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FR2988640A1 - Materiau composite isolant acoustiquement et thermiquement - Google Patents

Materiau composite isolant acoustiquement et thermiquement Download PDF

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FR2988640A1
FR2988640A1 FR1252903A FR1252903A FR2988640A1 FR 2988640 A1 FR2988640 A1 FR 2988640A1 FR 1252903 A FR1252903 A FR 1252903A FR 1252903 A FR1252903 A FR 1252903A FR 2988640 A1 FR2988640 A1 FR 2988640A1
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Abstract

L'invention concerne un matériau composite isolant acoustiquement et thermiquement, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une première couche appelée âme, que ladite âme est un nappé comprenant au moins des fibres de bambou et des fibres d'un produit choisi dans le groupe consistant en chanvre, lin et jute et des agents de liage, qu'en pourcentages en masse par rapport à la masse de l'âme, les fibres de bambou varient entre 20 et 75%, les fibres du produit choisi entre 20 et 75% et les agents de liage entre 5 et 30%.

Description

La présente invention concerne un matériau composite isolant acoustiquement et thermiquement. Dans la construction immobilière, automobile, aéronautique, ferroviaire et navale, on utilise depuis longtemps des isolants thermiques et acoustiques. Souvent ces isolants sont faits de laines minérales ou autres produits qui peuvent être nocifs lors de leur manipulation et/ou de leur utilisation ou lors de la destruction. La prise de conscience de ces inconvénients a poussé les constructeurs de se diriger vers l'utilisation des isolants d'origine naturelle. Néanmoins, si ces nouveaux isolants sont neutres du point de vue écologique ils ne donnent pas toujours satisfaction en termes de résistance à l'humidité, de résistance thermique et de longévité. On cherche sans cesse à fabriquer des isolants d'origine naturelle et plus particulièrement végétale répondant au mieux aux contraintes précitées. Pour éviter toute interprétation erronée nous indiquons nos définitions de quelques termes techniques. On appelle « fibre » une substance filamenteuse présentant une longueur (ou « taille ») plus de 10 fois supérieure à sa plus grande dimension dans un plan transversal quelconque, les plans transversaux étant les plans coupant la fibre perpendiculairement à la direction de sa longueur. B 1 2FRO084 dep La taille moyenne d'un ensemble de fibres est la moyenne arithmétique des longueurs de ces fibres. On appelle « film » une feuille, généralement 5 souple, d'une épaisseur inférieure à 1 mm. On appelle « non tissé » un feutre composé de fibres végétales, synthétiques, ou artificielles d'un poids allant de 15 à 1500 g/m2 et d'une épaisseur allant de 0.5 à 25 mm et réalisée par 10 voie sèche, humide ou papetière. On appelle « plaque rigide » une feuille d'une épaisseur supérieure à 5mm. Un objectif de la présente invention est de fournir un matériau isolant répondant, aux 15 nouvelles contraintes de performances thermiques et acoustiques. A cet effet, l'invention propose un matériau composite isolant thermiquement et acoustiquement. Le matériau composite isolant selon 20 l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une première couche appelée âme, que ladite âme est un nappé comprenant au moins des fibres de bambou et des fibres d'un produit choisi dans le groupe consistant en chanvre, lin 25 et jute, et des agents de liage, qu'en pourcentages en masse par rapport à la masse de l'âme, les fibres de bambou varient entre 20 et 75%, les fibres du produit choisi entre 20 et 75% et les agents de liage entre 5 et 30%. B 12FR0084 dep Le déposant est titulaire d'une demande de brevet FR 11 53942 concernant un matériau isolant composite utilisant essentiellement de fibres de lin. Les éléments isolants ainsi obtenus présentent une faible rigidité et leur manipulation et leur utilisation dans certaines applications n'est pas très aisée sans l'adjonction d'un élément plus rigide. Les fibres de bambou sont les fibres ayant une croissance extrêmement rapide. Le bambou se compose de réseaux de fibres extrêmement denses et parallèles. La culture de bambou permet d'absorber de grandes quantités de CO2. Cette fibre apporte des valeurs supérieures en termes d'isolation thermique et acoustique. Ces fibres ne subissent aucun traitement chimique et cette fibre et donc totalement naturelle et biodégradable. Le bambou pour sa culture n'a besoin que du soleil, il produit lui même une substance antibactérienne et donc ne nécessite aucun pesticide pour sa culture. Cette culture est totalement écologique car on ne replante pas le bambou, il est coupé à environ 1m du sol et repousse automatiquement (cela évite d'épuiser les ressources de la terre). La récolte se fait environ tous les 5 ans. La fibre de bambou possède des propriétés antibactériennes, antifongiques et antistatiques. Ainsi, utiliser un isolant comprenant de fibres de lin et de fibres de bambou permet de combiner les effets bénéfiques de deux fibres en fonction des applications et du B 1 2FRO084 dep milieu dans lequel les matériaux isolants seront utilisés. Les fibres de bambou étant un produit écologiquement intéressant on peut le combiner avec d'autres fibres naturelles à la place des fibres de lin telles que les fibres de chanvre ou le jute. Les fibres de chanvre à densité équivalente à d'autres fibres végétales, par exemple au lin, permettent d'obtenir des produits plus rigides et une meilleure tenue mécanique. La fibre de chanvre est issue de la culture du chanvre qui est naturellement écologique car cette culture est totalement sans aucun traitement phytosanitaire.
