Brevet FR3102436A1 — publié le 20210430

L’invention concerne une structure composite pour l’isolation intérieure d’un véhicule, la structure présentant une surface, dite externe, orientée vers une paroi du véhicule à habiller et une surface, dite interne, orientée vers l’intérieur du véhicule, et comprenant une mousse de polyéthylène à cellules fermées ignifugée, ladite structure comportant, sur au moins la surface interne, une couche d’au moins un matériau choisi parmi les polyuréthanes, les polyurées, les copolymères poly(uréthane-urée) et tout mélange desdits polyuréthanes, desdits polyurées et/ou desdits copolymères poly(uréthane-urée). L’invention concerne aussi des panneaux d’isolation fabriqués avec cette structure et un véhicule ainsi équipé. STRUCTURE COMPOSITE POUR ISOLATION DE VEHICULE La présente invention relève du domaine de l’isolation des parois intérieures d’un véhicule et plus particulièrement celui des véhicules militaires terrestres. Par véhicule selon l’invention, on entend tout engin terrestre, notamment blindé, tel qu’une voiture, un camion léger ou lourd, un véhicule de combat, un véhicule de commandement ou de transport de troupes, un char, un camion logistique, une remorque…, dont l’intérieur nécessite d’être isolé essentiellement vis-à-vis des températures extrêmes rencontrées sur les théâtres d’opération, mais aussi des flammes résultant des agressions auxquelles le véhicule est exposé les incendies accidentels, les munitions incendiaires, les engins explosifs improvisés (EEI ou IED Improvised Explosive Device), afin de protéger les occupants du véhicule, mais aussi le matériel. Les caisses de véhicules blindés sont essentiellement métalliques et plus précisément en des matériaux à base de métaux dont le fer, l’aluminium, et d’alliages métalliques dont l’acier reste le principal. Afin d’assurer la protection aux différentes menaces et de rigidifier la structure de la caisse, ces matériaux métalliques sont particulièrement épais et fortement conducteurs. La température à l’intérieur d’un tel véhicule peut atteindre 75°C dans certaines zones d’intervention, climatisation éteinte. Le problème de l’isolation thermique est donc crucial. Les solutions d’isolation thermique sont apportées par des structures composites comprenant des mousses de polymère de type polyuréthane, polypropylène, polyéthylène, solides, qui sont découpées pour obtenir des panneaux qui sont ensuite fixés sur les parois ou parties de paroi du véhicule, directement sur la paroi métallique ou les parties de paroi ou bien sur les plaques de blindage pare-éclats intérieurs. Ces panneaux sont fixés de manière amovible au moyen de velcro, une attache étant collée sur la paroi du véhicule ou sur le liner pare-éclats, l’autre étant collée sur la face dite externe de la structure qui est orientée vers la paroi du véhicule. Il n’est en effet pas courant d’utiliser des vis pour fixer ces isolants, car les vis traversantes, elles même en métal, constitueraient un pont thermique. Les adhésifs employés pour le velcro adhèrent mal aux mousses de polymère, en particulier sur les polymères apolaires à faible énergie de surface tels que le poléthylène et le polypropylène ; aussi la face externe du panneau est souvent revêtue d’une couche intermédiaire qui va servir d’interface. La présente invention s’intéresse précisément à une structure composite comprenant une mousse de polyéthylène à cellules fermées, ou polyéthylène cellulaire. Cette mousse est retenue car en plus de ses performances d’isolation thermique, sa faible énergie de surface et ses cellules fermées lui permettent d’assurer une étanchéité à l’air, ainsi qu’aux liquides, et peut être traitée pour augmenter ses propriétés ou lui en conférer d’autres. Ainsi, une mousse de polyéthylène à cellules fermées selon l’invention a été soumise à un traitement ignifuge pour lui permettre d’empêcher, ou au moins limiter, la propagation des flammes résultant d’un départ de feu ou d’un incendie dans le véhicule, qui peut être causé par un accident ou l’impact d’une bombe artisanale, roquette ou balle incendiaire à laquelle le véhicule est exposé sur les théâtres d’opération. Un tel traitement est d’autant plus important que la cabine est un endroit très confiné et les véhicules militaires comportent très peu d’issues en particulier pour les passagers qui ne disposent souvent que d’une rampe arrière et d’une trappe de toit. Elle peut aussi être traitée par un ou des agents et/ou un ou des procédés visant à améliorer cette propriété de résistance au feu, et/ou apporter toute caractéristique complémentaire augmentant les performances de la mousse