CA1031927A - Processus global d'association et de valorisation des isolations thermique et phonique - Google Patents

Abstract

PRECIS
L'on place au moins une couche dans une paroi ou un plancher à isoler. L'on ménage ensuite des crénaux en relation directe avec l'isolation de façon à permettre la circulation de fluide dans la paroi ou le plancher. Ce système produit à la fois une isolation thermique et phonique. Il permet de réduire jusqu'à un niveau très acceptable les diverses nuisances, bruit, froid, chaleur, qui agressent l'homme dans son cadre de vie à
l'intérieur des bâtiments. Sa conception lui permet également de servir eventuellementau passage de fluides tels que eau chaude et froide ou de câbles.

Description

~J~7 ~
La présente invention à trait à des perfectionnements aux procédés et dispositifs d'isolation des batiments et en parti-culier sur le plan thermique et sur le plan phonique, tels ceux décrits dans la demande de brevet principale EN 7323521 déposée le 27 juin 1973 sous le titre "Processus global d'association et de valorisation des isolations thermique et phonique".
La présente invention permet de réduire jusqu'à un niveau très acceptable les diverses nuisances, bruit, froid, chaleur, qui agressent l'homme dans son cadre de vie à l'intérieur des bâtiments. Sa conception lui permet également de servir éventuellement au passage desfluides tels que eau chaude et froide ou de cables.
Dans l'état actuel de la technique on observe que la venue du chauffage électrique intégré a entraîné une très bonne mise en oeuvre d'isolation thermique avec cependant quelques ,:;
réserves sur les qualités au feu de certains isolants ainsi que sur, la qualité résultante des bâtiments à inertie faible face aux constructions climatiques d'été.
De nombreux procédés et dispositifs d'isolation sont connus de l'art antérieur, mais s'il est courant de réaliser des isolations thermiques et des isolations phoniques, aucun système ne propose le recours à une solution commune consistant en une com-~ binaison nouvelle d'éléments dont certains sont connus de 1'homme ;~ de l'art, combinaison qui permet une grande efficacité d'isolation tant phonique que thermique sans recours à la simple addition des techniques correspondantes. Selon la pr~sente invention, au con-traire, on parvient à une combinaison de ce type présentant de plus l'avantage d'une économie d'investissement et d'exploitation ; et d'une technique simplifié de mise en oeuvre par rapport à l'art antérieur.
De plus, il est à noter que la présente invention permet de résoudre de facon simple et économique le problème du chauffage ou de la réfrigération, selon les saisons, en recourant jy ' _ L ~ :'~ ,' -- 1 -- ~
Y ~ ! 7 notamment à l'énergie solaire comme source unique ou comme source d'appoint.
La présente invention en créant des matériaux com-posites thermiques et acoustiques appelés thermophoniques permet d'associer les qualités de ces deux isolations tout en gardant un coût moyen de construction très acceptable. Par ailleurs, la très grande souplesse de conception de ces matériaux permet de surajouter aux qualités sus-mentionnées celles d'effets nouveaux tels que la variation de l'inertie du bâtiment en fonction des conditions climatiques extérieures.
On pourra enfin incorporer directement au bloc isolant thermophoniques un système de chauffage tel que peinture graphitée, tissu chauffant, câble, chauffant, etc....
Avant d'aborder les m~yens à mettre en oeuvre, il convient de rappeler quelques notions et d'en tirer les principaux enseignements.
A) Amélioration de la qualité thermique d'un bâtiment La qualité thermique d'un bâtiment peut se d~finir par ses possibilités d'être un frein aux agressions climatiques extérieures (chaleur, froid, vent, humidité, etc....) ; On con,coit immédiatement qu'il y a antinomie entre le fait de créer une barrière thermique destinée en hiver à con-server autant que possible les calories à l'intérieur d'une . .
, enceinte et ce en évitant des déperditions importantes avec l'extérieur et le fait qu'en été il faudra non seulement se pré-munir contre les calories extérieures maiségalement évacuer aussi rapidement que possible celles qui sont à l'intérieur de l'enceinte et ce d'autant plus que la barrière thermique tendra à s'y opposer.
Il s'agit donc de créer un bâtiment dans lequel la barrière thermi-~, 30 que peut évoluer en fonction des conditions climatiques extérieu-res. La mise en oeuvre de ce phénonème est l'une des applications les plus intéressantes de l'invention.
.
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'7 On notera également qu'en l'état actuel de la tech-nique on utilisera pour la partie thermique des matériaux aux propriétés les plus remarquables sur le triple plan des qua-lités thermiques et acoustiques ainsi que sur leurs qualités au feu, telles que laine de verre ou mousse phénolique. :
B) Amélioration des qualités acoustiques d'un bâtiment Deux types de bruits sont à conbattre: bruits aériens et bruits d'impact, plus un certain nombre d'autres bruits con-joints tels que circulation d'eau, chaufferie, machinerie, etc . Sans entrer dans les détails, il est bien connu que le meilleur moyen de se prémunir au moins contre les deux types de bruit serait de réaliser des parois - lourdes, - étanches à l'air, - faiblement tendues (résonances, cas des vitrages par exemple)-.
Les parois lourdes, par exemple à 400kg/m étant difficilement acceptables en construction courante, on utilise de préférence des cloisons doubles remplies d'un matériau isolant. .
Il convient aussi de rappeler qu'il serait illusoire de réaliser à grands frais une isolation acoustique convenable si on néglige les points faibles tels que fenêtres, portes, tuyauteries, etc Sur le plan pratique l'invention prend tous ces points en considération et peut leur apporter des solutions originales.
