Panneau isolant à faible module d'élasticité et procédé de doublage utilisant un tel panneau

Abstract

 L'invention concerne un panneau de mousse plastique alvéolaire (1), élastifié ou non, permettant d'abaisser le module d'élasticité E à des valeurs de l'ordre de 0,05 à 0,2 MPa. Il comporte des découpes (2,3) en forme de chevrons alternés, des rainures (5) sur l'une des faces et peut être associé à deux parements fibragglo ou un parement en plaque de plâtre cartonné. Ces découpes en forme de chevrons alternés confèrent au panneau une élasticité transversale de plusieurs centimètres au mètre. Parmi les applications les plus intéressantes, on peut citer l'isolation thermique associée à l'amélio­ration de l'indice d'affaiblissement acoustique de parois telles que planchers séparatifs entre parkings souterrains et logements ou murs séparatifs de logement.

Description

[0001] La présente invention concerne les panneaux isolants thermiques comprenant une couche de matière plastique alvéolaire permettant d'assurer l'isolation thermique des constructions.

[0002] Les panneaux isolants thermiques connus de ce genre, comprenant une couche de polystyrène expansé ou de mousse de polyuréthanne, présentent des caractéristiques intéres­santes de résistance thermique, du fait de leur faible coefficient de conductibilité thermique. Par contre, ils possèdent un module d'élasticité dynamique E compris entre 2 et 4 MPa suivant leur masse volumique.

[0003] Certains produits dits "élastifiés", dont la mousse a été soumise à une opération de compression entre deux plateaux provoquant la rupture de certaines parois des cellules, possèdent un module d'élasticité dynamique E compris entre 0,4 et 0,7 MPa.

[0004] Ces valeurs relativement fortes du module d'élasticité dynamique ont une répercussion sur les caractéristiques d'isolement acoustique des parois dans la composition desquelles entrent de tels panneaux.

[0005] En effet, on peut comparer l'ensemble d'une paroi doublée à l'aide d'un complexe polystyrène + parement à un système mécanique où le polystyrène joue le rôle d'un ressort reliant deux masses constituées par la paroi support et le parement. L'ensemble du système masse-ressort-masse a une fréquence propre de vibration (fréquence de réso­ nance). A cette fréquence, l'isolement de la paroi baisse considérablement.

[0006] Pour une fréquence de son incident inférieure à la fré­quence de résonance du système, la paroi double se compor­te au plan acoustique sensiblement comme une paroi simple.

[0007] Pour une fréquence de son incident supérieure à la fré­quence de résonance du système, l'isolement de la paroi doublée va en augmentant au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la fréquence de résonance.

[0008] Dans certains cas, la présence de complexes isolants avec couches de polystyrène expansé peut même réduire sensiblement l'isolement acoustique global de la paroi support sur laquelle ils sont posés (chute de 5 à 6 dB (A)).

[0009] A titre d'exemple, une paroi en béton de 14 cm d'épaisseur présente un indice d'affaiblissement acoustique R de 52 dB (A). Cette même paroi revêtue de plaques de poly­styrène expansé de 60 mm d'épaisseur et de plaques de plâtre cartonné de 10 mm d'épaisseur a un indice d'affai­blissement acoustique R de 50 dB (A).

[0010] De même, un plancher en béton armé de 22 cm d'épaisseur a un indice d'affaiblissement acoustique R de 61 db (A), alors que ce même plancher, revêtu en sous-face par un panneau sandwich constitué d'une âme en polystyrène expansé de 80 mm d'épaisseur et de deux parements de fibragglo de 20 mm d'épaisseur, a un indice d'affaiblis­sement acoustique R de 55 à 58 dB (A) suivant la nature du polystyrène et le degré d'élastification.

[0011] La présence d'un revêtement en polystyrène expansé peut donc dégrader très sensiblement l'isolement acoustique global d'une paroi.

