Brevet FR3100138A1 — publié le 20210305

Description Titre de l'invention : Pistolet pour projeter une couche isolante sur un plafond à l'aide d'un flux de liquide et procédé de production d'une telle couche isolante 1. DOMAINE DE L'INVENTION 100011 La présente invention concerne le domaine de la construction et plus particulièrement de l'isolation thermique des surfaces. L'invention concerne plus particulièrement le fait d'utiliser un pistolet pour projeter un mélange composé de fibres isolantes telles que de la laine de laitier et de l'eau, le pistolet projetant un cône de liquide en partie centrale et entraînant autour de ce cône, les fibres isolantes. 2. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE 100021 De nos jours, il est important de bien isoler les bâtiments de contruction, afin par exemple d'obtenir le signe BBC ou « Batiment Basse Consommation ». Une bonne isolation avec l'extérieur garantit à la fois des économies d'énergie en hiver et une certaine fraîcheur en été. Les matériaux isolants utilisés depuis quelques décennies sont à base de laine de verre ou de polystyrène. Ces matériaux forment une couche isolante d'une épaisseur bien régulière produisant un coefficient d'isolation thermique (appelé souvent « R ») dépendant directement de ladite épaisseur. Depuis plusieurs années, les fibres minérales artificielles sont utilisées dans l'industrie et dans le bâtiment pour la fabrication de laines isolantes. Actuellement, les nouvelles tendances écologiques ont incité les professionnels du bâtiment à développer des matériaux de construction écologiques, en utilisant notamment des produits naturels et de moins en moins de produits chimiques. [0003] Ces nouveaux matériaux se présentent sous la forme de sacs contenant des fibres compactées pour occuper moins de place lors du stockage. Le flocage consiste à projeter une couche isolante sur les murs ou les plafonds des bâtiments en utilisant un pistolet de projection. Les F. M. A. (accronyme de Fibres Minérales Artificielles) sont généralement constitue'cs d'un melange, rc'alise' en usine, de fibres de laine, d'huiles et d'adjuvants a' base de gypse (ou autre liant inorganique). Le pistolet permet de melanger les fibres mine'rales (FMA) et un liquide de projection sous pression, c'est la raison pour laquelle cette technique de projection est nommée « par voie humide ». Le liquide sous pression permet de projeter le mélange à une certaine distance. En séchant, la couche ainsi produite se solidifie tout en adhérant au support et en assurant ainsi une couche isolante. [0004] Le pistolet de projection à l'extrémité des tuyaux reliés à la machine de projection permet de me'langer au moins les deux constituants suivants : constituant « SEC » et 2 constituant « HUMIDE », les deux constituants sont amenés sous pression. [0005] Les caracte'ristiques de ces flux (flux SEC & flux HUMIDE) peuvent se de'finir selon deux crac-godes. Un flux « SEC » constitue' de fibres le'ge'res et un flux « HUMIDE» constitue' de liquide (en ge'ne'ral de l'eau). Lc flux « HUMIDE » constitue' de liquide (en ge'ne'ral de l'eau) est d'une densite' voisine de celle de l'eau. Le flux «SEC», est typiquement constitue' de fibres (fibres de laine de laitier) est d'une densite' tre's faible. [0006] La cine'matique de ces flux (flux SEC & flux HUMIDE) a, de par leur posi- tionnement go-orne-trique, les caracte'ristiques suivantes : un flux HUMIDE se me-lange et tasse le flux SEC sur le support vise' en le saturant de liquide. Le « complexe », ainsi projete', possède une masse volumique de l'ordre de 280 a' 300 kg/m3. Le temps de sc'chage ne-cessaire a' l'e'vaporation complc'te de l'eau peut prendre plusieurs semaines. La masse volumique de la couche isolante ainsi produite est alors de l'ordre de 150 kg/m3. [0007] Il est clair que le pistolet de projection est déterminant quant aux caractéristiques de la couche isolante produite, telles que : épaisseur, temps de séchage, capacité isolante. De nos jours, le pistolet de projection comporte au moins deux buses de sortie, l'une pour le constituant SEC et l'autre pour le constituant HUMIDE. Le constituant SEC débouche au milieu du pistolet et le constituant HUMIDE plutôt en périphérie. On a longtemps cru que cette disposition