EP2630309A2 - Utilisation d'une membrane et membrane - Google Patents

Utilisation d'une membrane et membrane

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Publication number
EP2630309A2
EP2630309A2 EP11785720.1A EP11785720A EP2630309A2 EP 2630309 A2 EP2630309 A2 EP 2630309A2 EP 11785720 A EP11785720 A EP 11785720A EP 2630309 A2 EP2630309 A2 EP 2630309A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
membrane
copper
silver
use according
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11785720.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Georges Zagdoun
Dominica Lizarazu
Valério MASSARA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Isover SA France
Original Assignee
Saint Gobain Isover SA France
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Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Isover SA France filed Critical Saint Gobain Isover SA France
Publication of EP2630309A2 publication Critical patent/EP2630309A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/66—Sealings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/625—Sheets or foils allowing passage of water vapor but impervious to liquid water; house wraps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D12/00—Non-structural supports for roofing materials, e.g. battens, boards
    • E04D12/002—Sheets of flexible material, e.g. roofing tile underlay

Definitions

  • the invention relates to the field of the building. More particularly, it relates to the use of membranes as part of a building envelope, in combination with structural or insulating elements containing cellulosic materials.
  • cellulosic materials all types of materials containing cellulose, including lignocellulosic materials, based on wood.
  • These materials are most often used in the building structure, as part of the frame and roof, or as wall elements, for example in the case of timber framed houses. These materials can also be used as insulation elements, thermal and / or acoustic, based for example on wood fibers, cellulose fibers or cellulose wadding.
  • cellulosic materials may be invaded by micro-organisms.
  • it can be mold, or even woody fungi, including brown, white and soft rots, which feed on cellulosic materials and are therefore likely to endanger the building's structure or its insulation. Molds are also likely to affect the occupant health of the infested building. In wet and poorly ventilated areas of buildings, the proliferation of such microorganisms can quickly become a problem.
  • Moist woods may be used when the structure is erected. As part of the exterior renovation of the building, timber frames and other structural elements may be exposed to moisture and not properly dried prior to reassembly of insulation and roofing elements. These moist wood elements can become a nutrient substrate promoting the development of microorganisms such as those already mentioned.
  • the object of the invention is to obviate these disadvantages by proposing solutions that avoid the proliferation of microorganisms in the cellulosic materials used in the building envelope.
  • the subject of the invention is the use of a membrane comprising on at least one of its faces a coating based on copper or silver, as part of the envelope of a building in association with structural or insulating elements containing cellulosic materials, for killing microorganisms present in the immediate environment of said membrane.
  • Such use preferably involves contacting the copper-based coating or silver with structural elements or insulation containing cellulosic materials to be protected against micro ⁇ organisms.
  • the present invention also relates to a method of protecting structural elements or for isolating a building containing cellulosic materials against microorganisms, said method comprising applying a membrane comprising on at least one of its faces a coating based on copper or silver on the elements of structure or insulation to be protected, said structure or insulation elements containing cellulosic materials being brought into direct contact with the copper or silver - based coating of the membrane.
  • the membrane used according to the invention is preferably chosen from vapor barrier membranes, water-proofing membranes, under-roofing screens and rain-barrier membranes.
  • the purpose of the vapor barrier membranes is to slow or even prevent the diffusion of water vapor, thanks to relatively low permeance. Placed on the "warm side" of the insulation, ie on the interior side of the building, they limit the diffusion of water vapor through the thermal insulation towards the outside of the building, thus avoiding the condensation of water in the colder parts of the insulation.
  • Water vapor permeance is the amount of water vapor passing through the material thickness per unit area, time and pressure. Resistance to water vapor diffusion, defined as the inverse of permeance, may be related to resistance to diffusion of water vapor from an air layer. An index of resistance to the diffusion of water vapor is thus defined as the ratio between the permeability of the air and the permeability of the material in question.
  • the vapor barrier membrane is preferably hygro-regulating, in the sense that its permeance varies as a function of the ambient humidity.
  • the membrane preferably has a water vapor permeance, measured according to ASTM E 96, of less than or equal to 3 perms, preferably 2 perms and even 1 perm, for a relative humidity of 25%, and greater than or equal to at 5 perms, preferably 8 perms, and even 10 perms at 75 percent relative humidity.
