d'application. L'agent viscosant est de preference choisi 15 parmi les alcools polyvinyliques, les ethers d'amidon, les ethers de cellulose, les ethers de guar ou les argiles telles que la bentonite. La teneur totale en agent viscosant est de preference comprise entre 0,01 et 1%, notamment entre 0,03 et 0,5%, voire entre 0,05 et 0,2% par 20 rapport au poids de la composition de mortier sec. L'enduit ou la composition de mortier peut egalement comprendre des adjuvants tels que des plastifiants (par exemple des produits a base d'acides polycarboxyliques et de preference d'ethers polycarboxyliques, des 25 lignosulphonates, des polynaphtalenes sulphonates, des superplastifiants a base de melamines, des polyacrylates et/ou des copolymeres vinyliques), des polymeres, notamment sous forme de poudre redispersable, des agents hydrophobes et/ou des inhibiteurs de corrosion. La teneur en adjuvants 30 est typiquement inferieure ou egale a 15%, notamment 10%, par exemple entre 1 et 8%, du poids total de l'enduit ou de la composition de mortier. L'invention a egalement pour objet un procede de preparation d'un enduit selon l'invention, dans lequel on 8 mélange la composition de mortier sec selon l'invention avec de l' eau de gachage dans un melangeur pour former un mortier humide, puis l'on depose ledit mortier humide sur le substrat a enduire. Le rapport ponderal eau sur mortier 5 sec est de preference compris dans un domaine allant de 0,1 a 1, notamment de 0,1 a 0,5. Le procede selon la presente invention peut etre mis en oeuvre avec une machine a mortier a gachage discontinu, dans lequel une quantite definie de pate est gachee puis 10 projetee. Il s'agit de machines utilisees de facon classique, comme par exemple les machines de projection Putzmeister SP11. Il peut egalement etre mise en oeuvre de facon continue, par exemple avec une machine a mortier de type Mtec M330. Le procede selon la presente invention peut 15 egalement etre mis en oeuvre manuellement a l'aide d'une truelle. Une fois le mortier appliqué sur le substrat, il peut-etre surface a l'aide d'une regle a enduire disposee a 90° du mur. Un autre objet de l'invention est l'utilisation de 20 l'enduit precite pour absorber les sons. Dans le cas d'un enduit interieur, qu'il soit en mur ou en plafond, le but est d'ajuster la correction acoustique a l'interieur de la piece, notamment en diminuant le volume sonore et en reduisant le temps de 25 reverberation (afin par exemple d'ameliorer l'intelligibilite ou d'obtenir une ambiance plus « feutree ») dans la piece. Dans le cas d'un enduit exterieur, il s'agit alors d'absorber les sons emis dans la ville, notamment par les vehicules a moteur, afin de 30 diminuer le niveau sonore dans les rues et donc de reduire la pollution sonore des villes. Les exemples qui suivent illustrent l'invention de maniere non limitative. 9 Plusieurs compositions de mortier sec, comparatives et selon l'invention, ont ete preparees, puis gachees avec de l'eau pour former un enduit. La quantite d'eau de gachage a ete reglee afin d'obtenir la meme viscosite de 5 pate pour tous les exemples. Le verre expanse ayant tendance a absorber l'eau, it s'est revels necessaire d'employer plus d'eau de gachage. Les proprietes de l'enduit (masse volumique, resistivite a l'ecoulement de l'air, resistance a la 10 compression, facteur d'absorption acoustique) ont ensuite ete mesurees apres 28 jours de durcissement. La resistivite a l'ecoulement de l'air a ete mesuree selon la norme ISO 9053 :1991 (methode A) avec une vitesse d'ecoulement de l'air de 0,5 mm/s. 15 La resistance a la compression a ete mesuree sur des eprouvettes cubiques de 4 cm de cote, avec une vitesse de deplacement de 5 ram/min. Pour chaque exemple, le resultat est une moyenne de mesures realisees sur 6 eprouvettes. Le facteur d'absorption acoustique sous incidence 20 normale a ete mesure selon la norme ISO 10534-2 :1998 (technique 1) a l'aide d'un tube d'impedance. Exemple A (comparatif) : Composition (en poids) du mortier sec : 25 - 69% de de billes de verre expanse de taille superieure a 0,5 mm, dont la masse volumique est d'environ 540 kg/m3 - 24% de ciment CEM I - 0,6% de viscosant de type ether de cellulose 30 - 5,8% de latex. 10 La composition A a ete malaxee avec un ratio ponderal eau sur mortier sec de 2,5. Exemple B (comparatif) : 5 Composition (en poids) : - 52% de billes de verre expanse de taille superieure a 0,5 mm, dont la masse volumique est d'environ 540 kg/m3 - 41% de ciment CEM I 10 - 0,6% de viscosant de type ether de cellulose - 5,8% de latex. La composition B a ete malaxee avec un ratio ponderal eau sur mortier sec de 1,5. 