en vue de son utilisation. Parmi ces mousses, on préférera celles qui sont stables à l’égard desdites conditions extrêmes, afin qu’elles ne libèrent pas ou peu de composés organiques volatils dans l’intérieur du véhicule afin de se conformer aux réglementations en vigueur concernant les limites d’exposition, ainsi que des mousses suffisamment flexibles pour une découpe aisée des éléments d’isolation qui devront parfaitement s’adapter aux parois ou parties de paroi de l’intérieur d’un véhicule, y compris les plus inaccessibles et/ou les moins planes telles que les zones de déport de roue. Des mousses appropriées sont bien connues de l’homme du métier et sont disponibles dans le commerce. Cette garniture en mousse de polymère est toutefois exposée du côté intérieur du véhicule à de nombreuses agressions que sont les frottements répétés des utilisateurs et les heurts de leurs équipements comme les casques, les crosses des armes, dont la fréquence est augmentée dans un habitacle exigu, mais aussi les agressions chimiques associées au nettoyage, à la décontamination par exemple une décontamination nucléaire, radiologique, biologique et chimique (NRBC), aux fuites ou écoulements de liquides automobiles agressifs comme l’essence, l’huile hydraulique, le liquide de refroidissement. Actuellement, les isolations d’intérieur de véhicules militaires sont obtenues à partir de découpe de structures composites comprenant une mousse de polymère et une couche polymère sous forme de film, adhésivé sur la surface, dite interne, de la structure qui est orientée vers l’intérieur du véhicule, cette couche assurant le rôle de finition et permettant de protéger la mousse de polymère. Cette couche de finition doit résister au feu ; il s’agit généralement d’un film ou tissu en polyéthylène chlorosufloné (CSM) disponible sous le nom commercial Hypalon, en raison de ses qualités de résistance à l’usure. Les chants des panneaux de la structure pouvant également être sollicités, ils sont eux aussi revêtus d’une couche de finition ; on applique généralement une bande autocollante sur tout le périmètre du chant de la structure composite, puis on la rabat sur les faces externe et interne afin d’en améliorer l’adhésion. Les problèmes rencontrés par l’utilisation de telles matières, films ou tissus, pour constituer une couche de finition sont leur manque d’adhérence à la mousse de polymère et la faible durabilité de la structure, ces problèmes étant accentués par le montage et le démontage successifs des panneaux isolants et par les chocs et frottements qu’ils subissent à l’usage. Il en résulte une décohésion de la finition et de la mousse, avec l’apparition de rides permanentes et une usure prématurée qui altèrent les propriétés de la structure composite et qui confèrent à la surface un aspect inesthétique. On observe en effet qu’après quelques années d’exposition du véhicule à des conditions normales d’utilisations sur le terrain militaire, la couche de finition se désolidarise de la mousse au moins partiellement créant un aspect de peau d’orange ou de gaufrage, pouvant aller jusqu’à une décohésion complète. On constate même parfois de tels défauts dans un véhicule neuf qui résulte d’un pliage de la structure composite pour l’introduire dans le véhicule; cette pliure est irréversible et peut être le point de départ d’une usure prématurée. Selon l’invention, cette difficulté a été surmontée en recourant à une couche de finition en un matériau qui, une fois combinée à la mousse de polyéthylène, ne s’en dissocie plus malgré les sollicitations. Cette association entre la couche de finition et la mousse de polyéthylène est réalisée et maintenue durant toute la vie du panneau, sur la surface interne complète, améliorant son aspect esthétique et allongeant sa durée de vie. La solution apportée selon l’invention consiste en une structure composite comportant au moins sur la surface interne une couche en un matériau choisi parmi les polyuréthanes, les polyurées, les copolymères poly(uréthane-urée) et tout mélange desdits polyuréthanes, desdits polyurées et/ou desdits copolymères poly(uréthane-urée). Ainsi un objet de l’invention est une structure composite pour l’isolation intérieure d’un véhicule, la structure présentant une surface, dite externe, orientée vers une paroi du véhicule à habiller et une surface, dite interne, orientée vers l’intérieur du véhicule, et comprenant une mousse polyéthylène à cellules fermées ignifugée, cette dernière étant directement revêtue, sur au moins la surface interne, d’une couche d’au moins un matériau choisi parmi les polyuréthanes, les polyurées, les copolymères