  • ASTM E 96 water vapor permeance
  • Waterproofing membranes can be used to prevent entry of liquid water into the building. This function is normally fulfilled by roofing elements (tiles, slates, slate ...), but the presence of a waterproofing membrane may in certain cases be necessary, especially in the middle of the mountain, when powdery snow is likely to accumulate on the roof and seep into the building. These membranes are usually placed directly under the roofing elements, above wooden support pieces.
  • Underlayment screens are membranes that are usually placed directly under the roof and above the insulation, to prevent air infiltration. Their permeance to water vapor must generally be very high (Sd values of not more than 0.03 m) to prevent moisture stagnation in the insulation.
  • Rainscreen membranes are membranes placed on the walls of the building, for example outside the bracing wall in the case of timber framed houses.
  • the structural elements protected by the use according to the invention are preferably timber members or roofing elements, such as rafters, purlins, trusses, battens, counter-battens, or wooden wall elements, panels with oriented slats or particle boards such as uprights, crosspieces, spacers, bracing webs, cleats.
  • roofing elements such as rafters, purlins, trusses, battens, counter-battens, or wooden wall elements
  • panels with oriented slats or particle boards such as uprights, crosspieces, spacers, bracing webs, cleats.
  • the insulation elements protected by the use according to the invention are preferably made of wood fibers, cellulose fibers or cellulose wadding.
  • the membrane is preferably used so that the copper or silver base coating is in direct contact with the structural or insulating members containing cellulosic materials to be protected.
  • the membrane is a vapor barrier, in particular a hygro-regulating membrane, disposed between the rafters and in contact with at least three faces of said rafters, the copper-based or silver-based coating being located on the face turned towards said chevrons.
  • a coating of copper or silver can also be located on the other side, in contact with the thermal insulation, placed between the rafters. This mode is particularly interesting for protecting an insulation based on cellulosic material.
  • This first embodiment is particularly suitable for the case of the renovation from the outside of a roof, in which the vapor barrier membrane has just been deposited on the rafters and on the internal facing (for example in plasterboard) before apply the thermal insulation between the rafters and on the vapor barrier membrane.
  • the lumber may be exposed to moisture, for example in the case of rain, and may be covered even without prolonged drying, since the membrane, in contact with the rafters, can, by killing the micro- organizations, to prevent any development of molds and fungi at the purlins and rafters.
  • the membrane is a sub-roofing screen, disposed above the thermal insulation and rafters, the copper-based or silver-based coating being located on the face facing the insulating.
  • the under-roofing screen in contact with the insulation and a face of the rafters, can protect them against the proliferation of microorganisms, especially when the insulation is based on cellulosic material.
  • a copper or silver base coating may also be located on the other side, in contact with the battens and counter battens. This case is not, however, so much preferred because this area is generally well ventilated, so that the risk of proliferation of microorganisms is limited.
  • the membrane is a vapor barrier membrane, in particular a hygro-regulating membrane, disposed under the rafters and under the insulator and in contact with one face of said rafters, the coating based on copper or silver being situated on the face facing said rafters.
  • a vapor barrier membrane in particular a hygro-regulating membrane, disposed under the rafters and under the insulator and in contact with one face of said rafters, the coating based on copper or silver being situated on the face facing said rafters.
  • This embodiment is adapted to the case of renovation from the inside, in which the thermal insulation is placed between the rafters, then the vapor barrier membrane is applied to the insulation and to the face of the uncovered rafters. by the insulation. The vapor barrier membrane can then protect the rafters, as well as the insulation if the latter is based on cellulosic material.
  • the membrane is a rain membrane disposed outside the bracing web of a timber framed house, the copper-based or silver-based coating being located on the turned side. towards said veil of bracing.
  • This embodiment makes it possible to provide protection for bracing webs, generally based on oriented slat panels or particle board. This is all the more advantageous as this type of panel generally has a low permeance to water vapor, which entails the risk of condensation.
  • the membrane is a rain membrane disposed outside a cladding fastening frame, the copper-based or silver-based coating being located on the face facing the framework. .