est avantageuse car l'eau sous pression est expulsée en formant un cône qui canalise le constituant SEC et qui l'entraîne vers la surface à isoler. En déplaçant latéralement le pistolet, le cône d'eau mouille d'abord la surface qui reçoit ensuite le constituant SEC, ce qui semblait assurer une bonne adhérence. [0008] Le déposant de la présente demande s'est aperçu que cette dispositon peut présenter les inconvénients suivants : [0009] - Le fait de disposer de plusieurs buses de projection d'eau tout autour de la buse d'éjection du constituant SEC compacté augmente la consommation de fibres minérales ainsi que la masse volumique du mélange. Cela pose des problèmes lorsque la couche isolante est projetée au plafond du fait qu'elle risque de retomber sur le sol. Pour atteindre une couche d'épaisseur importante, il est souvent nécessaire d'effectuer plusieurs passes. [0010] - Une certaine quantité d'eau ne participe pas au mélange avec le constituant SEC, elle ruisselle sur le mur ou retombe sur le sol. Cela entraine une surconsommation d'eau. [0011] - La couche isolante ainsi projetée est imbibée d'eau, nécessitant ainsi un temps de séchage long. [0012] - Cette disposition a pour effet de trop tasser le constituant SEC compacté, ce qui 3 entraîne une augmentation de la masse volumique de la couche isolante ainsi produite et diminue globalement ses performances isolantes. 3. OBJECTIFS DE L'INVENTION 100131 11 existe donc un réel besoin de concevoir une nouvelle façon de projeter les matériaux isolants sur une surface, afin de résoudre les inconvénients listés ci-dessus. Un tel procédé de projection doit notamment permettre de diminuer la consommation en fibres et de réduire la masse volumique de la couche isolante ainsi produite. 4. PRESENTATION DE L'INVENTION [0014] Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, il est proposé un pistolet pour projeter une couche isolante sur un mur ou un plafond d'une construction, comportant au moins une buse centrale expulsant un liquide amené par un tuyau sous pression et produisant un cône de projection, et au moins un orifice d'expulsion d'un matériau de revêtement décompacté acheminé par du gaz sous pression, caractérisé en ce que l'au moins un orifice d'expulsion est positionné autour de la buse centrale pour expulser le matériau de revêtement en périphérie du cône de projection dudit liquide. [0015] De cette manière, il est possible de diminuer la consommation en fibres minérales et en eau, de réduire la masse volumique de la couche isolante ainsi produite, et de réduire le temps de mise en oeuvre et notamment le temps de séchage de cette couche isolante. [0016] Selon un premier mode de réalisation, le pistolet peut comporter une bouche de sortie dont le diamètre diminue en direction de la sortie pour créer un effet venturi. Dc cette manière, le mélange peut être projeter sur une longue distance. [0017] Selon un aude mode de réalisation, la buse centrale est entourée d'une pluralité d'orifices d'expulsion du matériau de revêtement. [0018] Selon un autre mode de réalisation, la forme de la busc centrale est conçue pour créer un cône de projection ayant un angle compris entre 30° et 60'. Dc cette manière, la projection des fibres sur le support à isoler est plus efficace. [0019] Selon un autre mode de réalisation, le gaz sous pression utilisé est choisi dans l'ensemble suivant :air, azote, argon. [0020] Selon un autre mode de réalisation, le pistolet comporte une vanne pour réguler le débit d'arrivée de liquide et pour faire wuier la masse de d'eau projetée. De cette manière, l'opérateur qui tient en main le pistolet peut facilement régler la masse volumique du mélange ainsi projeté. [0021] Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une couche d'isolation sur des constructions comportant un système de projection doté d'un moyen de transport dans un flux de gaz sous pression d'un matériau fibreux décompacté, d'un moyen de mise en pression d'un liquide de projection et d'un pistolet de projection recevant séparément avant projection ledit matériau fibreux décompacté et ledit liquide de projection, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de projection du liquide sous pression à l'extérieur du pistolet en formant un cône