EP0868579A1 - Elements de parement, cloisons et doublages constitues de tels elements et leur procede de fabrication - Google Patents

Elements de parement, cloisons et doublages constitues de tels elements et leur procede de fabrication

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EP0868579A1 EP96943835A EP96943835A EP0868579A1 EP 0868579 A1 EP0868579 A1 EP 0868579A1 EP 96943835 A EP96943835 A EP 96943835A EP 96943835 A EP96943835 A EP 96943835A EP 0868579 A1 EP0868579 A1 EP 0868579A1
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Jean-Marie Huvet
Gérard Marie Antoine ISAAC
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Description

ELEMENTS DE PAREMENT, CLOISONS ET DOUBLAGES CONSTITUES DE TELS ELEMENTS ET LEUR PROCEDE DE FABRICATION.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
1. CHAMP TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un élément de construction qualifié d'élément de parement, d'un type nouveau, permettant de combiner une série de caractéristiques techniques et économiques avantageuses.
Elle s'étend à l'utilisation de ces éléments de parement pour la réalisation de cloisons et doublages, ainsi qu'à leur procédé de fabrication et à leur technique de mise en oeuvre ou d'utilisation. Les cloisons utilisées dans le bâtiment doivent satisfaire simultanément à un certain nombre de fonctions spécifiques : la fonction séparative, qui est non seulement d'ordre géométrique mais qui a aussi pour but d'assurer la disparition ou la limitation de certains phénomènes physiques (lumière, température, bruit, ...) , la fonction esthétique, la fonction support d'équipements techniques (continuité des réseaux et accrochages ultérieurs) , la fonction mécanique ou structurale (même pour des cloisons non porteuses qui doivent résister aux diverses sollicitations en service et dont les raccords aux éléments porteurs du bâtiment doivent être prévus) , la fonction anti-intrusion ou anti-effraction dans le cas d'une séparation entre deux logements dans l'habitat collectif. Des considérations du même type s'appliquent à des doublages (recouvrement) de parois par ce type de produit.
Bien entendu, les impératifs techniques habituels et les exigences économiques doivent également être pris en compte pour fournir un produit de qualité à un prix abordable et qui soit facile à mettre en oeuvre.
Pour remplir ces différentes exigences, et en particulier l'isolement acoustique, le système le plus courant consiste à construire un mur massif (type paroi simple en béton) . Cette conception a pour principal inconvénient d'être lourde (ordre de grandeur 600 kg/m2) . Pour pallier cet inconvénient, un nouveau système de cloisons légères ("parois doubles") a été proposé selon l'état de la technique. Il permet, en se basant sur le système "masse - ressort - masse", d'obtenir des performances acoustiques supérieures avec des valeurs massiques dix fois inférieures et des encombrements réduits (passage de 260 à 220 mm d'épaisseur totale, par exemple) . Ce système consiste généralement en une ossature métallique formée de traverses et de montants, sur laquelle sont fixés des parements en plaques de plâtre et de carton ou d'une autre matière; la cavité étant remplie d'un isolant. Les systèmes de ce type possèdent les points faibles principaux suivants :
- fragilité au transport et à la pose des plaques de plâtre de grande dimension, nécessité de recourir à des montages relativement importants lorsqu'on désire obtenir de hautes caractéristiques d'isolement (doubler les plaques de plâtre, conception et désolidarisation des parements, ...) . 2. DESCRIPTION DE L'ART ANTERIEUR
Dans le document US 3,866,376 on propose un élément de paroi composite constitué par un assemblage creux en plâtre, les faces extérieures desquels sont collées de feuilles extérieures métalliques.
Le document US 4,736,566 décrit un système de panneau modulaire, constitué d'une âme se présentant sous forme d'un panneau de plâtre "ondulé", disposé entre des feuilles de recouvrement, tel que des feuilles vinyliques. Le document GB 2 148 972A décrit un assemblage agissant comme barrière anti-feu constitué de feuilles et de blocs de plâtre renforcés par des fibres de verre et recouverts de plaques d'acier inoxydable ou d'acier galvanisé.