  • the membrane then protects the wooden attachment frame, or even the insulation located between the frame elements, in the case of insulation of a building from the outside with a material of cellulosic insulation.
  • a bracing web may be disposed between the frame and the membrane, so that the membrane protects the bracing web.
  • microorganisms are preferably chosen from molds, lignivorous fungi, yeasts and bacteria.
  • the membranes in question contain at least one polymeric film, possibly perforated, or a nonwoven made of polymeric fibers.
  • the membranes can be made of such materials, or contain these materials, in combination with other materials, possibly reinforcing, such as non-woven fiberglass or polymeric fibers.
  • the polymers may especially be chosen from polyamides, polyesters, polyethylenes, polypropylenes, polyurethanes, or copolymers of at least two of these polymers.
  • hygromidating vapor barrier membranes made of polyamide, optionally combined with a nonwoven of glass fibers or of polypropylene, in particular marketed under the name Vario by the Applicant, the membranes rain cover made of non-woven polyolefin fibers, in particular membranes made of non-woven polyethylene and / or polypropylene material obtained by spinning-consolidation technology ("spun bond" process), marketed under the trademark Tyvek by DuPont .
  • the thickness of the membrane is preferably greater than or equal to 10, especially 20 microns and less than or equal to 100 micrometers, in particular 60 micrometers.
  • the membranes may be provided on one or both sides with copper or silver-based coating by various known thin-film deposition methods: chemical vapor deposition (CVD), in particular plasma-assisted (PECVD) , cathodic sputtering, in particular assisted by magnetic field (magnetron process), evaporation, electrolytic deposition (electroplating, electroplating), chemical silvering etc.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PECVD plasma-assisted
  • cathodic sputtering in particular assisted by magnetic field (magnetron process), evaporation, electrolytic deposition (electroplating, electroplating), chemical silvering etc.
  • the sputtering process is particularly preferred because it allows to deposit copper or silver on any type of substrate with a high deposition rate, without solvents or toxic effluents.
  • Deposition by evaporation or sputtering is advantageously carried out using roller conveyors (so-called "roll-to-roll” process), which is a particularly economical method
  • the coating is preferably made of copper or silver, optionally doped or alloyed, for example with gold.
  • Other metals that can be alloyed with silver or copper, or that can dope silver or copper are, for example, titanium, copper, zirconium or chromium. Doping means the incorporation of a metal element into another at a height of at most about 10 ⁇ 6. Copper or silver can be at least partially oxidized.
  • the thickness of the coating preferably ranges from 10 nm to 1 micrometer. Too thick can be detrimental to the transmission properties of water vapor, especially in the case of hygro-regulating vapor barrier membranes.
  • the coating can be continuous, in the sense that it covers the entire face of the membrane. Alternatively, the coating may be discontinuous. It is then advantageously in the form of islets or nodules separated from each other.
  • the coverage rate of the surface of the membrane may be between 20 and 80%, especially between 30 and 50%.
  • a membrane particularly adapted to be used according to the invention is another object of the invention.
  • This membrane is obtained by a process comprising the following steps:
  • the heat treatment has the effect of penetrating into the interior of the membrane, or in any case in a surface layer of said membrane, a portion of the silver or copper atoms of the coating.
  • the heat treatment preferably employs temperatures ranging from 50 to 90 ° C combined with relative humidity ranging from 70 to 100%, which proved particularly effective.
  • the duration of such treatment is advantageously between 1 and 40 days, especially between 20 and 30 days.
  • the temperatures used are preferably greater than the glass transition temperature of the material constituting the membrane, in order to ensure good penetration of the silver or copper ions. Temperatures should not normally exceed the melting temperature of this material.
  • Heat treatment is generally accompanied by at least partial oxidation of copper or silver.
  • the membrane preferably comprises an extruded polyamide film, in particular of polyamide 6, 4 or 3, of thickness especially between 10 and 100 microns, preferably between 20 and 60 microns.
  • the film may be associated with another material, such as a non-woven fiberglass or polymeric web. In the latter case, the coating can also be deposited on this other material, rather than on the polymeric film.
  • the other materials mentioned above can also be used to obtain the membrane according to the invention.
  • Figure 1 shows in perspective the main elements of a roof, as part of an exterior renovation.
