EP0694101B1 - Materiau absorbant acoustique - Google Patents

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EP0694101B1
EP0694101B1 EP94913648A EP94913648A EP0694101B1 EP 0694101 B1 EP0694101 B1 EP 0694101B1 EP 94913648 A EP94913648 A EP 94913648A EP 94913648 A EP94913648 A EP 94913648A EP 0694101 B1 EP0694101 B1 EP 0694101B1
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notably
material according
binder
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Jurg Scheiwiller
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PIC CONSEIL Sarl
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PIC CONSEIL Sarl
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Priority claimed from FR9306970A external-priority patent/FR2706174B1/fr
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    • E04B2001/8457—Solid slabs or blocks
    • E04B2001/8476—Solid slabs or blocks with acoustical cavities, with or without acoustical filling

Definitions

  • the invention relates to an acoustic absorbent material in particular in the form of a plate or slab.
  • acoustic absorbent material means any material which makes it possible, in particular when placed on a wall, to increase the part of the sound wave which is absorbed by reducing the reflected part.
  • acoustic correction such as coverings or acoustic absorbent screens
  • sound wave absorbent products or acoustic absorbent products
  • tiles or cladding panels known to date are made up either of agglomerated aggregates, or of agglomerated wood chips, or of mineral or synthetic fibers or of foams coated with a decorative fabric or of paint, or of perforated metal boxes filled with mineral fibers.
  • the well-known technique of cladding consists in coming to fix before an existing wall to be treated, cladding plates on a frame (metal profile for example).
  • the plenum thus formed between the wall and the cladding plate is generally filled with mineral wool.
  • absorbent materials rarely combine the qualities of use required by wall acoustic absorbents, namely acoustic absorption, acoustic transparency, mechanical resistance and aesthetics. They are in fact either poor in absorption or acoustic transparency, or fragile and unsightly.
  • the product known under the name "COUSTONE®” consisting of a homogeneous mortar is fragile and brittle, or the product known under the name SOVETAC® made up of aggregates agglomerated on a plate of densified mineral fibers is fragile and not very transparent acoustically.
  • the object of the present invention is precisely to provide acoustic absorbent materials, allowing an acoustic absorption equivalent to or even greater than that of the materials currently known in this field, while retaining the properties of being transparent acoustics, mechanically resistant and aesthetic.
  • the subject of the present invention is an acoustic absorbent material comprising particles of mineral origin linked together by a binder at their only points of contact with each other, so that the surfaces (not being in contact with each other) of the particles delimit spaces allowing the circulation of air through the material (also designated by the expression "air voids"), making the aforesaid material porous, said particles, binder and air voids being uniformly distributed throughout said material, that is to say that the distribution of the particles of the air voids and of the binder, is substantially identical for each volume of one cm 3 of material.
  • the particles of mineral origin contained in the material according to the invention are advantageously gravels, in particular gravels of rolled or crushed quartz or aggregates of silica, or limestone (in particular of marble), or glass beads or shards , or clay balls, crushed or not, and whose particle size is preferably from approximately 0.1 mm to approximately 10 mm, in particular from approximately 0.1 mm to approximately 5 mm, or alternatively approximately 0, 3 mm to approximately 3 mm, in particular approximately 0.5 mm to approximately 2.5 mm, preferably from about 0.5 mm to about 1.25 mm, or from about 0.5 mm to about 1 mm, or preferably also from about 1 mm to about 2 mm.
  • the above-mentioned particles have substantially the same particle size.
  • the binder is a natural or synthetic resin, in particular chosen from methacrylate, epoxy, acrylic, polyester or polyurethane resins.
  • the material according to the invention has an apparent density of approximately 100 to approximately 2000 kg / m 3 , or alternatively of approximately 1000 to approximately 1700 kg / m 3 , in particular approximately 1400 kg / m 3 to approximately 1600 kg / m 3 .
  • the aforementioned material is in the form of plates or slabs with a thickness of about 8 mm to about 50 mm, advantageously from about 16 mm to about 30 mm.
  • the tiles according to the invention can be in flat and smooth form, or can be flat and sculpted, in particular by hollows, ribs, bumps, etc.
  • the presence of sculptures on the slabs of the invention is likely to increase their surface and therefore their acoustic absorption capacity.
  • the invention also relates to a reinforced material comprising a material as described above, according to the invention, and one or more reinforcing element (s), made of woven or non-woven material, embedded in the mortar of the material. formed by the agglomeration of the particles with the binder, this reinforcing element being chosen in particular from glass fibers, synthetic fibers, metallic fabrics or made of stainless or galvanized steel, said reinforcing element advantageously being a glass grid with meshes of the order of about 4 to about 10 mm.
  • this reinforcing element being chosen in particular from glass fibers, synthetic fibers, metallic fabrics or made of stainless or galvanized steel, said reinforcing element advantageously being a glass grid with meshes of the order of about 4 to about 10 mm.
  • this frame which advantageously has the same surface as the slab according to the invention, and which is linked by the resin for coating the gravel with which they form a laminate, contributes to ensuring impact resistance and mechanical resistance.
  • absorbent materials according to the invention In order to be intimately bound by the coating resin, this reinforcing element (in particular woven or grid) can be provided with meshes of a size compatible with the particle size of the gravel of the mortar. In the case of the gravel described above, it is possible to provide meshes of the order of 4 to 10 mm.
  • the weight is of the order of 160 to 250 g per m 2 .