poly(uréthane-urée) et tout mélange desdits polyuréthanes, desdits polyurées et/ou desdits copolymères poly(uréthane-urée). Par tout mélange, on entend des mélanges de 2, 3, 4 polymères et/ou copolymères, ou plus, de même nature polyuréthane, polyurée ou copolymère, ou de natures différentes, par exemple un polyuréthane et un polyurée, un polyuréthane et un copolymère poly(uréthane-urée)… Le matériau destiné à constituer la couche de finition peut être aisément appliqué directement sur la mousse polyéthylène par tout moyen et par exemple par projection par exemple au moyen d’un pistolet à air, au pinceau, au rouleau. Quelle que soit la technique employée, la liaison est efficace et durable. Ceci permet de réduire significativement le temps de main d’œuvre par rapport à la pratique habituelle. L’homme du métier a les connaissances suffisantes pour savoir appliquer ce matériau ; en particulier, la polymérisation peut être réalisée lors de l’application d’un système bi-composant. Ainsi dans une variante préférée, le matériau de la couche de finition, est appliqué à l’état liquide, notamment sous la forme de ses précurseurs, et la réaction de polymérisation s’effectue au contact de la mousse, ou peu de temps après, afin d’assurer une forte adhésion. Selon l’invention, on crée une liaison intime entre la mousse et la couche de finition qui permet de surmonter les problèmes de désolidarisation rencontrés dans les solutions existantes qui consistaient à simplement assembler au moyen d’un adhésif un film de finition sur la mousse. Ce résultat est assez inattendu car une mousse de polyéthylène à cellules fermées est particulièrement rétive à la fixation durable d’un revêtement du fait de son caractère imperméable, apolaire et à basse énergie de surface. La fixation du matériau sur la mousse de polyéthylène selon l’invention s’effectuant en surface, les propriétés de la mousse notamment son traitement ignifuge ne s’en trouvent pas affectés. La couche de finition peut aussi être appliquée sur les chants de la structure composite sans discontinuité puisque le revêtement liquide, projeté ou déposé au rouleau, est appliqué en une seule passe, à la fois sur la surface et les chants. C’est une variante avantageuse, car les panneaux de mousse de polyéthylène sont obtenus par découpe dans une plaque de grande dimension et voient alors l’ouverture des cellules fermées le long du trait de coupe. L’application de la couche de finition sur les chants permet ainsi d’éviter la pénétration des fluides, notamment des fluides agressifs précités. Sur les chants, la même meilleure adhésion du revêtement appliqué en une passe et ne faisant qu’un avec le revêtement de la surface, est observée par rapport aux bandes autocollantes utilisées classiquement et qui sont simplement superposées au film de finition assemblé au moyen d’un adhésif protégeant la surface. L’effet de résistance recherché peut être atteint avec une couche d’une épaisseur de seulement 1,5 mm ; cette épaisseur peut varier de 0,5 mm à 6 mm. Selon des variantes de l’invention, notamment des variantes préférentielles, les matériaux de la couche de finition seront choisis parmi les polyuréthanes, les polyurées et les copolymères présentant les caractéristiques suivantes, considérées seules ou en combinaison : les polyuréthanes, les polyurées et les copolymères(uréthane-urée) ont une masse volumique de l’ordre de 0,9 à 1,3 kg/L ; les polyuréthanes, les polyurées et les copolymères(uréthane-urée) sont de type aliphatique ou aromatique, de préférence aliphatique car ils résistent davantage aux UV ; les copolymères d’uréthane et d’urée sont des copolymères homogènes, aléatoires, périodiques ou statistiques, ou des copolymères hétérogènes, à blocs ou à greffons ; les polyuréthanes, les polyurées et les copolymères(uréthane-urée) sont suffisamment rigides pour résister à l’abrasion et aux frottements ; à cet effet, ils possèdent un allongement à la rupture inférieur ou égal à 200% ; les polyuréthanes, les polyurées et les copolymères(uréthane-urée) sont sans solvant afin de limiter le relargage de composés toxiques notamment des composés organiques volatiles (COVs) dans un habitacle généralement exigu et habillé sur une grande partie avec une telle structure composite ; les mélanges sont obtenus à partir des polyuréthanes, polyurées et copolymères(uréthane-urée) décrits ci-dessus. Le matériau de la couche de finition peut en outre comprendre tout additif, par exemple tout additif permettant d’améliorer son adhérence, sa résistance au pelage, aux frottements et généralement à l’usure, mais aussi son aspect, ou lui conférer toute autre propriété