Dans ces trois documents, les faces extérieures sont des faces en métal ou en matière vinylique et le plâtre formant l'âme du panneau est soit collé, soit maintenu mécaniquement par des éléments de fixation. La production de tels éléments est difficile et la finition extérieure métallique ou vinylique n'est généralement pas appropriée pour des habitations, que ce soit pour des murs intérieurs ou extérieurs. BUTS VISES PAR L'INVENTION.
L'invention vise à éviter les inconvénients de l'état de la technique, et en particulier à proposer des parements préfabriqués en atelier constitués d'acier et de plâtre, en formant un ensemble qui réduit le risque d'endommagement au cours du transport et de la mise en place sur le chantier, et qui peuvent être facilement et rapidement posés. Un but complémentaire de l'invention est de pouvoir réduire la quantité de plâtre utilisée, comparée à la solution de l'état de la technique, notamment aux plaques de plâtre classiques.
On vise particulièrement à combiner l'isolement acoustique et thermique, la résistance au feu, la rigidité, la facilité de transport, une réduction du poids et du prix, à d'autres fonctionnalités, notamment la facilité de montage et de support d'équipement technique. ELEMENTS CARACTERISTIQUES DE LA PRESENTE INVENTION. Selon l'invention, on propose un élément de parement caractérisé en ce qu'il est constitué d'une tôle d'acier galvanisé pourvue en atelier sur au moins une face, d'une masse de plâtre appliqué sous forme de plâtre gâché. La tôle d'acier galvanisé peut être profilée en formant des nervures de rigidification, afin d'obtenir un panneau autoportant.
En complément, il est possible de solidariser, par exemple par collage sur la face de la tôle opposée à celle recevant le plâtre, un garnissage d'isolation en particulier d'isolation thermique qui peut être également avantageusement posé en atelier mais qui peut être également monté sur le site de construction.
Selon les performances visées, l'élément de parement est constitué par une tôle d'acier galvanisé qui peut être profilée, d'épaisseur comprise entre environ 0,4 et 3,0 mm sur au moins une face de laquelle du plâtre gâché ou un mélange à base de plâtre gâché est appliqué en une épaisseur comprise de préférence entre 5 et 50 mm.
On observe que l'application de plâtre gâché sur la tôle d'acier galvanisé permet de réaliser une bonne adhésion du plâtre, ce qui ouvre la porte à un grand nombre de techniques opératoires de production. Dans le cas d'acier galvanisé, on peut parler d'une véritable liaison chimique zinc-plâtre. L'adhérence peut être améliorée par un traitement de surface adapté ou une liaison mécanique incluant notamment une opération de compression du plâtre gâché sur la tôle, procédé connu en soi pour améliorer l'adhérence du plâtre gâché sur un support tel que le carton. La masse du plâtre peut être notamment coulée ou projetée sur la tôle disposée sur un support horizontal par exemple.
On peut également couler le plâtre sur du papier ou du carton et ensuite déposer la tôle galvanisée sur ce plâtre, la tôle passant dans un conformateur, c'est-à-dire un dérouleur de tôle en appliquant une certaine force de compression sur le plâtre.
Selon une variante opératoire supplémentaire, on dépose d'abord comme décrit ci-dessus une couche de plâtre gâché sur du papier ou du carton ou encore sur un autre support, on dépose ensuite la tôle galvanisée en l'appliquant sur le plâtre encore humide (passage au conformateur par exemple) et on la recouvre ensuite par toute technique appropriée sur l'autre face d'une couche de plâtre gâché, cette dernière couche de plâtre étant de préférence ensuite recouverte d'une finition telle que du papier ou du carton.