et une étape de mélange du matériau fibreux avec le liquide de projection de pression et de projection en positionnant le matériau fibreux en périphérie dudit cône. 5. DESCRIPTION DES FIGURES [0022] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels : [0023] : la figure 1 présente un exemple d'un système de projection permettant d'acheminer les constituants du pistolet de projection, [0024] -[fig.2] : la figure 2 illustre un pistolet de projection et un schéma montrant le flux de projection selon l'art antérieur, [0025] -[fig.3] : la figure 3 présente de profil un schéma d'un pistolet de projection selon un exemple préféré de réalisation de l'invention:, [0026] -[fig.4] : la figure 4 présente un exemple particulier d'un pistolet de projection 7 vue face à la bouche de sortie des constituants, [0027] -[fig.5] : la figure 5 présente de profil un schéma d'un pistolet de projection selon un exemple particulier de réalisation de l'invention. [0028] 6. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0029] La Fig. I présente un exemple d'un système de projection permettant d'acheminer les constituants au pistolet de projection. Le système de projection I comporte typiquement une centrale 2 recevant les sacs de matériau isolant contenant par exemple des F.M.A., enrichies de liants inorganiques, par exemple du gypse. Ces sacs sont vidés dans un orifice en partie supérieure et leur contenu est décompacté par des roues dentées 3 de façon à libérer le plus possible les fibres entre elles et à leur conférer une faible masse volumique. Les fibres descendent par gravité dans un conduit où elles sont soufflées par un moyen de mise en pression 4. La centrale 2 dispose pour cela d'un compresseur d'air 5 pour créer une accélération au niveau de l'entrée du conduit et une mise en pression dans un tuyau souple 6 pour transporter dans un flux d'air sec sous pression les fibres jusqu'au pistolet de projection 7 qui constitue une véritable tête de projection. En sortie de l'opération de décompactage, les fibres ont typiquement une masse volumique de 100 à 120 kilogrammes/m3. [0030] Le gaz utilisé est généralement de l'air mais peut aussi être tout gaz, de l'azote par exemple, dans le cas où certain matériau isolant risque une oxydation prématurée au contact de l'oxygène, des gaz rares de l'argon peuvent aussi être utilisés. Le compresseur d'air est avantageusement intégré dans la centrale mais peut également provenir de tout autre moyen de fourniture d'air sous pression, des bouteilles sous pression par exemple. [0031] Le système comporte également un compresseur de liquide 8, typiquement de l'eau destinée à fournir un flux d'eau sous pression. L'arrivée d'eau est constituée de préférence d'un tuyau relié à un robinet, selon une variante de réalisation, l'eau peut être aspirée d'un récipient, un container 9 sur roue par exemple. L'eau est ici le liquide le plus fréquemment utilisé, cc qui n'exclut en rien d'autres liquides compatibles avec le matériau projeté et capable en séchant de conférer de la dureté à la couche produite. Le compresseur à eau fournit l'eau sous pression par un tuyau 10 au pistolet de projection 7. Le pistolet de projection réalise le mélange entre le constituant sec founi par le centrale 2 et le liquide fourni par le compresseur 8, et produit un flux de mélange destiné à être projeté sur une surface 11. Cette surface peut être un mur, un plafond ou toute surface plane ou non, d'une contruction. [0032] Un opérateur tient le pistolet de projection en le plaçant devant la surface à recouvrir. La couche devient dure après un certain temps de séchage dépendant de la densité de l'eau à l'intérieur du mélange. La quantité de mélange en m3/heure peut être modulée en faisant varier la pression d'air généré par le compresseur 5 ce qui modifie la quantité de fibres transportées par le tuyau 6 du pistolet de projection 7. [0033] Si une couche épaisse doit être produite, l'opérateur peut passer plusieurs couches, en attendant que la précédente couche soit suffisamment sèche pour supporter la nouvelle. [0034] La Fig. 2 illustre un pistolet de projection et un schéma montrant le flux de projection selon l'art antérieur. Comme on peut le voir sur la partie gauche de la figure, les fibres décompactées