De même si l'étanchélt~ des cloisons n'est pas . rigoureusement observée, les fuites acoustiques ainsi engendrées entraînent une très nette diminution de l'intérêt de l'isolation acoustique.
En ce domaine encore la possibilité d'utilisation de . panneaux préfabriqués thermophoniques présente un intérêt non . négligeable. L'intérêt du double cloisonnement des parois est ~ 7~
identique en isolation thermique et acoustique d'où l'intérêt de le rendre cornmun dans sa mise en oeuvre.
Par ailleurs, un espacement de quelques centimètres de la double paroi pour permettre l'isolation thermique fait de lui-même passer l'indice d'isolement acoustique de 3~ dB pour un intervalle de 2 cm à 40,5 dB pour 5 cm et 42 dB pour 10 cm ce qui n'est pas négligeable.
Une observation importante enfin: l'emploi pour l'isolation acoustique d'un matériau résilient lourd du type plastique permet d'intégrer dans sa masse des canaux dont les utilisations à des fins multiples telles que circulation d'air, d'eau froide ou chaude, climatisation, etc... constitue l'origi-nalité principale qui vient se surjouter à l'intérêt intrisèque des isolations thermiques et phoniques.
On notera enfin que par sa conception même l'invention appliquée au bâtiment s'adapte parfaitement aux nécessités du chauffage électrique intégré dont elle devient le meilleur allié., J Elle pourra même devenir son support dans le cas oû le procédé de chauffage pourra s'intégrer directement aux matériaux thermophoni-ques (ex. peinture graphitée directement projetée sur le matériau ', résilient) ou encore dans le cas oû la mise en oeuvre peut être commune (chauffage par câbles chauffants par exemple).
L'isolant thermophonique ~e présente sous forme '~1 de plaques que l'on dispose jointivement même le long des arêtes entre parois ou entre parois et planchers (par biseau par exemple).
' Les fonctions intermédiaires sont réalisées par décrochement et recouvrement réalisés dans la masse du matériau résilient. Les remontées aboutissent soit à des blocs de raccordement des canaux ,,'i soit à des gaines d'arrivée d'air de circulation qui seront consti-~', 30 tuées de telle sorte que la distribution de l'air dans les canaux soit uniforme (diminution de la section de gaine par exemple).
L'air de circulation est suivant le type soit rejeté
~;,i directement à l'extrérieur soit repris dans une deuxième gaine ;~
., -. . . . , ; , - -~0~ 7 dite de reprise.
En ce ~ui concerne les fenêtres, les huisseries peuvent être du type à étanchéité renforcée, quant au vitrage il sera en principe constitué par un double vitrage classique (avec toutefois des épaisseurs de vitre différentes) auquel sera adjoint du côté de la vitre la plus épaisse une troisième vitre distante d'au moins 5 cm. Le vide ainsi formé sera soit ventilé, soit hermétiquement clos et déshumidifié.
Ce nouveau type de vitrage se dénommera vitrage thermophonique. ' En ce qui concerne les portes, elles seront toutes munies ~ la partie inférieure d'un balai destiné à diminuer au maximum le pont thermique et acoustique. Les huisseries seront du type à étanchéité renforcée, dans certains cas et notamment en ce qui concerne les portes donnant sur l'extérieur elles seront remplies de sable.
Ce nouveau type de portes se dénommera porte thermo-phonique.
L'invention décrite ci-dessus s'applique dans sa totalité ou en partie suivant les limites et buts souhaités à
toutes constructions que quelque nature qu'elles soient, pour les-quelles on recherche une amélioration très sensible, et ce au moindre côut, des qualités thermiques et acoustiques.
L'application la plus évidente se situe dans le domaine des logement par lesquels elle constitue l'amélioration globale des conditions et du cadre de vie la plus importante et la plus en conformité avec les réglementations en vigueur, à savoir:
- limitation des nuisances sonores des appartements à un niveau raisonnable c'est-à-dire non agressif, - économie d'énergie par diminution importante des chaleurs perdues, - amélioration générale de la qualité de la vie, ~,~
- maintien de niveaux de prix acceptables.
On peut donc dire que de fa~on générale, l'invention concerne un dispositif d'isolation thermique et phonique com-prenant au moins une couche d~un matériau isolant et ininflamma-ble prise en sandwich entre deux autres couches, la couche de matériau isolant ayant une surface plane et une face formant des sailIies, le volume compris entre les deux faces étant rempli par le matériau isolant, l'extrémité desdites saillies étant planes et parallèles à ladite face de ladite couche de matériau isolant, de fa~on à pouvoir supporter sans être écrasées, une charge bien distribuée, les saillies s'alignant sur deux direc-tions perpendiculaires l'une par rapport à l'autre, de façon à
permettre une circulation de fluide dans l'une ou l'autre des di-rections perpendiculaires.
L'invention concerne aussi un procédé pour la cons-truction d'un plancher isolé dans lequel une couche isolée est disposée sur une sous structure plane et horizontale, les sail-lies apparaissant sur la face inférieure, et une couche de bé-ton est coulée sur la surface plane de la couche isolante.
Pour mieux faire comprendre les caractéristiques techniques et les avantages de la présente invention on va en décrire des exemples de réalisation étant entendu que ceux-ci ne sont pas limitatifs quant à ~ur mode de mise en oeuvre et aux applications qu~on peut en faire.
On se référera aux figures suivantes qui représentent schématiquement: ~
- les figures 1 et 2 des modes de réalisation d'isola-tion conformes à la présente invention vues en pers-pective, - les figures 3 a 6 des applications à des batiments selon diverses variantes conformes à l'invention, - les figures 7 à 9 des modes de réalisation de l'iso-lation.