Cette solution est particulièrement intéressante car elle évite certains inconvénients liés au problème du séchage du plâtre (la tôle étant bien entendu imperméable) et aux problèmes d'effritement du plâtre recouvrant la tôle lors d'opérations de découpe sur chantier ou lors du perçage de trous.
On met en oeuvre de préférence une tôle qui a été profilée soit lors de sa production, soit immédiatement avant sa mise en oeuvre selon l'invention.
Le terme plâtre gâché s'applique aussi bien à un mélange d'eau et de plâtre qu'à un mélange d'eau et de plâtre avec des additifs en quantité mineure, c'est-à-dire ne dépassant pas généralement 50% en poids.
Selon une variante d'exécution, on utilise un mélange à base de plâtre contenant des additifs, à faible densité et à forte capacité d'isolation thermique, du type perlite ou vermiculite. Selon une autre variante, on utilise un mélange à base de plâtre contenant une proportion de ciment Portland ou de ciment sidérurgique.
Ces variantes qui peuvent être combinées entre elles visent à assurer une ou plusieurs des propriétés suivantes : la réduction de la masse du composant pour en faciliter la manutention; l'optimalisation de la capacité d'isolation thermique; - l'augmentation de la résistance mécanique du mélange à base de plâtre; l'augmentation de la masse volumique de manière à obtenir un meilleur isolement acoustique.
L'élément de parement ainsi réalisé peut être aisément transporté, avec un minimum d'emballage de protection, par exemple un film de protection rétractable, du fait que la tôle réduit fortement le risque de rupture de la masse de plâtre.
L'utilisation d'une tôle qui est galvanisée et qui peut avoir été soumise à l'un ou l'autre traitement de finition de surface pour augmenter sa résistance à l'oxydation (rouille blanche) lors du stockage est également un facteur contribuant fortement à la protection à l'égard de la rouille de cette tôle au cours du temps et au cours de l'opération de séchage du plâtre.
Le terme "galvanisé" doit s'entendre au sens large comme s'appliquant aussi à un revêtement par des alliages à base de zinc et d'aluminium. Il peut s'agir, par exemple, de zinc plus ou moins fortement allié ou de dépôt d'aluzinc ou encore de produits du type GALFAN (marque déposée) .
La liaison physico-chimique acier / plâtre est assurée grâce au processus de coulée ou de projection en atelier sur l'acier galvanisé ou encore par l'application de la tôle galvanisée sur du plâtre préalablement déposé sur un support tel que du papier ou du carton, de préférence en position horizontale, évitant ainsi le recours à des éléments du type treillis nécessaires à l'accrochage lors de la projection verticale qui, selon l'état de la technique, est quelquefois préconisé pour l'utilisation sur le site.
Il peut être recommandable d'y adjoindre une liaison mécanique pour accroître les performances de l'élément en service. Ceci est réalisé selon des procédures bien connues telles que augmentation de la rugosité de la tôle, bossage ou crevage de celle-ci, vissage, incorporation d'éléments métalliques à la masse de plâtre, etc. ou tout autre élément d'ancrage de la masse de plâtre à la tôle.
On peut également prévoir l'ajout au plâtre de colle, avant ou après gâchage, pour améliorer l'accrochage après séchage et/ou l'application d'enduit d'accrochage sur la surface de la tôle galvanisée.
La finition côté plâtre peut en outre prendre différentes formes. On peut avoir un aspect brut de plâtre non traité, mais il est également possible de prévoir des finitions du type carton, tôle ou feuille métallique, éventuellement prépeinte, ou toute autre forme de finition assurant le rôle de protection temporaire ou de surface de finition facilitant l'utilisation en service (permettant une peinture directement applicable sans "primer", par exemple) .
Le plâtre utilisé dépendra bien entendu de l'application visée (plâtre décoratif, hydrofugé, plâtre à durcissement rapide, plâtre allégé contenant de la perlite ou encore avec finition type fibre de verre, etc.).
