[0001] La présente invention est relative à un matériau de construction obtenu à partir
de résidus végétaux, et ayant des usages analogues à ceux du bois, et à son procédé
d'obtention.
[0002] La technique utilisée jusqu'à présent pour obtenir des matériaux de ce genre se limite
aux agglomérés de fibres de bois ou sciures de bois, assemblés entre eux par un liant.
Cette méthode opératoire donne un produit fini dont le domaine d'utilisation est très
restreint. L'apparition de nouveaux liants très performants n'a réussi qu'à améliorer
sa résistance aux intempéries et à l'usure, mais la résistance mécanique aux efforts
importants auxquels le bois est généralement soumis demeure insuffisante.
[0003] Le bois dur devenant de plus en plus rare et cher, son abattage massif mettant en
péril l'équilibre écologique de la terre, il est nécessaire de le remplacer.
[0004] On a proposé, voir US-A-4.608.106, de constituer des poutres en collant entre elles
des planches dont la surface d'extrémité est coupée obliquement par rapport à la surface
principale. Cette technique est coûteuse, d'autant plus qu'il faut une exécution soignée
pour éviter la formation de vides aux jonctions entre planches.
[0005] On a aussi proposé, dans FR-A-2.024.078, un produit formé à partir de bandes plates
extraites de tiges de bambou, et tressées, les tresses étant ensuite réunies par pressage
et collage pour former des panneaux. Cette technique ne permet pas d'éviter la formation
de vides entre tresses adjacentes, en plus elle exige une opération de découpage pour
obtenir les bandes plates à partir des tiges du bambou.
[0006] La présente invention a pour but de fournir un produit qui soit compact et sans vide,
et obtenu par un procédé simple, à partir de matières premières peu coûteuses.
[0007] Le but de l'invention est de fournir un matériau moins coûteux et plus disponible
que le bois massif, et cependant apte à le remplacer dans tous ses usages, et même
à être utilisé dans des structures où l'importance des efforts ne permet pas l'usage
des bois même les plus durs.
[0008] Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un matériau de construction obtenu
à partir de résidus végétaux, caractérisé en ce qu'il est formé à partir de fibres
végétales imprégnées d'un liant et groupées par paquets, de fibres parallèles, chaque
paquet ayant la forme d'un parallélépipède oblique, ayant quatre faces parallèles
entre elles deux à deux et parallèles aux fibres, et deux faces terminales parallèles
entre elles et faisant un angle de 30 à 60° environ avec les fibres, les paquets étant
disposés en couches superposées, chaque couche comprenant plusieurs paquets sensiblement
de mêmes dimensions et en contact avec leurs faces terminales, les faces terminales
des paquets d'une couche étant décalées par rapport aux faces terminales des paquets
d'une couche adjacente, et les paquets étant liés entre eux à l'aide du liant qui
imprègne les fibres, pour former un bloc.
[0009] Les fibres végétales peuvent être des fibres de canne à sucre, de jute, de chanvre,
de lin, de coton ou de kapok. De préférence, cependant, ce sont des fibres de noix
de coco.
[0010] Avantageusement, le liant est une colle polyuréthane.
[0011] L'invention fournit encore un procédé d'obtention d'un produit tel que décrit ci-dessus,
et qui comprend les étapes suivantes :
- tremper les fibres dans le liant,
- disposer dans un moule les fibres imprégnées de liant et groupées en paquets et
en couches,
- presser les fibres à l'intérieur du moule, jusqu'à polymérisation au moins partielle
du liant,
- éventuellement, terminer la polymérisation et procéder à un séchage hors du moule.
[0012] En variante, on peut opérer de la façon suivante :
- disposer dans un moule les fibres non imprégnées de liant groupées en paquets et
en couches,
- fermer le moule et y introduire le liant pour imprégner les fibres,
- presser les fibres à l'intérieur du moule jusqu'à polymérisation au moins partielle
du liant,
- éventuellement, terminer la polymérisation et procéder à un séchage hors du moule.
[0013] Ceci exige un liant ayant initialement une bonne fluidité, et un moule conçu pour
évacuer l'air.
[0014] De préférence, le liant avec lequel on imprègne les fibres est une colle de polyuréthane
mono-composant.
[0015] Suivant une modalité intéressante surtout pour des formes complexes et pour faciliter
la mise en place des fibres dans le moule, on lie ensemble des paquets successifs
à l'aide de fibres placées autour de leur jonction ou avec un liant. On forme ainsi
des sortes de cordes plus faciles à mettre en place.
[0016] Comme les fibres sont pratiquement indépendantes les unes des autres dans la masse
de liant non polymérisé, elles peuvent fléchir et se déplacer les unes par rapport
aux autres, notamment aux limites des paquets adjacents, ce qui a pour effet de combler
les vides entre paquets, et d'assurer un chevauchement contre fibres de paquets adjacents.
[0017] Cela est particulièrement vrai avec des fibres de noix de coco, qui sont de très
petit diamètre : 0,10 à 0,40 mm.
[0018] Un autre avantage de ces fibres est leur résistance aux insectes et autres parasites
qui s'attaquent au bois ou au bambou.
[0019] L'invention va être exposée de façon plus précise à l'aide d'un exemple pratique
illustré à l'aide de la figure unique, qui est une vue en perspective d'un bloc de
matériau conforme à l'invention.