[0012] Le but de l'invention est d'éviter ces inconvénients.

[0013] A cet effet, l'invention vise un panneau isolant compre­nant au moins une couche de mousse plastique alvéolaire, caractérisé en ce que ladite couche présente une multi­plicité de fentes allongées à profil en chevron s'étendant parallèlement les unes aux autres et parallèlement aux faces de la couche, alternativement à partir des deux faces de la couche.

[0014] La couche de mousse est notamment une plaque de poly­styrène expansé d'une épaisseur de l'ordre de 8 à 20 cm et d'un format variant de 1,20 par 3,00 m à 0,50 m par 1,00 m.

[0015] Le polystyrène expansé peut être élastifié suivant la technique traditionnelle évoquée ci-dessus, puis découpé et usiné à la forme voulue.

[0016] Dans un premier mode de réalisation, la couche obtenue est associée par collage à un ou deux parements en fibbra­glo qui peuvent avoir une épaisseur de l'ordre de 20 mm.

[0017] Selon un deuxième mode de réalisation, cette même couche de polystyrène expansé est associée à un ou deux parements lisses, d'une épaisseur de 1 à 20 mm environ, par exemple une ou deux plaques de plâtre cartonné de 9,5 mm, 12,5 mm ou 15 mm d'épaisseur environ.

[0018] Pour ces deux modes de réalisation, le module d'élasticité dynamique E du panneau sandwich ou composite dans la direction de l'épaisseur est de l'ordre de 0,2 à 0,3 MPa.

[0019] Le doublage d'une paroi avec de tels complexes conduit à une paroi composite d'amortissement acoustique plus élevé que celui de la paroi initiale.

[0020] La couche de matériau élastique travaillant en cisaille­ment dissipe beaucoup plus d'énergie. Il s'ensuit que le niveau de vibration de la paroi sous l'action d'un champ sonore est réduit par ce procédé.

[0021] La réduction du niveau de vibration est telle que la fréquence de résonance n'est plus marquée. Cette fréquence de résonance n'étant plus marquée, il s'ensuit qu'il n'y a plus de chute d'isolement à cette fréquence et, de ce fait, l'isolement global de la paroi n'est plus réduit.

[0022] Selon un troisième mode de réalisation, la couche de polystyrène expansé, découpée et usinée, reste en l'état, sans parements additionnels.

[0023] Un tel panneau monocouche présente sensiblement le même module d'élasticité que les panneaux composites décrits ci-dessus dans la direction de l'épaisseur. De plus, il présente un module d'élasticité dynamique dans la direction parallèle à ses faces et perpendiculaire à la longueur des fentes de l'ordre de 0,05 à 0,2 MPa et peut être comprimé élastiquement dans cette même direction dans une porportion de quelques centimètres par mètre, pouvant représenter plusieurs millimètres à plusieurs centimètres suivant le format du panneau.

[0024] L'invention vise également un procédé de doublage isolant d'une paroi par un panneau tel que défini ci-dessus comprenant au moins un parement, dans lequel on colle le parement sur la paroi, le parement empêchant la colle d'atteindre les fentes de la couche de mousse.

[0025] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-après et des dessins annexés dans lesquels :

- les figures 1 à 3 sont des vues en perspective de trois panneaux isolants selon l'invention ;

- les figures 4 et 5 sont des vues éclatées représentant les éléments des panneaux des figures 1 et 2 respective­ment ;

- la figure 6 est une vue analogue aux figures 1 à 3, relative à une variante ;

- les figures 7 à 9 sont des vues en coupe montrant des exemples d'utilisation des panneaux des figures 1, 2 et 6, respectivement.