  • the adequacy of the particle size of the gravel of the mortar with the reinforcing mesh gives the cladding plate according to the invention, the property of being able to be cast or screwed onto the framework of the cladding without pilot hole.
  • the subject of the invention is also any compound material comprising one or more acoustic absorbent core (s) in cavities arranged for this purpose inside a material, in particular reinforced, as described above. top according to the invention, this absorbent core being chosen in particular from fibrous materials such as glass or rock fibers, glass or rock wool, or cellulose fibers, or fibers of animal origin, or acoustic absorbent foams such as polyurethanes of melamine or of open cell polyethylene etc., in general, any acoustic absorbent material.
  • fibrous materials such as glass or rock fibers, glass or rock wool, or cellulose fibers, or fibers of animal origin
  • acoustic absorbent foams such as polyurethanes of melamine or of open cell polyethylene etc.
  • the core is made of fibers or wool of glass or rock.
  • it can be in the form of a plate 5 to 20 mm thick. It may in particular be the product known under the name "Stratiglass®” sold by the company ISOVER SAINT GOBAIN.
  • the density of this insulating core can be 150 kg per m 3 . It can be glass wool or rock wool.
  • the acoustic absorbent core by virtue of its fiber or foam composition, gives the acoustic panel a non-negligible complementary power of thermal insulation.
  • the compound material according to the invention is in the form of plates or slabs with a thickness of approximately 4 mm to approximately 40 mm, advantageously from approximately 10 mm to approximately 30 mm, in particular 13 mm to 28 mm, and an apparent density advantageously between 800 kg / m 3 and 1500 kg / m 3 , in particular from 1100 kg / m 3 to 1200 kg / m 3 .
  • the thickness of the absorbent core within the material is from about 5 to about 16 mm.
  • the volume of the absorbent core represents approximately 20 to approximately 30% of the volume of the material, in particular when the latter is in the form of a slab.
  • the compound materials according to the invention advantageously have abrasion and impact resistance as described above in the case of the above-mentioned acoustic absorbent materials.
  • the invention also relates to the use of all materials as described above, as acoustic absorbents, in particular when they are placed on walls, ceilings or floors of any premises, or even on exterior walls. of buildings or other constructions.
  • the preparation of an acoustic absorbent material according to the invention is carried out by introducing into a mold of the same size as that of the slab or plate which it is sought to obtain, a layer of mortar made up of gravel, pigmented or not, added resin. Then let crosslink. Time to crosslinking depends, in particular on the crosslinking temperature for the resin used.
  • a first layer of mortar consisting of gravel, pigmented or not, added with resin, is introduced into the mold of the same size as the slab provided, the grid is then placed. 3 on a first layer and, if necessary, in the middle of this grid 3, the absorbent core 4 is laid, of dimensions slightly smaller than the total dimensions of the slab, and the whole is covered with a second layer of the same mortar 2 or a mortar of different composition, also filling the gaps left free all around the absorbent core 4.
  • holes with a diameter of about 2.5 cm to about 5 cm are arranged in the absorbent core so that the two walls mortar surrounding the absorbent core are connected by mortar "bridges" during the aforementioned step of covering with the second layer of mortar.
  • the gravel is wrapped in resin, colorless or colored, in order to be agglomerated and to form a mortar.
  • Such mortars are described in patent FR 2 622 223 and known under the name "CHROMOROC®".
  • the gravel used can also be calcined which allows them to be of an excellent whiteness.
  • the mortar can be prepared from gravel coming from a mixture of gravel, natural or pigmented by coating with colored resin.
  • any resin capable of agglomerating and hardening the mortar can be used, for example methacrylate, epoxy, acrylic, polyester or polyurethane resins mentioned above.
  • polyurethane resins are used.
  • the binder and in particular when it is a polyurethane is present in the mortar at concentrations of the order of 3 to 15% by weight, and preferably from 5.5 to 8.5%, in particular 7.5 8.5% by weight relative to the total weight of the mortar.
  • a first layer of mortar as described above is added with a resin, in particular a polyurethane resin, capable of hardening slightly during the crosslinking step, then, if necessary, the grid 3 and / or the absorbent core are placed on this first layer, and the whole is covered with a second layer of mortar added with a resin, in particular an epoxy resin, capable of hardening considerably during the crosslinking step.
  • a resin in particular a polyurethane resin
  • the absorbent materials thus obtained therefore have, on one of their faces, a hard layer of mortar which is particularly impact resistant, while the opposite face consists of a layer of mortar which is more flexible than the previous layer, the latter layer being likely to further improve the absorbency of the material, as well as its resistance to weathering over time, and to ultraviolet rays (and therefore its aesthetics).
  • the aforementioned materials are such that the "hard” layer represents approximately two thirds of the thickness of the materials, while the “flexible” layer represents approximately one third of this thickness.
  • the surface of the material according to the invention which is made up of a flexible layer of mortar as described above will be that facing the ambient environment, while the opposite face made up of a layer hard mortar as described above, will be that facing the wall on which said material is intended to be fixed.
  • a crosslinking catalyst can be used, such as organometallic derivatives in the case of polyurethane resin.
  • various additives can be incorporated which can give the mortar properties related to aesthetics, to the final color with properties of resistance to heat or fire.
  • the slabs of composite material according to the invention come in dimensions suitable for their use and, by way of example, slabs of the order of 60 cm per side, of the order of 5 cm thick, each of the layers of the laminate different from the "Stratiglass®" having a thickness of the order of 0.5 to 3 cm.