15 Exemple C (comparatif): Composition (en poids) : - 43% de sable siliceux (masse volumique d'environ 2600 kg/cm3) et 37% de sable calcaire (masse volumique d'environ 2600 kg/cm3), au moms 50% en poids de ces 20 granulats ayant une taille superieure a 0,5mm. - 19% de ciment CEM I - 0,65% de viscosant de type ether de cellulose - 0,1% de tensioactif. La composition C a ete malaxee avec un ratio 25 ponderal eau sur mortier sec de 0,29. Exemple D (selon l'invention) : Composition (en poids) : 11 - 9% de billes de verre expanse de taille superieure a 0,5mm, dont la masse volumique est d'environ 540 kg/m3 - 65% de sable siliceux (masse volumique d'environ 2600 kg/cm3) dont au moins 50% en poids de taille 5 superieure a 0,5mm. - 25% de ciment CEM I - 0,08% de viscosant de type ether de cellulose - 0,8% de latex - 0,02% d'agent entraineur d'air de type sultanate 10 (tensioactif). La composition D a ete malaxee avec un ratio ponderal eau sur mortier sec de 0,15. Exemple E (selon l'invention) 15 Composition (en poids) : - 9% de billes de verre expanse de taille superieure a 0,5mm, dont la masse volumique est d'environ 540 kg/m3 - 60% de sable calcaire (masse volumique d'environ 2600 kg/cm3) dont au moins 50% en poids de taille 20 superieure a 0,5mm - 25% de ciment CEM I - 0,08% de viscosant de type ether de cellulose - 5,8% de latex - 0,02% d'agent entraineur d'air de type sultanate 25 (tensioactif). La composition E a ete malaxee avec un ratio ponderal eau sur mortier sec de 0,18. Exemple F (comparatif) Composition (en poids) : - 9% de billes de verre expanse de taille superieure 5 a 0,3mm, dont la masse volumique est d'environ 540 kg/m3 - 40% de sable calcaire (masse volumique d'environ 2600 kg/cm3) de taille 0-0,6 mm - 25% de fillers de calcaire de taille inferieure a 0,1 mm 10 - 25% de ciment CEM I - 0,08% de viscosant de type ether de cellulose - 0,8% de latex - 0,02% d'agent entraineur d'air de type sultanate (tensioactif) 15 - 0,03% de fibres. La composition F a ete malaxee avec un ratio ponderal eau sur mortier sec de 0,21. 20 Le tableau 1 ci-apres recapitule les caracteristiques physiques des enduits obtenus : masse volumique, resistivite a l'ecoulement de l'air et resistance a la compression. 12 13 Mortier Masse Resistivite a l'ecoulement de l'air Resistance a la volumique compression Exemple A 330 kg/m3 4,6.104 N.s.m-4 0,52 MPa Exemple B 540 kg/m3 1,2.106 N.s.m4 1,8 MPa Exemple C 1020 kg/m3 6,0.105 N.s.m-4 // Exemple D 891 kg/m3 4,2.104 N.s.m4 1,9 MPa Exemple E 815 kg/m3 6,0.104 N.s.m4 1,7 MPa Exemple F 942 kg/m3 > 106 N.s.m-4 // Tableau 1 La Figure 1 represente le facteur d'absorption 5 acoustique (note C) des enduits pour des frequences (notees f) comprises entre 0 et 5000 Hz. L'enduit forme a partir de la composition A comprenant 69% de granulats legers possede de bonnes proprietes acoustiques. Cependant, l'enduit est peu dense 10 et possede en consequence une faible resistance a la compression. De plus, l'ajout d'une si grande quantite de granulats legers entraine un coat eleve. L'enduit forme a partir de la composition B comprenant 52% de granulats legers est plus dense que 15 l'enduit A et meilleur d'un point de vue mecanique. Il possede cependant une resistivite a l'ecoulement de l'air elevee et de mauvaises proprietes d'absorption acoustique. L'enduit forme a partir de la composition C, qui ne contient pas de granulats legers, possede une forte 20 densite. Cependant, la resistivite a l'ecoulement de l'air est elevee et ses proprietes d'absorption acoustique faibles. 14 L'enduit forme a partir de la composition F, dont la fraction massique de granulats ayant une taille d'au moms 0,5 mm est trop faible, possede une densite elevee, mais sa resistivite a l'ecoulement de l'air est elevee et ses 5 proprietes d'absorption acoustique faibles. Ces exemples comparatifs montrent qu'il est particulierement difficile d'allier de bonnes proprietes acoustiques avec une bonne resistance mecanique. Les enduits (selon l'invention) formes a partir des 10 compositions D et E possedent en revanche a la fois une forte densite et une faible resistivite a l'ecoulement de l'air. Ces caracteristiques leur conferent de bonnes proprietes d'absorption REVENDICATIONS1. Enduit, notamment destine a la correction acoustique, comprenant : - au moms un liant mineral, - des granulats, dont : o des granulats legers, dont la masse volumique est d'au plus 700 kg/m3, en une teneur d'au plus 20% en poids par rapport au poids de l'enduit, o des granulats lourds, dont la masse volumique est d'au moms 1500 kg/m3, en une teneur d'au moms 50% en poids par rapport au poids de l'enduit, la fraction massique des granulats ayant une taille d'au moms 0,5 mm etant d'au moms 40%, ledit enduit presentant une masse volumique allant de 700 a 1200 kg/m3 et une resistivite a l'ecoulement de l'air - 4 a allant de 1.104 N.s.m a 5.105 N.s.m-4. 