Les éléments de parement selon l'invention peuvent être appliqués pour la réalisation de cloisons légères, généralement non portantes, pour divers usages tels que cloisons séparatives entre logements ou cloisons de distribution dans un même logement. Ils peuvent également servir pour réaliser des doublages (parois intérieures de murs extérieurs, contre- cloisons, plafonds, composants intervenant dans la réalisation des sols) . Les éléments de parement précités lorsqu'ils ne sont pourvus d'une masse de plâtre que sur une seule face, l'autre face étant pourvue ou non d'une couche d'élément isolant, sont utilisés en pratique généralement comme des demi-cloisons, en ce sens que deux éléments de ce type sont montés "dos à dos", c'est-à-dire chacun avec la masse de plâtre disposée vers l'extérieur.
Suivant les circonstances, un seul des deux éléments de parement peut être pourvu sur la face libre d'un garnissage d'isolation. Ce garnissage peut être aussi prévu sur les deux éléments ou encore le garnissage d'isolation peut être rapporté sous forme de panneaux rigides disposés entre ces éléments sans y être totalement solidarisés. Des éléments d'entretoisement entre les demi- cloisons servant également à maintenir des demi-cloisons, peuvent par exemple être prévus.
Les épaisseurs respectives des éléments de parements, leur séparation spatiale et la nature du plâtre utilisé seront fonction des exigences à remplir en terme de rigidité, de résistance au feu, de poids et d'isolation thermique et phonique.
Diverses techniques classiques peuvent être envisagées pour le montage sur le chantier des éléments de parement.
Généralement, les opérations de finition telles que pose d'une chape sur le sol et de plafonnage ou d'enduisage sont réalisées après la mise en place des cloisons.
L'utilisation de ces éléments de parement permet une réduction supplémentaire de l'épaisseur totale des cloisons pour un même niveau de performance acoustique ainsi que d'autres avantages techniques et économiques importants, parmi lesquels on peut citer : amélioration de la rigidité des panneaux par rapport aux plaques de plâtre classiques pour le transport, durant la pose et en service, - maintien des caractéristiques de résistance au feu, des fonctionnalités (accrochage, plafonnage ultérieur, ...) et isolation par incorporation de matériaux "traditionnels" (plâtre, isolants de type mousses ou laine minérale, billes, verre cellulaire) , réduction du coût de montage : montage aisé des éléments fabriqués en atelier, réduction du quadrillage vertical sous forme de profilés en C galvanisés, - la cloison, de par la continuité d'un parement comportant une partie métallique continue, possède un fonction anti-intrusion, inexistante pour les cloisons classiques réalisées à l'aide de plaques de plâtre. Si l'on vise en particulier à exercer une fonction anti-effraction, il est souhaitable que l'acier, selon une variante préférée de l'invention, soit à haute résistance et haute limite d'élasticité en vue de résister aux agressions mécaniques et/ou puisse contenir des éléments retardant la coupe par oxycoupage (pour résister à l'agression thermique) tels que au moins 2% de chrome, au moins 0,5% de silicium ou encore du vanadium, du nickel ou du tungstène.
A cet égard, il convient de mentionner que l'utilisation d'aciers à haute teneur en chrome (de l'ordre de 15%) peut s'avérer avantageuse à la fois pour rendre l'oxycoupage impossible et apporter une capacité d'amortissement de bruit intrinsèque à la tôle par effet de frottement intérieur dans la matière. DESCRIPTION DE FORMES D'EXECUTION PREFEREES DE L'INVENTION. L'invention sera décrite plus en détail en référence à des formes d'exécution préférées, données à titre d'illustration sans aucun caractère limitatif. Des repères de référence identiques sont utilisés dans les différentes figures pour des éléments identiques ou à fonction similaire. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS.