  • slabs of the invention are extremely easy, insofar as their mechanical strength is high and their light weight, in particular for slabs made from composite materials according to the invention. They can be laid in the conventional way and in particular by direct bonding and by mechanical fixing and in particular by laying on a wooden or metal frame, either by nailing or screwing with or without pilot hole, or by insertion into a network of profiles.
  • the slabs according to the invention have the advantage of being of great mechanical strength, the latter being conferred in particular by the presence of a reinforcement and by the symmetrical three-layer laminate structure, for those made of composite material according to the invention.
  • the appearance is flexible, in color and in grain size, by the choice of material, colored, neutral, mixed.
  • the invention also relates to the above-mentioned acoustic absorbent materials, where appropriate reinforced and / or compounds, having the property of being non-flammable (materials classified M1)
  • the aforementioned non-flammable materials are more particularly characterized in that they are obtained from binders, in particular the aforementioned resins, comprising alumina Al 2 O 3 , 3H 2 O.
  • the resin-alumina mixture used to obtain materials M1 according to the invention is advantageously such that the amount of alumina present in said mixture represents approximately one to approximately twice the weight of the resin in said mixture.
  • the invention also relates to acoustic absorbent materials as described above, having the property of being noncombustible (materials classified M0).
  • the resin-alumina mixture used to obtain M0 materials according to the invention is advantageously such that the amount of alumina present in said mixture represents approximately two to approximately three times the weight of the resin in said mixture.
  • the present invention also relates to the compositions comprising alumina mixed with one or more resin (s) in the abovementioned proportions.
  • the alumina included in the abovementioned compositions comprises a mixture of particles of different size, ranging from approximately 500 ⁇ for the largest, to approximately 1 ⁇ for the smallest.
  • the above-mentioned mixture of alumina particles is such that it comprises approximately two parts of large particles (approximately 500 ⁇ ), for a part of medium-sized particles (approximately 80 ⁇ to approximately 100 ⁇ ), and for one part small particles (about 1 ⁇ to about 5 ⁇ ).
  • the materials are subjected to radiation tests consisting in subjecting, under defined conditions, test specimens (containing a fraction of the materials) to the action of a radiant heat source and possibly causing ignition of the gases released. , and propagation of combustion.
  • test piece (30 x 40 cm) arranged at 45 °, is subjected to a defined radiation, emitted by an electric radiator whose surface is 3.0 cm below the plane of the test piece.
  • the gases released pass into contact with igniters located on either side of the test piece.
  • Each test lasts 20 minutes.
  • Combustible materials are classified M1, M2, M2 and M4. Only materials classified M1 can claim classification M0 (Higher Calorific Power ⁇ 2500 kJ / kg, i.e. 600 kcal / kg).
  • the sound absorption properties of the materials according to the invention are excellent compared to those of the usual slabs known for both high-pitched sounds and for mediums and basses.
  • CHROMOROC ALPHA® and CHROMOROC ALPHA ROUTE® products have a sound absorption coefficient as significantly higher than that of the COUSTONE product at low frequencies.
  • CHROMOROC ALPHA® product has a sound absorption coefficient ⁇ s significantly higher than that of the SOVETAC® product at low frequencies and high frequencies.

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Abstract

L'invention concerne un matériau absorbant acoustique (1) comportant des particules d'origine minérale reliées entre elles par un liant (2), le susdit matériau étant poreux, et comportant, le cas échéant, une âme absorbante (4) acoustique et/ou une armature de renfort (3) noyée dans le mortier constituant le matériau.

Description

  • L'invention concerne un matériau absorbant acoustique se présentant notamment sous forme de plaque ou dalle.
  • Lorsqu'une onde sonore rencontre une paroi séparant deux locaux, une partie de cette onde est transmise dans le local contigu, une deuxième partie peut être absorbée par la paroi ou son revêtement, et enfin une troisième partie est réfléchie par la paroi dans le local d'émission.
  • On entend par "matériau absorbant acoustique", tout matériau permettant, notamment lorsqu'il est placé sur un mur, d'augmenter la partie de l'onde sonore qui est absorbée en réduisant la partie réfléchie.
  • Un tel matériau n'a pratiquement aucune influence sur la partie transmise.
  • Ainsi, la mise en place de matériaux absorbants permet de rendre plus "sourd" un local qui était "sonore" (trop réverbérant); on réduit la durée de réverbération du local; c'est faire de la correction acoustique.
  • L'absorption acoustique ne permet pas l'isolation acoustique, cette dernière notion correspondant à la réduction de niveau sonore, non pas dans le local où il est émis, mais dans le local contigu. On recherche dans ce dernier cas, à réduire la partie de l'onde sonore qui est transmise à travers les parois. Or on vient de voir qu'un matériau absorbant ne réduit pas cette transmission.
  • Dans le domaine de la correction acoustique murale intérieure ou extérieure (comme les revêtements ou les écrans absorbants acoustiques), les produits absorbants les ondes sonores (ou produits absorbants acoustiques), notamment sous forme de dalles, ou plaques de bardage, connus à ce jour sont constitués soit de granulats agglomérés, soit de copeaux de bois agglomérés, soit de fibres minérales ou synthétiques ou de mousses revêtues d'un tissu décoratif ou de peinture, soit de caissons métalliques perforés remplis de fibres minérales.
  • La technique bien connue de bardage consiste à venir fixer devant une paroi existante à traiter, des plaques de bardage sur une ossature (profilé métallique par exemple). Le plénum ainsi ménagé entre la paroi et la plaque de bardage est généralement rempli de laine minérale.