La culture du chanvre est aussi une bonne culture de rotation permettant de couper les maladies d'un maïs, d'un blé. Cette culture permet de reposer les sols et d'améliorer les rendements des cultures venant par la suite. La culture du chanvre est une culture ayant un cycle court (3 mois). Aucune irrigation n'est nécessaire, aucun apport d'engrais ni de traitement phytosanitaire. Pour obtenir les fibres de chanvre, on procède à un défibrage mécanique qui a pour but de séparer la partie rigide de la plante (la chènevotte) de la partie fibreuse qui se trouve en périphérie de la tige de la plante. Pour facilité cette « extraction des fibres » un rouissage naturel sur champs permet de dissoudre les pectines permettant de faire le lien entre la fibre et le « bois » de B 1 2FRO084 dep la plante. Le rouissage est juste une action combinée des UV et de l'humidité ambiante. Lors de ce défibrage on obtient une fibre de qualité dite papetière (fibres grossières et 5 chargées en chènevottes). Pour avoir une fibre dite technique une seconde étape dite d'affinage est nécessaire. Cette fibre consiste à un « peignage » de la fibre et à un nettoyage mécanique de celle ci. Après l'affinage nous 10 obtenons une fibre technique fine et propre d'une longueur comprise entre 20 et 70 mm. Les fibres de jute à densité équivalente à d'autres fibres végétales, par exemple au lin, permettent d'obtenir des produits plus rigides et 15 une meilleure tenue mécanique. On peut bien sûr utiliser les fibres cueillies dans un champ de culture de jute pour fabriquer le produit isolant mais on peut aussi procéder au recyclage de sacs de jute utilisés habituellement pour le stockage 20 de certains produits comme les fèves de café ou de cacao ou autres denrées alimentaires. On procède d'abord au défibrage de sacs de jute et ensuite on recycle les fibres de jute pour fabriquer le matériau isolant. En résumé les fibres de jute 25 apportent au produit isolant une meilleure rigidité, une meilleure résistance à l'eau et une grande résistance à la décomposition. En plus le jute est une barrière de protection contre l'attaque microbienne du végétal. En effet, de par 30 sa nature chimique, le jute est une matière B 12FR0084 dep extrêmement résistante à divers agents chimiques et à la dégradation biologique. La combinaison des fibres de bambou avec des fibres soit de lin soit de jute soit de chanvre permet de combiner les qualités intrinsèques de ces fibres pour obtenir un matériau isolant destiné à une application spécifique. Selon une exécution le matériau composite comprend au moins une deuxième couche appelée face thermoliée ou collée à l'âme, que ladite face est un nappé aiguilleté comprenant en pourcentages en masse par rapport à la masse de la face 5 à 100% de fibres de jute et/ou de chanvre et/ou du lin et/ou d'autres fibres végétales.
L'âme d'un tel matériau qui est un nappé fait de fibres de bambou et des fibres soit de chanvre soit de lin soit de jute peut malgré tout dans certains cas présenter une rigidité insuffisante. Cette âme se présente sous la forme d'un rouleau ou d'un panneau. Le fait d'ajouter par thermoliage ou collage des faces faites d'un nappé aiguilleté, qui est simplement ou de préférence est doublement aiguilleté, lui permet d'augmenter la rigidité. La composition du matériau permet d'absorber l'humidité ambiante et la restituer lorsque les conditions atmosphériques le permettent. Le fait de travailler avec une âme et une face permet d'améliorer l'isolation acoustique et thermique et supprime tout affaissement dans le temps en pose verticale. B 12FR0084 dep Selon une variante d'exécution, l'âme est située entre deux faces parallèles. Selon une autre exécution la ou les faces comprennent aussi des agents de liage.
Les agents de liage sont choisis parmi des fibres de polyester bicomposant, des fibres en polyéthylène, des fibres en polypropylène, des fibres thermoliantes à base d'amidon végétal, des poudres thermoplastiques, des résines ou un mélange d'au moins deux de ces agents. Selon une exécution préférée une face au moins est revêtue d'un film et un non tissé comprenant de fibres végétales ou synthétiques ou artificielles.