complémentaire. La mousse de polyéthylène à cellules fermées impliquée dans la structure composite est ignifugée ; cette opération est de préférence réalisée par des additifs ou traitements d’ignifugation exempts de composés halogénés. En effet, ces derniers limitent efficacement l’ignition, mais en cas de combustion, ils libèrent des acides halogénés extrêmement corrosifs et toxiques. Une mousse de polyéthylène appropriée selon l’invention a avantageusement une densité de 5 à 100 Kg/m 3 . La mousse de polyéthylène à cellules fermées a une épaisseur dans la structure composite de l’ordre de 5 mm à 50 mm, de préférence 10 mm à 30 mm. En vue de certaines utilisations, elle peut être inférieure à 10 mm, en particulier dans des endroits de l’intérieur du véhicule moins exposés à des températures extrêmes ; elle peut aussi être supérieure notamment pour l’isolation du plafond d’un véhicule qui se trouve être la partie du véhicule la plus exposée au soleil, ainsi que les zones en contact avec le compartiment moteur, fort émetteur de chaleur. Afin de permettre sa fixation, une structure composite selon l’invention comporte, avantageusement, sur sa surface externe, un velcro permettant sa fixation sur le véhicule sans visserie métallique et donc sans pont thermique. L’invention concerne aussi un panneau pour l’isolation intérieure d’un véhicule, comprenant ou consistant en une structure composite telle que définie précédemment. Un tel panneau est selon l’invention avantageusement destiné à garnir tout ou partie d’une portière, d’un plafond, des parois latérales et/ou d’un plancher d’un véhicule, tel qu’un véhicule exposé à des conditions extrêmes de températures et de risque d’incendie, tel qu’un véhicule militaire. Un autre objet de l’invention est un véhicule dont tout ou partie de l’intérieur est habillé d’un revêtement tel que défini précédemment ou comprenant au moins un panneau de l’invention. Structure composite pour l’isolation intérieure d’un véhicule, la structure présentant une surface, dite externe, orientée vers une paroi du véhicule à habiller et une surface, dite interne, orientée vers l’intérieur du véhicule, et comprenant une mousse de polyéthylène à cellules fermées ignifugée, caractérisée en ce qu’elle comporte, sur au moins la surface interne, une couche d’au moins un matériau choisi parmi les polyuréthanes, les polyurées, les copolymères poly(uréthane-urée) et tout mélange desdits polyuréthanes, desdits polyurées et/ou desdits copolymères poly(uréthane-urée). Structure composite selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite couche est une couche de finition dont l’épaisseur varie de 0,5 mm à 6 mm. Structure composite selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit matériau est choisi parmi les polyuréthanes les polyuréthanes, les polyurées et les copolymères(uréthane-urée) dont la masse volumique est de l’ordre de 0,9 à 1,3 kg/L. Structure composite selon l’une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisée en ce que ledit matériau est choisi parmi les polyuréthanes les polyuréthanes, les polyurées et les copolymères(uréthane-urée) possédant un allongement à la rupture inférieur ou égal à 200%. Structure composite selon l’une quelconque des revendication 1 à 4, caractérisée en ce que ledit matériau est appliqué à l’état liquide (projection, rouleau) et polymérise sur la mousse afin d’assurer une forte adhésion. Structure composite selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la mousse de polyéthylène est ignifugée au moyen d’un traitement exempt de composés halogénés. Structure composite selon l’une quelconque des revendication 1 à 6, caractérisée en ce que ladite couche comprend un ou des additifs. Structure composite selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’elle est revêtue sur ses chants d’unedite couche de finition. Structure composite selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’elle comporte, sur sa surface externe, un velcro permettant sa fixation sur le véhicule sans visserie métallique et donc sans pont thermique. Panneau pour l’isolation intérieure d’un véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend ou consiste en une structure composite selon l’une quelconque des revendications précédentes. Panneau selon la revendication 10, caractérisé en ce qu’il est destiné à garnir tout ou partie d’une portière, d’un plafond, des parois latérales et/ou d’un plancher. Véhicule dont tout ou partie de l’intérieur est habillé d’une structure composite selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 ou comprenant au moins un panneau selon la revendication 10 ou 11.