  • Ces matériaux absorbants susmentionnés réunissent toutefois rarement les qualités d'usage requises par les absorbants acoustiques muraux à savoir l'absorption acoustique, la transparence acoustique, la résistance mécanique et l'esthétique. Ils sont en effet soit peu performants en absorption ou transparence acoustique, soit fragiles et peu esthétiques.
  • Ainsi, le produit connu sous la dénomination "COUSTONE®" constitué d'un mortier homogène est fragile et friable, ou encore le produit connu sous la dénomination SOVETAC® constitué de granulats agglomérés sur une plaque de fibres minérales densifiées est fragile et peu transparent acoustique.
  • Un autre matériau absorbant acoustique comportant des particules d'origine minérale reliées entre elles par un liant est connu du document FR-A-2218307.
  • Le but de la présente invention est précisément de fournir des matériaux absorbants acoustiques, permettant une absorption acoustique équivalente voire supérieure à celle des matériaux actuellement connus dans ce domaine, tout en conservant les propriétés d'être transparents acoustiques, mécaniquement résistants et esthétiques.
  • La présente invention a pour objet un matériau absorbant acoustique comportant des particules d'origine minérale reliées entre elles par un liant au niveau de leurs seuls points de contact entre elles, de sorte que les surfaces (n'étant pas en contact entre elles) des particules délimitent des espaces permettant la circulation de l'air à travers le matériau (encore désignés par l'expression "vides d'air"), rendant le susdit matériau poreux, lesdites particules, liant et vides d'air étant répartis de façon homogène dans l'ensemble dudit matériau, c'est-à-dire que la répartition des particules des vides d'air et du liant, est sensiblement identique pour chaque volume d'un cm3 de matériau.
  • La description des matériaux selon l'invention est illustrée à l'aide des figures suivantes:
    • la figure 1 représente une vue en élévation d'une dalle acoustique 1 réalisée à partir d'un matériau renforcé selon l'invention, et dont un coin est éclaté;
    • la figure 2 représente une coupe par II-II de la figure 1 de la dalle 1 de l'invention; le mortier 2 absorbant entoure le renfort 3 formant armature du mortier 2;
    • la figure 3 représente une vue en élévation d'une dalle acoustique 1bis réalisée à partir d'un matériau composé selon l'invention comportant une âme absorbante 4;
    • la figure 4 représente une coupe par II-II de la figure 3 de la dalle Ibis selon l'invention; le mortier 2 absorbant entoure l'âme absorbante 4 posée sur l'élément de renfort 3 formant armature stratifiée dans le mortier 2.
  • Les particules d'origine minérale contenues dans le matériau selon l'invention, sont avantageusement des graviers, notamment des graviers de quartz roulés ou concassés ou des granulats de silice, ou de calcaire (notamment de marbre), ou des billes ou éclats de verre, ou des billes d'argile broyées ou non, et dont la granulométrie est de préférence d'environ 0,1 mm à environ 10 mm, notamment d'environ 0,1 mm à environ 5 mm, ou encore d'environ 0,3 mm à environ 3 mm, notamment d'environ 0,5 mm à environ 2,5 mm, avantageusement d'environ 0,5 mm à environ 1,25 mm, ou d'environ 0,5 mm à environ 1 mm, ou de préférence également d'environ 1 mm à environ 2 mm.
  • Avantageusement, les particules susmentionnées ont sensiblement la même granulométrie.
  • Le liant est une résine naturelle ou synthétique, notamment choisie parmi les résines méthacrylates, époxy, acrylique, polyester ou polyuréthannes.
  • La répartition des particules, du liant et des vides d'air pour chaque volume d'un cm3 du matériau selon l'invention, est avantageusement la suivante:
    • particules (% en volume): environ 50% à environ 80%, de préférence environ 55 % à environ 70%,
    • liant (% en poids par rapport au poids des particules): environ 1% à environ 35%, notamment environ 2% à environ 10%, de préférence environ 4% à environ 8%,
    • vides d'air (% en volume): environ 20% à environ 50%, notamment 28% à 37%, de préférence environ 30% à environ 45%, notamment environ 40% à environ 45 %.
  • Avantageusement, le matériau selon l'invention présente une masse volumique apparente d'environ 100 à environ 2000 kg/m3, ou encore d'environ 1000 à environ 1700 kg/m3, notamment d'environ 1400 kg/m3 à environ 1600 kg/m3.
  • Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le matériau susmentionné se présente sous forme de plaques ou dalles d'une épaisseur d'environ 8 mm à environ 50 mm, avantageusement d'environ 16 mm à environ 30 mm.
  • Les dalles selon l'invention peuvent se présenter sous forme plane et lisse, ou peuvent être planes et sculptées, notamment par des creux, nervures, bosses etc. La présence de sculptures sur les dalles de l'invention, est susceptible d'augmenter leur surface et donc leur capacité d'absorption acoustique.