La figure 1 représente une vue en coupe d'une forme d'exécution d'un élément de parement;
La figure 2 représente une vue agrandie du raccordement de deux panneaux jointifs; La figure 3 représente une vue en perspective schématique du principe de montage d'une cloison selon 1•invention;
La figure 4 représente une vue schématique d'une autre forme d'exécution d'un élément de parement selon l'invention réalisant un système plâtre et tôle non profilée; La figure 5 correspond à la figure 4 pour un système plâtre et tôle profilée et La figure 6 correspond à la figure 5 mais appliquée à un système plâtre, tôle profilée et plâtre. DESCRIPTION DETAILLEE L'élément de parement selon l'invention (figures
1 à 3) portant le repère général 1 est constitué d'une tôle galvanisée 3 profilée, généralement de dimension standardisée et d'une longueur telle qu'on puisse la monter verticalement entre un sol et un plafond. Cette tôle est rigidifiée par une série de profilages sous forme de "nervures" ou goulottes 5, par exemple d'une largeur de 30 mm espacées centre à centre de leur voisine de 100 mm.
La tôle vue en coupe affecte donc la forme d'un profil d'onde pratiquement rectangulaire. La forme des extrémités latérales de cette tôle sera décrite ci-après en référence aux figures 2 et 3. Sur cette tôle, une couche de plâtre massique 7 a été coulée en vue de former l'élément de parement.
Du fait de la présence de la couche de galvanisation sur la tôle et du profilage de la tôle, on constate un bon accrochage du plâtre 7 à la tôle 3.
Ainsi qu'il apparaît dans les figures, la tôle profilée se termine à droite par un peu plus qu'une demi- rainure 11 et à gauche par une rainure pratiquement complète 13. A droite, le plâtre 7 remplit pratiquement complètement la rainure 11 et à gauche, moins de la moitié de la rainure pratiquement complète 13.
Ceci permet d'assembler latéralement deux éléments de parement par recouvrement de la partie 11 par la partie 13, le garnissage de plâtre de chaque élément venant pratiquement en contact latéral (voir figures 2 et 3) .
La figure 3 illustre spécifiquement comment des éléments de parement peuvent être montés en place sur le chantier pour obtenir une cloison. Dans cette forme d'exécution, l'isolant n'était pas au préalable monté sur les éléments de parement.
La vue représente la partie inférieure des éléments pour la clarté du dessin.
Sur le sol, on a ici prévu un rail 21 de montage sur lequel est disposé un isolant 23. La cloison est constituée d'une série d'éléments de parement IA, IB, ... destinés à être disposés côte à côte dans la configuration de la figure 2, le plâtre 7 étant tourné vers l'avant du dessin et la face opposée formée par la tôle galvanisée 3 étant tournée vers l'isolant.
En opposition aux éléments de parement IA et IB, les éléments de parement complémentaires 1C et ID sont montés comme indiqué, de préférence de manière décalée
(c'est-à-dire en évitant que le "joint" entre les éléments latéraux voisins IA et IB se trouve en face du "joint" entre les éléments opposés latéraux 1C et ID) afin de réaliser la cloison complète en disposant les éléments de parement de part et d'autre de l'isolant intercalaire.
Dans la figure 4, on indique une variante opératoire de production. Selon celle-ci, une feuille de carton 31 provenant d'un dérouleur 33 passe entre des rouleaux pinceurs 34 et est déposée sur un support approprié tel qu'une table (non représentée).
Une trémie à plâtre 35 sert à déposer une couche de plâtre gâché 7 sur le carton 31 à mesure que ce carton défile sous la trémie 35. L'ensemble carton 31 et plâtre 7 progresse et passe sous un dérouleur de tôle galvanisée 37 qui à l'intervention de rouleaux pinceurs 39 et d'un rouleau applicateur 41, applique la tôle 3 sur le plâtre gâché 7.
Dans la forme d'exécution de la figure .5, les opérations sont essentiellement similaires à la différence qu'entre le dérouleur 37 et les rouleaux pinceurs 39, un dispositif de mise en forme du métal 43 est prévu. Dans ce cas, le rouleau applicateur 41 "imprime" les déformations de la tôle (par exemple des ondulations) dans la masse de plâtre gâché 7.