Dans le but de répondre à certaines exigences liées à une utilisation spécifique du matériau isolant, une face au moins comprend un agent pulvérisé lui conférant des caractéristiques d'étanchéité à l'eau ou à la vapeur ou l'humidité ou de résistance au feu ou d'accroche. Selon une variante d'exécution, une face au moins est revêtue d'un film et/ou d'un non tissé comprenant de fibres végétales ou synthétiques ou artificielles.
De préférence les fibres de jute présentent une taille moyenne comprise entre 10 et 100 mm. L'invention concerne aussi un élément de construction pour bâtiment ou pour véhicule automobile ou ferroviaire ou pour bâtiment naval B 12FR0084 dep ou pour aéronef incorporant moins une couche du matériau tel que défini précédemment. L'aiguilleté utilisé pour les faces présente une densité allant de 400g/m2 à 2000g/m2.
De préférence, les fibres de de bambou et de chanvre ou de lin ou de jute présentes dans l'âme sont une teneur individuelle comprise rentre 20 et 75 %, de préférence encore entre 30 et 55 %, en pourcentages en masse par rapport à la masse 10 totale du matériau composite isolant. Selon une réalisation particulière, l'âme comprend, en pourcentages en masse par rapport à la masse totale dudit matériau, - plus de 60 %, de préférence plus de 80 % 15 et/ou moins de 95 %, de préférence moins de 90% de fibres. - Les fibres de chanvre ou de jute ou de lin et de bambou présentent une taille moyenne de préférence supérieure à 15 mm, de préférence 20 supérieure à 30 mm et/ou inférieure à 100 mm, inférieure à 80 mm, - L'agent liant dans l'âme présente une température de fusion inférieure à 200°C et/ou supérieure à 100°C.
25 L'agent liant présent dans le matériau composite isolant a une teneur supérieure à 2 %, de préférence supérieure à 10%, voire supérieure à 15 %, et/ou inférieure à 50 %, de préférence inférieure à 40 %, inférieure à 30 %, inférieure B 12FR0084 dep à 20 %, en pourcentages en masse par rapport à la masse totale de l'âme. De préférence, les fibres de chanvre ou de lin ou de jute et de bambou représentent ensemble 5 plus de 80 %, plus de 90 %, voire plus de 95 %, de la masse totale du matériau. De préférence, les fibres de chanvre ou de lin ou de jute et de bambou et l'agent liant, représentent ensemble 100% de la masse totale du matériau composite 10 isolant Un matériau selon l'invention peut prendre différentes formes, et peut notamment se présenter sous la forme d'un produit souple apte à être enroulé, dit « produit enroulable », ou plus 15 rigide, sous la forme d'un panneau. Un matériau enroulable selon l'invention présente une épaisseur avant enroulement de préférence supérieure à 15 mm, supérieure à 20 mm, supérieure à 30 mm, de préférence supérieure 20 à 40 mm, voire supérieure à 45 mm et/ou, de préférence, inférieure à 500 mm, inférieure à 400 mm, inférieure à 300 mm, inférieure à 250 mm, voire inférieure à 200 mm. Un matériau enroulable selon l'invention 25 présente une longueur de préférence supérieure à 1 m, supérieure à 2 m, supérieure à 3 m, voire supérieure à 4 m et/ou, de préférence, inférieure à 15 m, inférieure à 12 m, inférieure à 10 m, voire inférieure à 9 m. B 12FR0084 dep Un matériau enroulable selon l'invention présente une largeur de préférence supérieure à 0,30 m, supérieure à 0,45 m, supérieure à 0,55 m et/ou, de préférence, inférieure à 1 m, inférieure à 0,90 m, inférieure à 0,75 m, voire inférieure à 0,65 m. De préférence, un matériau enroulable selon l'invention présente encore une densité supérieure à 10 kg/m3, de préférence supérieure à 20 kg/m3, de 10 préférence supérieure à 30 kg/m3, et/ou inférieure à 120 kg/m3, de préférence inférieure à 60 kg/m3 et notamment inférieure à 40 kg/m3. Un panneau selon l'invention présente une épaisseur de préférence supérieure à 30 mm, 15 supérieure à 70 mm, supérieure à 100 mm et/ou, de préférence, inférieure à 600 mm, inférieure à 400 mm, inférieure à 300 mm, inférieure à 200 mm. Un panneau selon l'invention présente une 20 longueur de préférence supérieure à 0,70 m, supérieure à 0,90 m, supérieure à 1,10 m, supérieure à 1,20 m et/ou, de préférence, inférieure à 3 m, inférieure à 2 m, inférieure à 1,50 m, inférieure à 1,30 m.