  • L'invention concerne plus particulièrement tout matériau tel que décrit ci-dessus, et présentant:
    • une résistance à l'abrasion telle que l'on mesure une perte de volume d'environ 0,01 cm3 à environ 5 cm3, notamment d'environ 0,01 cm3 à environ 1 cm3, avantageusement d'environ 0,01 cm3 à environ 0,5 cm3, ou encore d'environ 0,01 cm3 à environ 0,1 cm3, notamment de 0,045 à 0,06 cm3, selon la méthode D-I-1 décrite dans les "Directives d'Agrément UEAtc" (cahier n° 2182 du CSTB, septembre 1987),
    • une résistance aux chocs telle:
      • . qu'il n'y a rien à signaler en tout point du matériau, pour des chocs dont l'énergie varie entre 0,5 joule à 2,5 joule, dans le cadre du test de la résistance aux chocs d'occupation usuels décrit dans "Directives d'Agrément UEAtc" susmentionnées,
      • . qu'il n'y a pas de perforation totale du matériau dans le cadre du test de résistance aux chocs perforants décrit dans "Directives d'Agrément UEAtc" susmentionnées, en utilisant des poinçons de 6, 8 et 10 mm,
    • aucun arrachement de granulat ou d'éclat dans le cadre du test de déplacement simulé du pied de meuble réalisé selon la méthode F.1 décrite dans les "Directives d'Agrément UEAtc" susmentionnées.
  • L'invention concerne également un matériau renforcé comportant un matériau tel que décrit ci-dessus, selon l'invention, et un ou plusieurs élément(s) de renfort, en matière tissée ou non tissée, noyé(s) dans le mortier du matériau formé par l'agglomération des particules avec le liant, cet élément de renfort étant notamment choisi parmi les fibres de verre, les fibres synthétiques, les toiles métalliques ou en acier inoxydable ou galvanisé, ledit élément de renfort étant avantageusement une grille de verre avec des mailles de l'ordre d'environ 4 à environ 10 mm.
  • La présence de cette armature, qui avantageusement a la même surface que la dalle selon l'invention, et qui est liée par la résine d'enrobage des graviers avec laquelle ils forment un stratifié, contribue à assurer la résistance aux chocs et la résistance mécanique des matériaux absorbants selon l'invention. Afin d'être intimement lié par la résine d'enrobage, cet élément de renfort (notamment tissé ou grille) peut être prévu avec des mailles d'une taille compatible avec la granulométrie des graviers du mortier. Dans le cas des graviers décrits ci-dessus, on peut prévoir des mailles de l'ordre de 4 à 10 mm.
  • Pour un tissé de fibres de verre avec des mailles de cette taille, le poids est de l'ordre de 160 à 250 g au m2. L'adéquation de la granulométrie des graviers du mortier avec la maille de renfort confère à la plaque de bardage selon l'invention, la propriété de pouvoir être coulée ou vissée sur l'ossature du bardage sans avant-trou.
  • L'invention a également pour objet tout matériau composé comprenant une ou plusieurs âme(s) absorbante(s) acoustique(s) dans des cavités aménagées à cet effet à l'intérieur d'un matériau, notamment renforcé, tel que décrit ci-dessus selon l'invention, cette âme absorbante étant notamment choisie parmi les matières fibreuses telles que les fibres de verre ou de roche, la laine de verre ou de roche, ou les fibres de cellulose, ou les fibres d'origine animale, ou les mousses absorbantes acoustiques telles que les polyuréthannes de mélamine ou de polyéthylène à cellules ouvertes etc.., de façon générale, toute matière absorbante acoustique.
  • Avantageusement, le matériau composé selon l'invention (ou encore dalle acoustique composite) comprend:
    • 1°) une âme absorbante acoustique;
    • 2°) du mortier absorbant acoustique, tel que décrit ci-dessus, formant enveloppe au tour de l'âme;
    • 3°) une armature de renfort noyée dans le mortier.
  • De préférence, l'âme est constituée en fibres ou laine de verre ou de roche. Par exemple elle peut être sous forme d'une plaque de 5 à 20 mm d'épaisseur. Il peut s'agir en particulier du produit connu sous la dénomination "Stratiglass®" commercialisé par la société ISOVER SAINT GOBAIN. Par exemple, la densité de cette âme isolante peut être de 150 kg au m3. Il peut s'agir de laine de verre ou de laine de roche. L'âme absorbante acoustique, en raison de sa composition en fibres ou en mousse, confère à la dalle acoustique un pouvoir complémentaire d'isolation thermique non négligeable.
  • Avantageusement, le matériau composé selon l'invention se présente sous forme de plaques ou dalles d'une épaisseur d'environ 4 mm à environ 40 mm, avantageusement d'environ 10 mm à environ 30 mm, notamment 13 mm à 28 mm, et une masse volumique apparente avantageusement comprise entre 800 kg/m3 et 1500 kg/m3, notamment de 1100 kg/m3 à 1 200 kg/m3.
  • De préférence, l'épaisseur de l'âme absorbante au sein du matériau est d'environ 5 à environ 16 mm. Avantageusement, le volume de l'âme absorbante représente environ 20 à environ 30% du volume du matériau, notamment lorsque ce dernier se présente sous forme de dalle.
  • Les matériaux composés selon l'invention présentent avantageusement une résistance à l'abrasion et aux chocs telle que décrite ci-dessus dans le cas des matériaux absorbants acoustiques susmentionnés.
  • L'invention a également pour objet l'utilisation de tous matériaux tels que décrits ci-dessus, en tant qu'absorbants acoustiques, notamment lorsqu'ils sont placés sur des murs, plafonds ou sols de tout locaux, ou encore sur les murs extérieurs de bâtiments ou autres constructions.
  • La préparation d'un matériau absorbant acoustique selon l'invention est réalisée en introduisant dans un moule de même taille que celle de la dalle ou plaque que l'on cherche à obtenir, une couche de mortier constituée de gravier, pigmenté ou non, additionné de résine. On laisse alors réticuler. Le temps de réticulation dépend, notamment de la température de réticulation pour la résine employée.