  • Figure 2 shows the constituent elements of a wooden frame house wall.
  • a vapor barrier membrane 17 is disposed between the rafters 15 so as to cover three of their faces (those exposed to the open air during the disassembly phase).
  • the membrane 17 may be a hygro-regulating vapor barrier membrane, especially comprising a polyamide film, marketed under the trademark Vario by the Applicant.
  • the membrane 17 is provided on its inner face (turned towards the rafters 15 and the inner face 16) of a copper or silver coating deposited by the magnetron sputtering method.
  • the copper or silver coating is in contact direct with the rafters 15, and can protect them against any proliferation of microorganisms, including fungi and molds.
  • the other face of the membrane 17 may also be provided with a similar coating, which is particularly advantageous when the thermal insulation 14 disposed between the rafters 15 is based on cellulosic materials, for example a wood fiber insulation or in cellulose wadding. In the case of an insulating mineral wool (glass wool or rock), such a coating is less useful.
  • a sub-roofing screen 13 for example a polypropylene film sandwiched between two nonwoven webs of polypropylene fibers.
  • This membrane 13 may also be provided on its lower face (turned towards the interior of the house) with a coating of copper or silver, which can protect an insulator 14 based on cellulosic materials.
  • the battens and counter-battens 12 are then fixed and then covered by the tiles 11.
  • a coating of copper or silver can also be located on the other side, in contact with the thermal insulation, placed between the rafters. This mode is particularly interesting for protecting an insulation based on cellulosic material.
  • the timber frame house wall shown in FIG. 2 comprises from the outside: an outer facing (not shown), a rain membrane 21, a bracing sail 22, typically of particle board or oriented lamellae (OSB) wooden uprights 23 constituting the main frame of the wall, a thermal insulator 24, for example in the form of mineral wool panels or wood fibers arranged between the uprights 23, a vapor barrier membrane 25, and finally an inner facing 26, for example a plasterboard.
  • an outer facing not shown
  • a rain membrane 21 typically of particle board or oriented lamellae (OSB) wooden uprights 23 constituting the main frame of the wall
  • a thermal insulator 24 for example in the form of mineral wool panels or wood fibers arranged between the uprights 23, a vapor barrier membrane 25, and finally an inner facing 26, for example a plasterboard.
  • the rain membrane 21, for example non-woven web of polyethylene fibers, may be provided on its inner face (facing the bracing web 22) of a coating of copper or silver. In direct contact with the bracing web 22, it protects the latter against any proliferation of microorganisms.
  • the vapor barrier membrane 25, for example a hygro-regulating membrane, in particular comprising a polyamide film, marketed under the trademark Vario by the Applicant, may also be provided on its outer face (turned towards the insulator 24 and the uprights 23). a coating of copper or silver, capable of protecting the part of the uprights 23 with which it is in contact, and possibly the thermal insulator 24, when the latter is based on cellulosic materials, in particular wood fibers or wadding of cellulose.
  • the following example illustrates the effectiveness of the membrane according to the invention against various micro ⁇ organisms such as yeasts, bacteria and molds.
  • a membrane based on polyamide 6 of 50 microns thick and sold under the trademark "Vario KM” by the Applicant is used as a substrate for the deposition of a copper coating.
  • the copper coating is deposited by the magnetic field assisted sputtering method (so-called “magnetron process”) at room temperature.
  • the layer obtained is continuous, in the sense that almost all (more than 95%) of the surface of the membrane is covered, and has an average thickness of 40 nanometers.
  • the membrane is then heat treated in a climate oven for 28 days at 70 ° C under a relative humidity of 90%.
  • SIMS Secondary ionization mass spectrometry
  • a first test is to put the membrane in direct contact with different strains of bacteria (Salmonella Enteritidis and Staphylococcus Aureus), then mechanically remove the bacteria before carrying out a growth test.
  • 0.5 ml of a suspension in the physiological saline of bacteria with a concentration greater than 1.0 ⁇ 10 7 CFU / ml is deposited on the surface of the membrane. After drying in a laminar flow hood until the liquid is evaporated and then washed, the whole is maintained for periods of 2 hours or 24 hours.