Dans le cas de la figure 6, comparé à la figure 5, on a prévu une seconde trémie à plâtre gâché 45, qui applique une seconde couche de plâtre gâché 47, un dérouleur de papier 57, des rouleaux pinceurs 59 et un rouleau applicateur 61 qui applique une feuille de papier 63 sur le plâtre gâché 47. On forme de cette manière un élément de parement composé d'une tôle galvanisée 3, en l'occurrence profilée, pourvue sur les deux faces d'une couche de plâtre 7 et 47 et qui est recouvert sur une face d'une feuille de carton 31 et sur l'autre face de papier 63.
De nombreuses modifications sont bien entendu possibles dans le cadre de l'invention, tant au niveau du choix des matières, en particulier des matières de finitions qu'au niveau des techniques de production.
Diverses techniques de fixation peuvent être envisagées. Il est par exemple possible de procéder par vissage des éléments de parement sur le rail 21.
On comprendra que de nombreuses techniques de montage des éléments de parement peuvent être utilisées, en particulier toutes les techniques connues et utilisées pour les panneaux à base d'acier telles que les emboîtements par couple qui améliorent la rigidification entre deux panneaux, et que l'invention n'est en aucun cas limitée à la forme d'exécution représentée.
La fixation au sol et au plafond peut par exemple être différente de celle indiquée. Il peut être prévu de clipper les bords latéraux des éléments de parement entre eux. Chacun des éléments de parement disposés "dos à dos" ou seulement l'un d'entre eux peut être pourvu d'une couche d'isolation en atelier.
Des espaceurs ou simplement un positionnement adéquat permettent de ménager un espacement entre l'isolant et la face arrière (tôle) de l'élément de parement pour assurer une bonne isolation phonique des jointures.

Claims

REVENDICATIONS.
1. Elément de parement (1), caractérisé en ce qu'il est constitué d'une tôle d'acier galvanisé (3) pourvue en atelier sur au moins une face, d'une masse de plâtre (7) appliqué sous forme de plâtre gâché.
2. Elément de parement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la tôle d'acier galvanisé (3) est profilée en formant des nervures de rigidification (5) .
3. Elément de parement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est constitué par une tôle d'acier galvanisé d'épaisseur comprise entre environ 0,4 et 3,0 mm sur au moins une face de laquelle du plâtre gâché est appliqué en une épaisseur comprise de préférence entre 5 et 50 mm.
4. Elément de parement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte, sur une face de la tôle d'acier galvanisé, une masse de plâtre gâché et sur la face opposée à celle recevant le plâtre, un garnissage d'isolation posé en atelier par collage.
5. Elément de parement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte sur les deux faces de la tôle d'acier galvanisé (3), une masse de plâtre gâché (7,47).
6. Procédé de réalisation en atelier d'éléments de parement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on coule ou projette une masse de plâtre gâché avec de l'eau sur une tôle en acier galvanisé,
7. Procédé de réalisation en atelier d'éléments de parement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'on coule du plâtre gâché sur du papier ou du carton et dépose ensuite la tôle sur ce plâtre, en appliquant une force de compression sur le plâtre.
8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'on recouvre la face encore libre de la tôle d'une couche de plâtre gâché, cette dernière couche de plâtre étant de préférence ensuite recouverte d'une finition telle que du papier ou du carton.
9. Utilisation d'éléments de parement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'on forme une cloison constituée d'éléments de parement en montant dos à dos deux éléments de parement, c'est-à- dire avec la masse de plâtre (7) disposée vers l'extérieur, avec ou sans interposition d'un garnissage d'isolation collé sur un ou sur les deux éléments de parement ou encore avec interposition d'un garnissage d'isolation rapporté sous forme de panneaux disposés entre les éléments de parement sans y être solidarisés.
10. Utilisation d'éléments de parement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour le doublage de parois.
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