  • Pour préparer un matériau renforcé, et le cas échéant composé selon l'invention, une première couche de mortier constituée de gravier, pigmenté ou non, additionné de résine est introduite dans le moule de même taille que la dalle prévue, on pose alors la grille 3 sur une première couche et, le cas échéant, au milieu de cette grille 3, on pose l'âme absorbante 4, de dimensions légèrement inférieures aux dimensions totales de la dalle, et on recouvre le tout d'une seconde couche du même mortier 2 ou d'un mortier de composition différente en remplissant également les interstices laissés libres tout autour de l'âme absorbante 4.
  • Avantageusement, dans le cas de la préparation d'un matériau composé selon l'invention, des trous d'un diamètre d'environ 2,5 cm à environ 5 cm sont aménagés dans l'âme absorbante de manière à ce que les deux parois de mortier entourant l'âme absorbante soient reliées par des "ponts" de mortier lors de l'étape susmentionnée de recouvrement par la seconde couche de mortier.
  • Les graviers sont, selon l'invention, enveloppés de résine, incolore ou colorée, afin d'être agglomérés et de former un mortier.
  • De tels mortiers sont décrits au brevet FR 2 622 223 et connus sous la dénomination "CHROMOROC®". Les graviers utilisés peuvent être de plus calcinés ce qui leur permet d'être d'une blancheur excellente. Par ailleurs, le mortier peut être préparé à partir de graviers provenant d'un mélange de graviers, naturels ou pigmentés par enrobage de résine colorée.
  • Comme résine ou liant, on peut utiliser toute résine capable d'agglomérer et durcir le mortier, par exemple des résines méthacrylates, époxy, acrylique, polyester ou polyuréthannes susmentionnées. De préférence, on utilise des résines polyuréthannes.
  • Le liant et notamment lorsqu'il s'agit de polyuréthanne est présent dans le mortier à des concentrations de l'ordre de 3 à 15% en poids, et de préférence de 5,5 à 8,5%, notamment de 7,5 à 8,5% en poids par rapport au poids total du mortier.
  • Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux du procédé de préparation des matériaux de l'invention, une première couche de mortier tel que décrit ci-dessus, est additionné d'une résine, notamment une résine polyuréthanne, susceptible de durcir faiblement lors de l'étape de réticulation, puis on pose le cas échéant la grille 3 et/ou l'âme absorbante sur cette première couche, et on recouvre le tout d'une seconde couche de mortier additionné d'une résine, notamment une résine époxy, susceptible de durcir fortement lors de l'étape de réticulation.
  • Les matériaux absorbants ainsi obtenus présentent donc, sur l'une de leurs faces, une couche dure de mortier particulièrement résistante aux chocs, tandis que la face opposée est constituée d'une couche de mortier plus souple que la couche précédente, cette dernière couche étant susceptible d'améliorer encore le pouvoir absorbant du matériau, ainsi que sa résistance aux intempéries dans le temps, et aux rayons ultraviolets (et donc son esthétique).
  • Avantageusement, les matériaux susmentionnés sont tels que la couche "dure" représente environ les deux tiers de l'épaisseur des matériaux, tandis que la couche "souple" représente environ un tiers de cette épaisseur.
  • Il est bien entendu que la surface du matériau selon l'invention qui se trouve être constituée d'une couche souple de mortier telle que décrite ci-dessus, sera celle tournée vers le milieu ambiant, tandis que la face opposée constituée d'une couche de mortier dure telle que décrite ci-dessus, sera celle tournée vers le mur sur lequel ledit matériau est destiné à être fixé.
  • On peut utiliser, selon la nature de la résine, un catalyseur de réticulation, tel que des dérivés organométalliques dans le cas de résine polyuréthanne. Par ailleurs, on peut incorporer divers additifs pouvant conférer au mortier des propriétés liées à l'esthétique, à la couleur finale aux propriétés de résistance à la chaleur ou au feu.
  • Les dalles en matériau composite selon l'invention se présentent sous des dimensions adaptées à leur utilisation et, à simple titre d'exemple, des dalles de l'ordre de 60 cm de côté, de l'ordre de 5 cm d'épaisseur, chacune des couches du stratifié différent du "Stratiglass®" ayant une épaisseur de l'ordre de 0,5 à 3 cm.
  • La mise en oeuvre des dalles de l'invention est d'une extrême facilité, dans la mesure où leur résistance mécanique est grande et leur poids léger, notamment pour des dalles réalisées à partir de matériaux composés selon l'invention. Elles peuvent être posées de façon classique et notamment par collage direct et par fixation mécanique et en particulier par pose sur ossature en bois ou en métal, soit par clouage ou vissage avec ou sans avant-trou, soit par insertion dans un réseau de profilés.
  • Les dalles selon l'invention présentent l'avantage d'être d'une grande résistance mécanique, cette dernière étant conférée notamment par la présence d'une armature et par la structure stratifiée tricouche symétrique, pour celles en matériau composé selon l'invention.
  • L'aspect est modulable, en couleur et en granulométrie, par le choix du matériau, coloré, neutre, en mélange.
  • L'invention vise également les matériaux absorbants acoustiques susmentionnés, le cas échéant renforcés et/ou composés, présentant la propriété d'être ininflammables (matériaux classés M1)
  • Les matériaux ininflammables susmentionnés sont plus particulièrement caractérisés en ce qu'ils sont obtenus à partir de liants, notamment des résines susmentionnées, comportant de l'alumine Al2O3, 3H2O.