  • the bacteria are then rehydrated in 9 ml of physiological saline and removed from the support by a mechanical treatment combining vortex and ultrasound. At least 95% of the bacteria are unhooked by such treatment.
  • the bacteria are then placed on an agar-based nutrient medium to observe their eventual development and count the number of bacteria still viable.
  • the percentage of still viable bacteria is less than 1% after only two hours of contact with the coated membrane. It is however more than 80% in the case of a polyamide membrane uncoated with copper.
  • a second test is to put the membrane in indirect contact with the previous strains and with Candida Albicans strains, according to a protocol derived from ASTM E2180-1.
  • the strains are suspended in physiological saline (5.0 ⁇ 10 7 CFU / mL) and 1 mL of the suspension is inoculated into 9 mL of soft agar maintained undercooled at 45 ° C. for a final concentration of 5.0.10 6 CFU / mL.
  • the doped agar is then deposited on the membrane at a rate of 0.5 mL per sample. After contacting for 24 hours, the microorganisms are unhooked and counted as before.
  • the reduction percentages of the microbial population, relative to a reference consisting of a membrane not coated with copper or silver, are at least 99.99%.
  • the membranes used according to the invention are therefore capable of destroying all types of microorganisms (bacteria, yeasts, fungi) coming into contact with them in a very short time.
  • the heat treatment in a drying oven also makes it possible to perpetuate this functionality over time.

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Abstract

L'invention a pour objet l'utilisation d'une membrane (21, 25) comprenant sur au moins une de ses faces un revêtement à base de cuivre ou d'argent, en tant qu'élément de l'enveloppe d'un bâtiment en association avec des éléments de structure (23) ou d'isolation (24) contenant des matériaux cellulosiques, pour tuer les micro-organismes présents dans l'environnement immédiat de ladite membrane.

Description

UTILISATION D ' UNE MEMBRANE ET MEMBRANE
L'invention se rapporte au domaine du bâtiment. Elle concerne plus particulièrement l'utilisation de membranes en tant qu'éléments de l'enveloppe d'un bâtiment, en association avec des éléments de structure ou d' isolation contenant des matériaux cellulosiques.
Les bâtiments, notamment les maisons individuelles, contiennent un grand nombre d'éléments de structure ou d'isolation contenant des matériaux cellulosiques. Par « matériaux cellulosiques », on entend tous types de matériaux contenant de la cellulose, notamment les matériaux ligno-cellulosiques , à base de bois.
Ces matériaux sont le plus souvent utilisés dans la structure du bâtiment, en tant qu'éléments de la charpente et de la couverture, voire en tant qu'éléments de paroi, par exemple dans le cas des maisons à ossature en bois. Ces matériaux peuvent également être utilisés en tant qu'éléments d'isolation, thermique et/ou acoustique, à base par exemple de fibres de bois, de fibres de cellulose ou d'ouate de cellulose.
Lorsque les conditions s'y prêtent, notamment en termes de température, d'humidité et d'absence de ventilation, les matériaux cellulosiques peuvent subir l'invasion de micro-organismes. Il peut notamment s'agir de moisissures, voire de champignons lignivores, dont les pourritures brunes, blanches et molles, qui se nourrissent de matériaux cellulosiques et sont donc susceptibles de mettre en péril la structure du bâtiment ou son isolation. Les moisissures sont également susceptibles d'affecter la santé des occupants du bâtiment infesté. Dans les zones humides et peu ventilées des bâtiments, la prolifération de tels micro-organismes peut donc rapidement devenir un problème .
Différents facteurs peuvent entraîner une trop grande humidité au niveau du bois et autres matériaux cellulosiques. Des bois trop humides peuvent être employés au moment du montage de la structure. Dans le cadre de la rénovation du bâtiment par l'extérieur, les charpentes et autres éléments de structure en bois peuvent être exposés à l'humidité et ne pas être convenablement séchés avant le remontage de l'isolation et des éléments de couverture. Ces éléments en bois humide peuvent devenir un substrat nutritif favorisant le développement des micro-organismes tels que ceux déjà évoqués.
L'invention a pour but d'obvier à ces inconvénients, en proposant des solutions évitant la prolifération des micro-organismes au niveau des matériaux cellulosiques employés dans l'enveloppe des bâtiments.