2. Enduit selon la revendication 1, dans lequel au moms un liant mineral est choisi parmi : - les ciments Portland, ciments sulfoalumineux, laitiers de haut les ciments alumineux, les les ciments belitiques, les fourneau, les ciments phosphomagnesiens, les ciments de mélange pouzzolaniques comprenant eventuellement des cendres volantes, des fumees de silice, du calcaire, du schiste calcine et/ou des pouzzolanes naturelles ou calcinees, seuls ou en mélange, et/ou, - une source de sulfate de calcium choisie parmi le platre ou hemihydrate, le gypse et/ou l'anhydrite, et/ou 16 - de la chaux artificielle. 3. Enduit selon l'une des revendications aerienne ou hydraulique, naturelle ou precedentes, dans lequel les granulats legers sont choisis 5 parmi la perlite, la vermiculite, les billes de verre expanse, les microspheres creuses de verre, les cenospheres, les silicates expanses, les aerogels, les billes de polystyrene expanse, le liege et leurs mélanges. 4. Enduit selon l'une des revendications 10 precedentes, dans lequel la teneur en granulats legers est d'au plus 15%, notamment 12% en poids, et d'au moins 4%, notamment 6% en poids par rapport au poids de l'enduit. 5. Enduit selon l'une des revendications precedentes, dans lequel les granulats lourds sont choisis 15 parmi les sables de quartz, les sables de calcaire, les sables siliceux et leurs mélanges. 6. Enduit selon l'une des revendications precedentes, dans lequel la teneur totale en granulats est comprise entre 60 et 90%, notamment 70 et 85% en poids et 20 la teneur totale en liant mineral est comprise entre 10 et 40%, notamment entre 15 et 30% en poids par rapport au poids de l'enduit. 7. Enduit selon l'une des revendications precedentes, dans lequel le rapport ponderal entre la 25 teneur totale en granulats et la teneur totale en liant mineral est d'au moins 2, notamment 3. 8. Enduit selon l'une des revendications precedentes, choisi parmi les enduits interieurs deposes sur murs, cloisons et/ou plafonds et les enduits 30 exterieurs, notamment de facade. 9. Enduit selon l'une des revendications precedentes, depose sous forme d'une couche de 1 a 3 cm directement sur un mur, ou sous forme d'une couche de 1 a 17 7 mm directement sur un materiau absorbant acoustique, notamment de la laine minerale. 10. Composition de mortier sec pret a gacher, apte a former apres gachage et durcissement un enduit selon l'une 5 des revendications precedentes, ladite composition comprenant : - au moms un liant mineral, - des granulats, dont : o des granulats legers, dont la masse volumique est 10 d'au plus 700 kg/m3, en une teneur d'au plus 20% en poids par rapport au poids de la composition, o des granulats lourds, dont la masse volumique est d'au moms 1500 kg/m3, en une teneur d'au moms 50% en poids par rapport au poids de la 15 composition, la fraction massique des granulats ayant une taille d'au moms 0,5 mm etant d'au moms 40%, - au moms un agent entraineur d'air de type tensioactif, 20 - au moms un agent viscosant. 11. Composition selon la revendication precedente, dans laquelle l'agent entraineur d'air est choisi parmi les acides gras organiques, les composes sulfates, les composes sultanates et/ou les resines naturelles du bois. 25 12. Composition selon l'une des revendications selon l'une des revendications 10 ou 11, dans laquelle l'agent viscosant est choisi parmi les alcools polyvinyliques, les ethers d'amidon, les ethers de cellulose, les ethers de guar ou les argiles telles que la bentonite. 30 13. Procede de preparation d'un enduit selon l'une des revendications 1 a 9, dans lequel on mélange la composition de mortier sec selon l'une des revendications 10 a 12 avec de l'eau de gachage dans un melangeur pour 18 former un mortier humide, puis l'on depose ledit mortier humide sur le substrat a enduire. 14. Utilisation de l'enduit selon l'une des revendications 1 a 9 pour absorber les sons. 5