  • Le mélange résine-alumine utilisé pour obtenir des matériaux M1 selon l'invention, est avantageusement tel que la quantité d'alumine présente dans ledit mélange, représente environ une à environ deux fois le poids de la résine dans ledit mélange.
  • L'invention concerne également les matériaux absorbants acoustiques tels que décrits ci-dessus, présentant la propriété d'être incombustibles (matériaux classés M0).
  • Le mélange résine-alumine utilisé pour obtenir des matériaux M0 selon l'invention, est avantageusement tel que la quantité d'alumine présente dans ledit mélange, représente environ deux à environ trois fois le poids de la résine dans ledit mélange.
  • Ainsi, la présente invention concerne également les compositions comprenant de l'alumine en méiange avec une ou piusieurs résine(s) dans les proportions susmentionnées.
  • Avantageusement, l'alumine comprise dans les compositions susmentionnées, comporte un mélange des particules de taille différente, allant d'environ 500µ pour les plus grandes, jusqu'à environ 1µ pour les plus petites.
  • De préférence, le mélange susmentionné des particules d'alumine est tel qu'il comprend environ deux parties de particules de grande taille (environ 500µ), pour une partie de particules de taille moyenne (environ 80µ à environ 100µ), et pour une partie de particules de petite taille (environ 1µ à environ 5µ).
  • S'agissant des classements de réaction au feu d'un matériau (tels que les classements M1 et M0 susmentionnés), ces derniers sont définis dans l'article 88 de l'Arrêté du Ministère de l'Intérieur du 30 juin 1983, modifié par l'Arrêté du 28 Août 1991.
  • A titre d'illustration, les matériaux subissent des essais par rayonnement consistant à soumettre dans des conditions définies, des éprouvettes (contenant une fraction des matériaux) à l'action d'une source de chaleur rayonnante et à provoquer éventuellement une inflammation des gaz dégagés, et une propagation de la combustion.
  • L'éprouvette (30 x40 cm) disposée à 45°, est soumise à un rayonnement défini, émis par un radiateur électrique dont la surface est à 3,0 cm au-dessous du plan de l'éprouvette. Les gaz dégagés passent au contact d'inflammateurs disposés de part et d'autre de l'éprouvette. Chaque épreuve dure 20 minutes. Les matériaux combustibles sont classés M1, M2, M2 et M4. Seuls les matériaux classés M1 peuvent prétendre au classement M0 (Pouvoir Calorifique Supérieur < 2500 kJ/kg, soit 600 kcal/kg).
  • Les propriétés d'absorption acoustique des matériaux selon l'invention, sont excellentes par rapport à celles des dalles usuelles connues tant pour les sons aigus que pour les médiums et les graves.
  • Ainsi, pour une dalle en matériau composé selon l'invention (encore désignée CHROMOROC ALPHA®; produit classé M1, d'une épaisseur totale de 24 mm, comportant une âme acoustique "Stratiglass®" d'une épaisseur de 10 mm comprise entre deux couches de mortier de 6 mm et 8 mm respectivement) posée sur ossature avec un plénum rempli de laine de verre, on obtient un coefficient Alpha-S (αs) supérieur à 0,75 de 125 à 5000 Hz. En pose collée, le coefficient Alpha-S est supérieur à 0,75 de 1000 à 5000 Hz.
  • Pour une plaque de bardage en simple matériau absorbant selon l'invention (encore désignée CHROMOROC ALPHA ROUTE®; produit classé M0) de 16 mm d'épaisseur fixée sur ossature devant un plénum de 120 mm rempli de 100 mm de laine minérale, on obtient un coefficient αs de:
    • 0,80 à 125 Hz
    • 1,00 à 250 Hz
    • 0,95 à 500 Hz
    • 0,75 à 1000 Hz
    • 0,70 à 2000 Hz
    • 0,65 à 4000 Hz.
  • Si l'on compare les coefficients d'absorption en αs des produits CHROMOROC ALPHA®, CHROMOROC ALPHA ROUTE® et COUSTONE® susmentionnés, on obtient les résultats suivants:
    CHROMOROC ALPHA® CHROMOROC ALPHA ROUTE® COUSTONE®
    100 Hz 0,7 0,5 inconnu
    125 Hz 0,9 0,8 0,35
    150 Hz 1,0 1,0 0,51
    200 Hz 0,9 1,0 0,65
    250 Hz 0,9 1,0 0,80
  • On note ainsi que les produits CHROMOROC ALPHA® et CHROMOROC ALPHA ROUTE® ont un coefficient d'absorption acoustique as nettement supérieur à celui du produit COUSTONE dans les basses fréquences.
  • Si l'on compare les coefficients d'absorption en αs des produits CHROMOROC ALPHA®, et SOVETAC® susmentionnés, on obtient les résultats suivants:
    CHROMOROC ALPHA® SOVETAC®
    BASSES FREQUENCES
    100 Hz 0,7 0,5
    125 Hz 0,9 0,7
    150 Hz 1,0 0,65
    200 Hz 0,9 0,70
    250 Hz 0,9 0,70
    HAUTES FREQUENCES
    3000 Hz 0,9 0,75
    4000 Hz 0,95 0,7
    5000 Hz 1,0 0,5
  • On note ainsi que le produit CHROMOROC ALPHA® a un coefficient d'absorption acoustique αs nettement supérieur à celui du produit SOVETAC® dans les basses fréquences et les hautes fréquences.