A cet effet, l'invention a pour objet l'utilisation d'une membrane comprenant sur au moins une de ses faces un revêtement à base de cuivre ou d'argent, en tant qu'élément de l'enveloppe d'un bâtiment en association avec des éléments de structure ou d' isolation contenant des matériaux cellulosiques, pour tuer les micro-organismes présents dans l'environnement immédiat de ladite membrane.
Cette utilisation comprend de préférence la mise en contact du revêtement à base de cuivre ou d' argent avec les éléments de structure ou d' isolation contenant des matériaux cellulosiques à protéger contre les micro¬ organismes .
La présente invention a également pour objet un procédé de protection d'éléments de structure ou d'isolation d'un bâtiment contenant des matériaux cellulosiques, contre des micro-organismes, ledit procédé comprenant l'application d'une membrane comprenant sur au moins une de ses faces un revêtement à base de cuivre ou d'argent sur les éléments de structure ou d'isolation à protéger, lesdits éléments de structure ou d' isolation contenant des matériaux cellulosiques étant mis en contact direct avec le revêtement à base de cuivre ou d' argent de la membrane.
La membrane utilisée selon l'invention est de préférence choisie parmi les membranes pare-vapeur, les membranes d'étanchéité à l'eau, les écrans de sous-toiture, les membranes pare-pluie.
Les membranes pare-vapeur ont pour but de freiner voire d'empêcher la diffusion de la vapeur d'eau, grâce à une perméance relativement faible. Placées du « côté chaud » de l'isolant, c'est-à-dire du côté de l'intérieur du bâtiment, elles limitent la diffusion de la vapeur d'eau à travers l'isolant thermique vers l'extérieur du bâtiment, évitant de ce fait la condensation d'eau dans les parties plus froides de l'isolant. La perméance à la vapeur d'eau représente la quantité de vapeur d'eau traversant l'épaisseur de matériau par unité de surface, de temps et de pression. La résistance à la diffusion de la vapeur d'eau, définie comme étant l'inverse de la perméance, peut être rapportée à la résistance à la diffusion de la vapeur d'eau d'une couche d'air. On définit ainsi un indice de résistance à la diffusion de la vapeur d'eau comme le rapport entre la perméabilité de l'air et la perméabilité du matériau considérée. Il est alors d'usage courant d'exprimer la résistance à la diffusion en multipliant cet indice par l'épaisseur du matériau considéré, ce qui équivaut à diviser la perméabilité de l'air à la vapeur d'eau par la perméance du matériau considéré. Le résultat, exprimé en mètres et appelé « épaisseur d'air équivalente » (Sd) , correspond ainsi à l'épaisseur d'air possédant la même perméance à la vapeur d'eau que l'épaisseur de matériau considérée. Les pare-vapeurs habituellement utilisés possèdent une épaisseur d'air équivalente d'au moins 5 mètres et pouvant dépasser plusieurs dizaines de mètres, ce qui correspond à des valeurs de perméance inférieures à 1 Perm.
La membrane pare-vapeur est de préférence hygro- régulante, au sens où sa perméance varie en fonction de l'humidité ambiante. La membrane présente de préférence une perméance à la vapeur d'eau, mesurée selon la norme ASTM E 96, inférieure ou égale à 3 Perms, de préférence 2 Perms et même 1 Perm, pour une humidité relative de 25%, et supérieure ou égale à 5 Perms, de préférence 8 Perms, et même 10 Perms pour une humidité relative de 75%. En été, il est préférable qu'une certaine quantité de vapeur d'eau puisse diffuser de l'extérieur vers l'intérieur du bâtiment. Il en est ainsi en particulier pour que les charpentes en bois soumises à l'humidité extérieure (par exemple venant de pluies) puissent sécher convenablement. En présence d'un pare-vapeur présentant une trop faible perméance, la vapeur d'eau serait en effet amenée à s'accumuler au niveau de la charpente et à empêcher son séchage. Les membranes pare-vapeur hygro-régulantes permettent d'empêcher une diffusion de la vapeur d'eau vers l'extérieur du bâtiment en hiver, mais n'empêchent pas la diffusion inverse en été.