La figure 1 représente une isolation appliquées à
un plancher comprenant une dalle porteuse de tout type classique 1, une dalle ou chape flottante 2, et prise en sandwich entre ces dalles, une isolation conforme à l'invention pouvant se présenter sous forme d'un matériau composite. Ce matériau présente d'un côté au moins une couche et de l'autre également au moins une couche, maintenues écartées, par au moins une famille de saillies laissant entre elles des créneaux communiquant entre eux et per-mettant une circulation de fluide. Les couches assurent séparé-ment ou conjointement l'isolation phonique et thermique. Les sail-lies sont de préférence solidaire d'au moins l'une des couches et peuvent être monoblocs avec au moins l'une de ces couches.
A la figure 1 les saillies 3 sont du même matériau que la couche inférieure 4, la couche 5 supérieure étant rapportée.
Les couches peuvent par exemple être de nature différentes et être choisies l'une pour ses propriétë phoniques l'autre pour ses pro-priétés thermiques, mais la possibilité de circulation fluide entre les saillies ajoute des possibilités sur lesquelles on reviendra - 6a _ .
: . - : . ,, -plus loin, que ne permettent pas d'atteindre la simple juxtaposition d'isolations classiques. On peut bien entendu concevoir des dispositions ou, par exemple, les saillies sont solidaire tantôt d'une couche tantôt de l'autre ou sont solidaires de la couche supérieure; on peut concevoir également sans sortir du cadre de la présente invention des dispositifs avec des saillies soli-daires de chaque couche et se rejoignant à mi-hauteur entre les deux choches.
A la figure 2, on retrouve les deux dalles 1 et 2, mais les saillies 3 sont situées sur au moins l'une des faces de l'isolation~les couches 4 et 5 planes se retrouvant groupées.
Les matériaux utilisés peuvent être de tout type clas-sique, unique ou multiple. Dans le cas du matériau unique, on pourra recourir à des qualités différentes d'un même produit et en particulier à des densités différentes. Il convient de remar-quer, ici encore que les créneaux intercommuniquant entre eux assurent une partie appréciable de l'lsolation nottamment sur le plan thermique.
Il est par ailleurs évident que, dans toute la mesure du possible, les matériaux seront ininflammables, incombustibles, insolubles, imputrescibles, inaltérables, collables, qu'ils ne dé-gageront pas de fumées nocives en cas d'échauffement important et que la partie crénelé sera inerte aux fluides qui doivent y circuler et en particulier à l'air et à l'eau (liquide ou vapeu~).
Enfin, et cela est également à la portée de l'homme de l'art, il convient que les couches isolantes y compris la zone crénel~es, ou les zones crénelées, présentent les résistances mécaniques, la stabilité dimensionnelle et l'élasticité nécessaires, cette dernière surtout pour le comportement de la couche après mise en place de la dalle flottante.
La figure 3 représente en perspective schématique le principe général de circulation fluide dans un plancher appliqué
~' .. . .
au conditionnement thermique: l'air arrive par une gaine et s~
répartit dans les zones crénelées 12. Il pénètre dans les pièces ~ar les bouches 13 et ressort par une ~aine 14. Ce système peut servir au chauffage, ou inversement à la réfrigération. On retrou-ve sur cette figure les éléments de la figure 1 : dalle porteuse 17 couches 15 et 16 séparées par la zone crénelée 12, dalle flot-tante 18.
La figure 4 reprend en coupe l'application du principe de la figure 3 à un batiment. En partie haute est disposé un dispositif d'échange thermique de tout type adéquat permettant le chauffage ou la réfrigération de l'air partiellement ou totalement neuf ou recyclé. En ce qui concerne la reprise de l'air, elle peut se faire dans les pièces soit par des intercommunications 22 soit par des gaines spécialement disposées à cet effet.
Aux figures 5 et 6, non seulement les planchers sont équipés d'isolations conformes à l'invention, mais également les murs, notamment externes, ce qui permet de capter de la chaleur ~.
solaire dans la zone crénelée 31, de l'amener en 32 dans l'échan-geur 33 par simple effet de cheminée ou de convection. On peut si 34 est au sud (dans l'hémisphère nord) et 35 au nord, organiser une double circulation d'air rechauffé en 31 sur la face 34 et d'air frais en 36 du côté 35. Ce système peut permettre une grande économie quant aux éventuelles sources de calories ou de frigories. Cela peut permettre également l'utilisation de pompe9 à chaleur, ou encore à certains moments de la journée le réchauf-fage de l'eau. En ce qui concerne la figure 6, on a disposé deux zones crénelées dans l'é~aisseur des murs. Comme à la figure 5 on récupère en 41 sur la face 44 exposée au soleil des calories amenées en 42 à l'échangeur 43, tandis que du côté interne, en 46 on peut faire circuler un air de régulation thermique de la température et de l'inertie du mur. Comme à la figure 5 le reste des circulations s'effectue comme aux figures 3 et 4. Comme à