  • Le coefficient d'absorption as exprime le rapport entre l'énergie sonore qui vient frapper la surface d'un produit et celle qu'il réfléchit. Ce coefficient est mesuré en laboratoire par fréquence, et caractérise l'absorption acoustique d'un m2 de produit considéré. αs = énergie perdue/énergie émise
    Figure imgb0001

Claims (13)

  1. Matériau absorbant acoustique comportant des particules d'origine minérale reliées entre elles par un liant au niveau de leurs seuls points de contact entre elles, de sorte que les surfaces, n'étant pas en contact entre elles, des particules délimitent des espaces permettant la circulation de l'air à travers le matériau, encore désignés "vides d'air", rendant le susdit matériau poreux, lesdites particules, liant et vides d'air étant répartis de façon homogène dans l'ensemble dudit matériau, c'est-à-dire que la répartition des particules des vides d'air et du liant, est sensiblement identique pour chaque volume d'un cm3 de matériau, cette répartition étant la suivante :
    - particules : environ 50% à environ 80%, % exprimé en volume,
    - liant : environ 1% à environ 35%, notamment environ 2% à environ 10%, % exprimé en poids par rapport au poids des particules,
    - vides d'air: environ 20% à environ 50%, % exprimé en volume.
  2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la répartition des particules, du liant et des vides d'air pour chaque volume d'un cm3 du matériau est la suivante:
    - particules : environ 55% à environ 70%, % exprimé en volume,
    - liant : environ 4% à environ 8%, % exprimé en poids par rapport au poids des particules,
    - vides d'air : environ 30% à environ 45%, notamment environ 40% à environ 45 %, % exprimé en volume.
  3. Matériau selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les particules d'origine minérale sont des graviers, notamment des graviers de quartz roulés ou concassés ou des granulats de silice, ou de calcaire, notamment de marbre, ou des billes ou éclats de verre, ou des billes d'argile broyées ou non, et dont la granulométrie est de préférence d'environ 0,1 mm à environ 10 mm, notamment d'environ 0,1 mm à environ 5 mm.
  4. Matériau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la granulométrie des particules d'origine minérale est choisie parmi les suivantes :
    - environ 0,3 mm à environ 3 mm, notamment d'environ 1 mm à environ 2 mm, ou
    - environ 0,5 mm à environ 2,5 mm, notamment d'environ 0,5 mm à environ 1,25 mm, ou d'environ 0,5 mm à environ 1 mm.
  5. Matériau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le liant est une résine naturelle ou synthétique, notamment choisie parmi les résines méthacrylates, époxy, acrylique, polyester ou polyuréthannes.
  6. Matériau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il présente une masse volumique apparente d'environ 100 à environ 2000 kg/m3, notamment d'environ 1000 à environ 1700 kg/m3.
  7. Matériau selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il présente une masse volumique apparente d'environ 1400 kg/m3 à environ 1600 kg/m3.
  8. Matériau selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme de plaques ou dalles d'une épaisseur d'environ 8 mm à environ 50 mm, avantageusement d'environ 16 mm à environ 30 mm.
  9. Matériau selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il présente:
    - une résistance à l'abrasion telle que l'on mesure une perte de volume d'environ 0,01 cm3 à environ 5 cm3, notamment d'environ 0,01 cm3 à environ 1 cm3, selon la méthode D-1-1 décrite dans les "Directives d'Agrément UEAtc", cahier n° 2182 du CSTB, septembre 1987,
    - une résistance aux chocs telle:
    . qu'il n'y a rien à signaler en tout point du matériau, pour des chocs dont l'énergie varie entre 0,5 joule à 2,5 joule, dans le cadre du test de la résistance aux chocs d'occupation usuels décrit dans "Directives d'Agrément UEAtc" susmentionnées,
    . qu'il n'y a pas de perforation totale du matériau dans le cadre du test de résistance aux chocs perforants décrit dans "Directives d'Agrément UEAtc" susmentionnées, en utilisant des poinçons de 6, 8 et 10 mm.
  10. Matériau renforcé comportant un matériau selon l'une des revendications 1 à 9, et un ou plusieurs élément(s) de renfort, en matière tissée ou non tissée, noyé(s) dans le mortier du matériau formé par l'agglomération des particules avec le liant, cet élément de renfort étant notamment choisi parmi les fibres de verre, les fibres synthétiques, les toiles métalliques ou en acier inoxydable ou galvanisé, ledit élément de renfort étant avantageusement une grille de verre avec des mailles de l'ordre d'environ 4 à environ 10 mm.
  11. Matériau composé comprenant une ou plusieurs âme(s) absorbante(s) acoustique(s) dans des cavités aménagées à cet effet à l'intérieur du matériau selon l'une des revendications 1 à 10, cette âme absorbante étant notamment choisie parmi les matériaux fibreux tels que la laine de verre ou de roche, ou les fibres de cellulose, ou les fibres d'origine animale, ou les mousses absorbantes acoustiques telles que les polyuréthannes de mélamine ou de polyéthylène à cellules ouvertes.
  12. Matériau composé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme de plaques ou dalles d'une épaisseur d'environ 4 mm à environ 40 mm, notamment d'environ 10 mm à environ 30 mm, et une masse volumique apparente comprise entre 800 kg/m3 et 1500 kg/m3, notamment de 1100 kg/m3 à 1 200 kg/m3.
  13. Matériau composé selon la revendication 11 ou la revendication 12, caractérisé en ce que l'épaisseur de l'âme absorbante au sein du matériau est d'environ 5 à environ 16 mm, et en ce que le volume de l'âme absorbante représente environ 20 à environ 30% du volume du matériau.
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