sont acheminées au centre du pistolet de projection et des flux d'eau sous pression sont générés autour du centre. La masse volumique du constituant HUMIDE est d'environ a 1000 kg/m3 et celle du flux constituant SEC de 150 kg/m3 environ. De cette manière, les fibres du constituant SEC sont entraînées et canalisées par les différents flux d'eau qui forment ainsi une sorte de cône de projection. Le mélange appliqué sur le support possède une masse volumique de l'ordre de 280 à 300 Kg/m3. La pratique montre qu'un tel mélange d'une épaisseur de 80 millimètres séche complétement au bout d'une durée de 2 mois. [0035] Comme on le voit sur la partie droite, le flux de projection produit comporte des fibres relativement sèches au centre et du liquide en périphérie. Un tel flux comprime le mélange ainsi produit et a tendance à augmenter sa masse volumique une fois sec. [0036] La présente invention consiste à modifier le pistolet de projection pour produire un mélange ayant une masse volumique plus légère, une fois sec. La modification du pistolet de projection permet également de consommer moins d'eau et de ce fait, de raccourcir le temps de séchage du mélange. [0037] La Fig. 3 présente de profil un schéma d'un pistolet de projection selon un exemple préféré de réalisation de l'invention. Le pistolet de projection 7 présente une bouche de 6 sortie destinée à projeter le flux 12 de constituant SEC. Dans l'axe 13 du pistolet de projection et au centre de la bouche de sortie, une buse 14 est positionnée pour créer le flux 15 de projection du constituant HUMIDE, typiquement de l'eau. Cette buse 14 est solidement fixée à l'enveloppe rigide du pistolet de projection pour que le flux généré reste le plus possible dans l'axe 13. Cette busc 14 est reliée au tuyau 10 qui transporte l'eau sous pression en provenance du compresseur 8. La forme de sortie de la buse 14 est déterminée de façon à former un cône de projection 15 ayant un certain angle, typiquement de 30° à 60° selon le choix de la buse. Le flux 12 de constituant est entraîné par le flux 15 et passe tout autour de lui. Les fibres de matériau isolant sont projetés sur le support 11 où l'eau se charge de compléter leur humidification. Le mélange est moins chargé en liquide et est donc plus léger, il sèche plus vite. [0038] La Fig. 4 présente un exemple particulier d'un pistolet de projection 7 vu face à la bouche de sortie des constituants. Cette bouche se présente sous la forme de plusieurs cercles concentriques. Le cercle le plus au centre comporte une buse 14 de projection du constituant LIQUIDE. Selon l'exemple illustré par le Figure, le pistolet comporte plusieurs buses 14, en l'occurrence 3. De cette manière, en multipliant le nombre de buses 14, on obtient un flux HUMIDE plus puissant, que celui généré par une seule buse ayant un gros diamètre. [0039] La bouche de sortie du constituant SEC se situe tout autour des buses 14. Pour obtenir une plus grande vitesse de projection du constituant SEC, le pistolet 7 comporte différents diamètres allant du plus grand (120 millimètres) vers l'arrière au plus petit (60 millimètres) vers l'avant de la bouche. Cette diminution du diamètre dans le sens de l'amenée du constituant SEC produit un effet venturi qui permet d'augmenter la vitesse du flux 12 de constituant SEC et de projeter plus loin le mélange sur le support, ce qui peut être particulièrement utile lorsque l'on veut projeter sur un plafond relativement haut. [0040] Le pistolet 7 comporte un embout 16 pour le raccordement avec le tuyau d'amenée d'eau sur les buses 14. Cet embout 16 est avantageusement associé à un robinet permettant à un opérateur de diminuer la section d'arrivée d'eau et ainsi de diminuer son débit lors de la projection du mélange. De cette manière, l'opérateur qui tient en main le pistolet peut facilement régler la masse d'eau du mélange ainsi projeté. [0041] La Fig. 5 présente de profil un schéma d'un pistolet de projection selon un exemple particulier de réalisation de l'invention. Le flux 15 de projection du constituant HUMIDE produit par la buse 14 est clairement visible en haut de la figure. Les traits en pointillé montrent le flux de constituant SEC, et son cheminement à travers les différents rétrécissements 16 du pistolet de projection pour produire un effet Venturi. Un robinet 17 est représenté à gauche du pistolet pour régler le débit d'eau fourni par le compresseur. 