[0026] Le panneau illustré à la figure 3 est constitué par une plaque de polystyrène expansé 1 préalablement élasti­fié suivant un procédé traditionnel, dans laquelle on a réalisé, suivant un pas régulier 4, des découpes ou des fentes 2 et 3 à profil en chevrons, alternativement et respectivement à partir de la face inférieure et de la face supérieure de la plaque. Ces fentes s'étendent selon la longueur de la plaque et débouchent à ses deux extrémités. Elles peuvent être réalisées à l'aide d'un fil chauffé d'une largeur de 1 mm environ.

[0027] Une des faces de la plaque de polystyrène expansé comporte des rainures 5 dont chacune joint deux fentes 3 consécu­tives. Les découpes en forme de chevrons ainsi que les rainures pourraient également être réalisées dans le sens de la largeur de la plaque.

[0028] Le panneau suivant l'invention représenté à la figure 1 est obtenu (figure 4) par association de la plaque de polystyrène expansé 1 de la figure 3 avec des parements en fibragglo 6 et 7 fixés sur la plaque en polystyrène expansé par collage.

[0029] Le panneau suivant l'invention représenté à la figure tenu (figure 5) par association d'une plaque de polystyrène expansé 1 avec un parement en plaque de plâtre cartonné 8 fixé par collage. Cette plaque diffère de celle de la figure 3 par l'absence des rainures 5.

[0030] C'est une telle plaque 1, en polystyrène expansé élastifié ou non élastifié,qui constitue le panneau de la figure 6. Les découpes 2 et 3, semblables à celles de figure 3, peuvent être réalisées suivant un écartement 4 régulier ou non régulier.

[0031] Ces découpes permettent notamment d'augmenter l'élasticité transversale du panneau qui se comprime aisément suivant 9 lorsqu'il est soumis à une pression transversale 10. Dès que la pression transversale 10 est supprimée, le panneau isolant retrouve sa largeur initiale 11.

[0032] Les panneaux, suivant la figure 1, sont généralement utilisés comme coffrage perdu isolant de planchers en béton tel que représenté en coupe en figure 7. On y distingue le panneau suivant l'invention avec son âme isolante en polystyrène expansé 1 et ses parements 6 et 7 en fibragglo. Il est associé à une dalle pleine en béton 12.

[0033] L'ensemble de ce montage fonctionne comme un système particulier "masse-ressort-masse" permettant d'obtenir une meilleure valeur d'isolement acoustique R que la seule dalle pleine en béton 12 non revêtue.

[0034] Les panneaux, suivant la figure 2, sont surtout utilisés comme doublages isolants de murs en béton ou en maçon­nerie, tel que représenté en coupe figure 8. On peut y voir le panneau suivant l'invention avec son âme iso­lante en polystyrène expansé 1 et son parement en plaque de plâtre cartonnée 8. Il est mis en oeuvre par collage à l'aide de mortier adhésif 13 sur un mur en béton ou en maçonnerie 14. Ce montage fonctionne également comme un système particulier "masse-ressort-masse" et permet d'améliorer l'isolation acoustique R du mur 14 seul, non revêtu.

[0035] Les panneaux suivant figure 6 sont généralement utilisés pour isoler les toitures en pente, comme illustré en figure 9. Le panneau suivant l'invention en polystyrène expansé 1 y est représenté en coupe, placé entre deux chevrons 15 et 16 de la toiture. Pour le mettre en place, on l'a comprimé suivant l'effort 10.

[0036] L'élasticité du panneau permet son maintien en place entre les chevrons 15 et 16.

[0037] Les panneaux suivant l'invention peuvent notamment être utilisés lorsqu'on cherche à réaliser l'isolation ther­mique d'une paroi et que l'on veut simultanément améliorer son indice d'affaiblissement acoustique. Des applications particulièrement intéressantes peuvent être envisagées pour réaliser des planchers séparatifs entre parkings souterrains et logement, ou des murs séparatifs de loge­ment.

[0038] Bien entendu, tout comme les panneaux sans parement, les panneaux avec parement(s) peuvent comporter ou non des rainures. De même, les panneaux selon l'invention peuvent comprendre au choix un ou deux parements, que ceux-ci soient en fibragglo ou d'un autre type.