i . ., la figure 5, l.a fa~ade 45 non exposée au soleil peut servlr de refroidissement de l'air.
En ce qui concerne la ~abrication du matériau isolant lui-même de nombreuses solutions peuvent etre envisay~es.
Dans un premier mode de réalisation on peut créer les saillies par découpage longitudinal et transversal d'une plaque épaisse d'isolant thermique puis on colle l'isolant phonique tFig. 7).
On peut procéder comme ci-dessus pour créer des sail-lies et superposer deux plaques saillies contre saillies (Fig. 8)l'isolant phonique étant ensuite collé sur au moins l'une des faces.
On peut également procéder par moulage, polyméri-sation in situ, expension notamment in situ, puis collage.
Les saillies peuvent être pleines ou éventuellement creuses (ce qui permet le recours à diverses techniques de moulage ou de formage bien connues).
On peut aussi (Fig. 9) superposer à la dalle port-euse 50 l'isolant en une ou plusieurs couches planes 51 puis placer une coquille ou surface gaufrée ou ondulée 52 qui sert de :. :
fond de coffrage pour la dalle flottante 53 tout en ménageant les créneaux de circulation. ;~
,: . , ., . : . . , . ~

Claims (2)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:-

1. Dispositif d'isolation thermique et phonique compre-nant au moins une couche d'un matériau isolant et ininflammable prise en sandwich entre deux autres couches, la couche de maté-riau isolant ayant une face plane et une face formant des sail-lies, le volume compris entre les deux faces étant rempli par le matériau isolant, l'extrémité desdites saillies étant planes et parallèles à ladite face de ladite couche de matériau isolant, de façon à pouvoir supporter sans être écrasées, une charge bien distribuée, les saillies s'alignant sur deux directions perpen-diculaires l'une par rapport à l'autre, de façon à permettre une circulation de fluide dans l'une ou l'autre des directions per-pendiculaires.

2. Procédé pour la construction d'un plancher isolé dans lequel une couche isolée selon la revendication 1 est disposée sur une sous structure plane et horizontale, les saillies appa-raissant sur la face inférieure, et une couche de béton est cou-lée sur la surface plane de la couche isolante.