25 Un panneau selon l'invention présente une largeur de préférence supérieure à 0,30 m, supérieure à 0,45 m, supérieure à 0,55 m et/ou, de préférence, inférieure à 1 m, inférieure à 0,90 m, inférieure à 0,75 m, voire inférieure à 0,65 m. B 1 2FRO084 dep Un panneau selon l'invention une densité de préférence supérieure à 20 kg/m3, de préférence supérieure à 30 kg/m3, de préférence supérieure à 40 kg/m3 et inférieure à 200 kg/m3 de préférence inférieure à 150 kg/m3 et notamment inférieure à 50 kg/m3. Selon une réalisation particulière, l'invention se présente sous la forme d'un panneau en matériau composite isolant selon l'invention présentant une grande face, voire deux grandes faces, revêtue(s), au moins partiellement, d'un film, de préférence un film étanche à la vapeur d'eau. Ledit film peut être avantageusement choisi parmi un film composite, de préférence souple, par exemple un film en papier kraft-aluminium, un film non-tissé, un frein vapeur, un film plastique. De préférence, ledit film est en papier kraft-aluminium. Selon une autre de réalisation particulière, ledit matériau composite isolant est lié, notamment au niveau d'au moins une de ses grandes faces, par exemple par collage, soudage à chaud, ultra-sons, couture ou toute autre méthode adaptée, à au moins une plaque rigide. La plaque rigide peut être choisie parmi des plaques de plâtre, de gypse, de bois, de bois composite, ou de panneaux de particules. Ces matériaux permettent de fabriquer des panneaux de contreventement, de finition, de protection contre les diverses projections, de résistance au feu. B 12FR0084 dep Un élément de construction selon l'invention peut se présenter sous la forme d'une superposition de couches, au moins une des couches étant en matériau composite isolant conforme à l'invention et au moins une des couches étant en un matériau complémentaire. Un tel élément peut en outre présenter une grande face, voire deux grandes faces, revêtue(s), au moins partiellement, d'un film tel que défini 10 précédemment. L'élément de construction incorporant au moins une couche de matériau peut être utilisé pour le bâtiment, pour les véhicules automobiles ou ferroviaires ou pour un bâtiment naval ou pour un 15 aéronef en particulier pour assurer une isolation thermique et/ou acoustique. B 1 2FRO084 dep

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Matériau composite isolant acoustiquement et thermiquement, caractérisé par le fait qu'il 5 comprend au moins une première couche appelée âme, que ladite âme est un nappé comprenant au moins des fibres de bambou et des fibres d'un produit choisi dans le groupe consistant en chanvre, lin et jute et des agents de liage, qu'en pourcentages 10 en masse par rapport à la masse de l'âme, les fibres de bambou varient entre 20 et 75%, les fibres du produit choisi entre 20 et 75% et les agents de liage entre 5 et 30%. 15
  2. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé qu'il comprend au moins une deuxième couche appelée face thermoliée ou collée à l'âme, que ladite face est un nappé aiguilleté comprenant en pourcentages en masse par rapport à la masse de la 20 face 5 à 100% de fibres de jute et/ou de chanvre et/ou du lin et/ou d'autres fibres végétales.
  3. 3. Matériau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'âme est située entre deux faces 25 parallèles.
  4. 4. Matériau selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que la ou les faces comprennent aussi des agents de liage. 30 B 12FR0084 dep
  5. 5. Matériau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les agents de liage sont choisis parmi des fibres de polyester bicomposant, des fibres en polyéthylène, des fibres en polypropylène, des fibres thermoliantes à base d'amidon végétal, des poudres thermoplastiques, des résines ou un mélange d'au moins deux de ces agents.
  6. 6. Matériau selon l'une de revendications 2 à 5, caractérisé par le fait qu'une face au moins est revêtue d'un film et un non tissé comprenant de fibres végétales ou synthétiques ou artificielles.
  7. 7. Matériau selon l'une de revendications 2 à 6, caractérisé par le fait qu'une face au moins comprend un agent pulvérisé lui conférant des caractéristiques d'étanchéité à l'eau ou à la vapeur ou l'humidité ou de résistance au feu ou d'accroche.
  8. 8. Matériau selon l'une de revendications 2 à 7, caractérisé par le fait qu'une face au moins est revêtue d'un film et/ou d'un non tissé comprenant de fibres végétales ou synthétiques ou artificielles.
  9. 9. Matériau selon l'une des revendications 1 à 8, 30 caractérisé par le fait que les fibres de bambou B 12FR0084 depet du produit choisi présentent une taille moyenne comprise entre 10 et 100 mm.
  10. 10. Elément de construction pour bâtiment ou pour véhicule automobile ou ferroviaire ou pour bâtiment naval ou pour aéronef incorporant au moins une couche du matériau selon l'une des revendications 1 à 9. B 1 2FRO084 dep
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