[0039] Bien que les panneaux selon l'invention soient applicables au doublage isolant des parois de la façon illustrée à la figure 8, on a constaté dans ce cas que la colle pénètre partiellement dans les fentes et, le cas échéant, dans les rainures de la couche de mousse, réduisant ainsi leur efficacité. Il en résulte une augmentation du module d'élasticité dynamique et une détérioration des caractéristiques acoustiques de la paroi doublée.

[0040] Le procédé selon l'invention remédie à cet inconvénient.

[0041] Ce procédé utilise un panneau tel que décrit ci-dessus et qui comprend, au moins sur la face de la couche de mousse tournée vers la paroi à doubler, un parement empêchant la colle d'atteindre les fentes.

[0042] Ce parement par exemple est interposé entre la couche de mousse 1 et les plots de colle 13 de la figure 8. La colle ne peut donc pénétrer dans les fentes et, le cas échéant, dans les rainures et les caractéristiques acoustiques du panneau sont préservées.

[0043] Ces caractéristiques sont encore améliorées lorsque le parement est perméable à l'air.

[0044] Un tel parement perméable à l'air peut être constitué par un voile de verre, de préférence d'une épaisseur comprise entre 1 et 2 mm environ.

[0045] En variante, un parement léger et économique peut être fourni par une seconde couche de mousse plastique, par exemple de polystyrène expansé élastifié, dont la face tournée vers la paroi est exempte de découpes. Une telle couche peut avoir une épaisseur comprise entre 5 et 10 mm environ.

[0046] Bien entendu, ces exemples n'ont aucun caractère limi­tatif. Il est possible d'utiliser pour réaliser le pare­ment tout matériau propre à adhérer à la couche de mousse et à former une barrière à l'égard de la colle.

[0047] Il va de soi également que la face de la couche de mousse tournée à l'opposé de la paroi peut également être recou­verte d'un parement, par exemple en plâtre cartonné, tel que celui indiqué en 8 à la figure 8.

Revendications

1. - Panneau isolant comprenant au moins une couche (1) de mousse plastique alvéolaire, caractérisé en ce que ladite couche présente une multiplicité de fentes allongées (2,3) à profil en chevron s'étendant parallè­lement les unes aux autres et parallèlement aux faces de la couche, alternativement à partir des deux faces de la couche.

2. - Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que son module d'élasticité dynamique dans la direction parallèle aux faces du panneau et perpendiculaire à la longueur des fentes (2,3) est compris entre 0,05 et 0,2 MPa environ.

3. - Panneau selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que son module d'élasticité dynamique dans la direction de l'épaisseur est compris entre 0,2 et 0,3 MPa environ.

4. - Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite couche présente sur l'une de ses faces des rainures (5) s'étendant chacune d'une fente à une fente voisine.

5. - Panneau selon l'une des revendications précédentés, caractérisé en ce que le nombre des fentes est suffisant pour permettre une compression élastique de la couche dans la direction perpendiculaire à la longueur des fentes de plusieurs centimètres par mètre.

6. - Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche est élastifiée par une opération de compression.

7. - Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un parement (6,7,8) sur l'une au moins des faces de ladite couche.

8. - Panneau selon la revendication 7, caractérisé en ce que le parement (6,7) est en fibragglo.

9. - Panneau selon la revendication 7, caractérisé en ce que le parement (8) est lisse.

10. - Panneau selon l'une des revendications 7 et 9, caractérisé en ce que le parement (8) est en plâtre cartonné.

11. - Panneau selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des parements (6,7) sur les deux faces de la couche.

12. - Procédé de doublage isolant d'une paroi par un panneau selon l'une des revendications 7 à 11, dans lequel on colle le parement sur la paroi, le parement empêchant la colle d'atteindre les fentes de la couche de mousse.

Dessins