Les membranes d'étanchéité à l'eau peuvent être employées afin d'éviter toute entrée d'eau liquide dans le bâtiment. Cette fonction est normalement remplie par les éléments de couverture (tuiles, ardoises, lauzes...) , mais la présence d'une membrane d'étanchéité peut dans certains cas s'avérer nécessaire, notamment en milieu de montagne, lorsque de la neige poudreuse est susceptible de s'accumuler sur la toiture et de s'infiltrer à l'intérieur du bâtiment. Ces membranes sont généralement placées directement sous les éléments de couverture, au-dessus de pièces de supports en bois.
Les écrans de sous-toiture sont des membranes généralement placées directement sous la couverture et au- dessus de l'isolant, destinées à empêcher les infiltrations d'air. Leur perméance à la vapeur d'eau doit généralement être très élevée (valeurs Sd d'au plus 0,03 m) afin d'éviter toute stagnation d'humidité dans l'isolant.
Les membranes pare-pluie sont des membranes placées au niveau des murs du bâtiment, par exemple à l'extérieur du voile de contreventement dans le cas de maisons à ossature en bois.
Les éléments de structure protégés par l'utilisation selon l'invention sont de préférence des éléments de charpente ou de couverture en bois, tels que chevrons, pannes, fermettes, liteaux, contre-liteaux, ou des éléments de paroi en bois, en panneaux à lamelles orientées ou en panneaux de particules tels que montants, traverses, entretoises, voiles de contreventement, tasseaux.
Les éléments d'isolation protégés par l'utilisation selon l'invention sont de préférence en fibres de bois, fibres de cellulose, ou en ouate de cellulose.
La membrane est de préférence utilisée de sorte que le revêtement à base de cuivre ou d' argent se trouve en contact direct avec les éléments de structure ou d' isolation contenant des matériaux cellulosiques à protéger.
La description qui suit présente différents modes préférés de l'utilisation selon l'invention. Ces utilisations sont mises en œuvre généralement au niveau des combles ou de la couverture des maisons, et/ou au niveau des parois, en maison à ossature bois ou dans le cas de bardage d'isolation par l'extérieur. Dans la description de ces modes préférés, on entend par « sous », « dessous », « à l'intérieur de » une configuration dans laquelle le matériau considéré se trouve à l'intérieur du bâtiment, relativement à l'autre matériau. Inversement, on entend par « au-dessus de » ou « à l'extérieur de » une configuration dans laquelle le matériau considéré se trouve à l'extérieur du bâtiment relativement à l'autre matériau.
Selon un premier mode de réalisation préféré, la membrane est une membrane pare-vapeur, notamment hygro- régulante, disposée entre les chevrons et en contact avec aux moins trois faces desdits chevrons, le revêtement à base de cuivre ou d'argent étant situé sur la face tournée vers lesdits chevrons.
Un revêtement à base de cuivre ou d' argent peut également être situé sur l'autre face, en contact avec l'isolant thermique, disposé quant à lui entre les chevrons. Ce mode est particulièrement intéressant pour protéger un isolant à base de matière cellulosique.
Ce premier mode de réalisation est particulièrement adapté au cas de la rénovation par l'extérieur d'une toiture, dans lequel on vient déposer la membrane pare- vapeur sur les chevrons et sur le parement intérieur (par exemple en plaque de plâtre) avant d'appliquer l'isolant thermique entre les chevrons et sur la membrane pare- vapeur. Dans un tel scénario, les bois de charpente peuvent être exposés à l'humidité, par exemple en cas de pluie, et peuvent être recouverts même sans séchage prolongé, car la membrane, en contact avec les chevrons, peut, en tuant les micro-organismes, empêcher tout développement de moisissures et de champignons au niveau des pannes et des chevrons .
Selon un deuxième mode de réalisation préféré, la membrane est un écran de sous-toiture, disposé au-dessus de l'isolant thermique et des chevrons, le revêtement à base de cuivre ou d'argent étant situé sur la face tournée vers l'isolant. De la sorte, l'écran de sous-toiture, en contact avec l'isolant et une face des chevrons, peut les protéger contre la prolifération de micro-organismes, en particulier lorsque l'isolant est à base de matériau cellulosique. Un revêtement à base de cuivre ou d' argent peut également être situé sur l'autre face, en contact avec les liteaux et contre-liteaux. Ce cas de figure n'est toutefois pas tellement préféré car cette zone est généralement correctement ventilée, si bien que le risque de prolifération de micro-organismes y est limité.