7 [0042] L'utilisation du pistolet de projection selon l'invention a permis de produire un mélange appliqué sur le support avec une niasse volumique de l'ordre de 110 Kg/m3. Une telle niasse volumique permet pour une couche de 80 millimètres de sécher à coeur en moins de 60 jours. Le séchage intervient plus rapidement et il est possible de passer une seconde couche 24 heures après, lorsque la première n'excède pas 80 à 90 millimètres. [0043] Outre la réalisation d'un nouveau pistolet de projection, l'invention concerne également un procédé de fabrication d'une couche d'isolation sur des constructions comportant un système de projection doté d'un moyen de transport dans un flux de gaz sous pression d'un matériau fibrcu, d'un moyen de mise en pression d'un liquide de projection et d'un pistolet de projection recevant séparément avant projection lesdits matériaux fibreux et liquide de projection. Le procédé permet de produire une couche isolante possédant des propriétés particulières et avantageuses telles que : [0044] diminution de la masse de produit à projeter pour un même niveau d'isolation, diminution de la masse volumique du produit sec par un &compactage plus efficace, diminution de la masse volumique du mélange projeté, diminution du temps nécessaire pour projeter une même surface, diminution de la quantité d'eau pour produire un même volume de couche isolante, diminution du temps de séchage de la couche isolante, du fait que celle-ci est moins saturée en eau. [0045] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. En particulier, le constituant SEC peut être tout type de particules capables d'être projetées dans un flux de liquide, et le constituant LIQUIDE peut être tout fluide sous forme liquide capable de générer un flux transportant lesdites particules, lorsque ce fluide est mis sous pression. 8 REVENDICATIONS[Revendication 1] Pistolet (7) pour projeter une couche isolante sur un mur ou un plafond d'une construction, comportant au moins une busc centrale (14) expulsant un liquide amené par un tuyau sous pression et produisant un cône de projection (15), et au moins un orifice d'expulsion (12) d'un matériau de revêtement décompacté acheminé par du gaz sous pression, caractérisé en ce que l'au moins un orifice d'expulsion (12) est positionné autour de la buse centrale (14) pour expulser le matériau de revêtement en périphérie du cône de projection (15) dudit liquide. [Revendication 2] Pistolet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une bouche de sortie dont le diamètre diminue en direction de la sortie pour créer un effet venturi. [Revendication 3] Pistolet selon la revendication 2, caractérisé en ce que la buse centrale est entourée d'une pluralité d'orifices d'expulsion du matériau de revêtement. [Revendication 4] Pistolet selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que la forme de la buse centrale (14) est conçue pour créer un cône de projection (15) ayant un angle compris entre 30° et 60°. [Revendication 5] Pistolet selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que le gaz sous pression utilisé est choisi dans l'ensemble suivant :air, azote, argon. [Revendication 6] Pistolet selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que le pistolet (7) comporte une vanne (17) pour réguler le débit d'arrivée de liquide et pour faire varier la masse volumique de la couche isolante projetée. [Revendication 7] Procédé de fabrication d'une couche d'isolation sur des constructions comportant un système de projection doté d'un moyen de transport dans un flux de gaz sous pression d'un matériau fibreux décompacté, d'un moyen de mise en pression d'un liquide de projection et d'un pistolet de projection recevant séparément avant projection ledit matériau fibreux décompacté et ledit liquide de projection, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de projection du liquide sous pression à l'extérieur du pistolet en formant un cône et une étape de mélange du matériau fibreux avec le liquide de projection sous pression et de projection en positionnant le matériau fibreux en périphérie dudit cône.