[0020] Comme le montre la figure, le bloc 1 est formé d'un certain nombre de couches 2 constituées
chacune d'une série de paquets 3 formés de fibres parallèles. Chaque paquet a la forme
d'un volume géométrique limité par une face supérieure 4 et une face inférieure parallèle,
non visible, qui s'étendent d'un côté à l'autre du bloc, deux faces latérales dont
une seule 5 est visible et qui coïncident avec les côtés du bloc, et des faces terminales
6 qui sont, dans l'exemple choisi, inclinées à 45° environ sur le plan des faces supérieure
et inférieure, cet angle pourrait varier, dans la pratique, entre 30 et 60° environ.
Pour obtenir un tel bloc, on prépare des paquets 3 à l'aide de fibres trempées dans
du liant non polymérisé ou incomplètement polymérisé. On place les paquets dans un
moule, qui, dans l'exemple choisi, est à faces rectangulaires, les paquets étant disposés
par couches successives en prenant soin de décaler les faces terminales 6 d'une couche
à l'autre, pour empêcher la formation de lignes de faiblesse, puis on exerce une pression
sur le moule de façon à obtenir un bloc homogène, et on laisse l'ensemble dans le
moule jusqu'à un durcissement suffisant pour que la polymérisation puisse s'achever
hors du moule.
[0021] Le matériau obtenu est apte à remplacer le bois, notamment lorsqu'il est destiné
à supporter de grands efforts. Il est imputrescible, imperméable, réfractaire aux
intempéries, ne réagissant pas aux grands changements de température, inattaquable
par les insectes. Il offre l'avantage de pouvoir être travaillé comme le bois (sciage,
ponçage, vernissage, ..). Sa résistance en flexion dépasse celle du béton armé, sa
densité est inférieure à celle de l'eau, sa résistance thermique va de -20°C à 120°C.
Son caractère imputrescible et imperméable et ses formes variables suivant les moules
utilisés permettent de le conseiller dans le domaine nautique et aéronautique.
[0022] D'autre part, sa production ne dégage ni fumée, ni vapeur toxique.
[0023] Lorsque le matériau est réalisé avec de la colle polyuréthane mono-composant, il
est inattaqué par les bases, les sels, les huiles, les essences et la plupart des
acides. De plus, cette colle a une prise très lente, ce qui permet de mieux fignoler
le travail, surtout la disposition des fibres.
[0024] Deux ouvriers peuvent mouler en moyenne 5 m³ par jour, suivant l'organisation du
travail, et même beaucoup plus.
[0025] La figure montre un bloc 1 à peu près en forme de parallélépipède. On doit cependant
observer que le procédé permet d'obtenir des blocs de formes variées, et même de formes
très complexes. Il suffit de prévoir le moule en conséquence. Dans le cas de l'élaboration
d'un bloc de forme complexe, les paquets situés loin des parois du moule ont à peu
près la forme d'un parallélépipède, alors que les paquets destinés à être posés près
des parois pourront avoir une forme différente. En particulier, si on désire obtenir
un bloc comportant des cavités ou des trous de passage, par exemple pour des moyens
de fixation, on dispose les paquets de façon que les fibres contournent les noyaux
prévus à cet effet dans le moule, ou même s'enroulent autour d'elles. Il en est évidemment
de même si le bloc doit comporter des inserts, par exemple métalliques. La souplesse
des fibres permet, par conséquent, une grande variété de fabrications.
1. Matériau de construction obtenu à partir de résidus végétaux, caractérisé en ce
qu'il est formé à partir de fibres végétales imprégnées d'un liant et groupées par
paquets (3), de fibres parallèles, chaque paquet ayant la forme d'un parallélépipède
oblique, ayant quatre faces (4, 5) parallèles entre elles deux à deux et parallèles
aux fibres, et deux faces terminales (6) parallèles entre elles et faisant un angle
de 30 à 60° environ avec les fibres, les paquets étant disposés en couches superposées
(2), chaque couche comprenant plusieurs paquets sensiblement de même dimension et
en contact par leurs faces terminales, les faces terminales des paquets d'une couche
étant décalées par rapport aux faces terminales des paquets d'une couche adjacente,
et les paquets étant liés entre eux à l'aide de liant qui imprègne les fibres, pour
former un bloc.
2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres sont des fibres
de canne à sucre , de jute, de chanvre, de lin, de coton ou de kapok.
3. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres sont des fibres
de noix de coco.
4. Matériau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le liant est
une colle polyuréthane.
5. Procédé d'obtention d'un matériau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé
en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- tremper les fibres dans le liant,
- disposer les fibres imprégnées de liant dans un moule et groupées en paquets (3)
et en couches (2),
- presser les fibres à l'intérieur du moule, jusqu'à polymérisation au moins partielle
du liant,
- éventuellement, terminer la polymérisation et procéder à un séchage hors du moule.
6. Procédé d'obtention d'un matériau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé
en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- disposer dans un moule les fibres non imprégnées de liant groupées en paquets et
en couches,
- fermer le moule et y introduire le liant pour imprégner les fibres,
- presser les fibres à l'intérieur du moule jusqu'à polymérisation au moins partielle
du liant,
- éventuellement, terminer la polymérisation et procéder à un séchage hors du moule.
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que pour faciliter la
mise en place des fibres dans le moule, on lie ensemble des paquets successifs à l'aide
de fibres placées autour de leur jonction ou avec un liant.
8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le liant dans
lequel on imprègne les fibres est une colle de polyuréthane mono-composant.