Selon un troisième mode de réalisation préféré, la membrane est une membrane pare-vapeur, notamment hygro- régulante, disposée sous les chevrons et sous l'isolant et en contact avec une face desdits chevrons, le revêtement à base de cuivre ou d'argent étant situé sur la face tournée vers lesdits chevrons. Ce mode de réalisation est adapté au cas de la rénovation par l'intérieur, dans lequel on dispose l'isolant thermique entre les chevrons, puis l'on applique la membrane pare-vapeur sur l'isolant et sur la face des chevrons non recouverte par l'isolant. La membrane pare-vapeur peut alors protéger les chevrons, ainsi que l'isolant si ce dernier est à base de matière cellulosique.
Selon un quatrième mode de réalisation préféré, la membrane est une membrane pare-pluie disposée à l'extérieur du voile de contreventement d'une maison à ossature en bois, le revêtement à base de cuivre ou d'argent étant situé sur la face tournée vers ledit voile de contreventement . Ce mode de réalisation permet d'assurer une protection des voiles de contreventement, généralement à base de panneaux à lamelles orientées ou de panneaux de particules. Cela est d'autant plus avantageux que ce type de panneaux présente généralement une faible perméance à la vapeur d'eau, ce qui entraîne des risques de condensation.
Selon un cinquième mode de réalisation préféré, la membrane est une membrane pare-pluie disposée à l'extérieur d'une ossature de fixation de bardage, le revêtement à base de cuivre ou d'argent étant situé sur la face tournée vers l'ossature. La membrane protège alors l'ossature de fixation en bois, voire l'isolation située entre les éléments de l'ossature, dans le cas d'une isolation d'un bâtiment par l'extérieur à l'aide d'un matériau d'isolation cellulosique. Le cas échéant, un voile de contreventement peut être disposé entre l'ossature et la membrane, de sorte que la membrane protège le voile de contreventement.
Bien entendu chacun des modes de réalisation préférés peut être combiné avec au moins un autre mode de réalisation préféré, en fonction du type d'habitation considéré .
Les micro-organismes sont de préférence choisis parmi les moisissures, les champignons lignivores, les levures, les bactéries.
De préférence, les membranes considérées contiennent au moins un film polymérique, éventuellement perforé, ou un non-tissé en fibres polymériques . Les membranes peuvent être constitués de tels matériaux, ou contenir ces matériaux, en association avec d'autres matériaux, éventuellement de renforcement, comme des non-tissés en fibres de verre ou en fibres polymériques. Les polymères peuvent notamment être choisis parmi les polyamides, les polyesters, les polyéthylènes , les polypropylènes , les polyuréthanes , ou les copolymères d'au moins deux de ces polymères. A titre d'exemples non-limitatifs, on peut citer les membranes pare-vapeur hygro-régulantes en polyamide, éventuellement associées à un non-tissé en fibres de verre ou de polypropylène, notamment commercialisées sous la dénomination Vario par la demanderesse, les membranes pare- pluie en non-tissé de fibres de polyoléfine, notamment les membranes en matériau non tissé de polyéthylène et/ou polypropylène obtenu par technologie de filage- consolidation (procédé dit « spun bond ») , commercialisées sous la dénomination Tyvek par la société DuPont. L'épaisseur de la membrane est de préférence supérieure ou égale à 10, notamment 20 micromètres et inférieure ou égale à 100 micromètres, notamment 60 micromètres.
Les membranes peuvent être munies, sur une ou chacune de leurs faces, du revêtement à base de cuivre ou d'argent par différents procédés de dépôt de couches minces connus : dépôt chimique en phase vapeur (CVD) , notamment assisté par plasma (PECVD) , pulvérisation cathodique, notamment assistée par champ magnétique (procédé magnétron) , évaporation, dépôt électrolytique (galvanoplastie, électroplastie) , argenture chimique etc.. Le procédé de pulvérisation cathodique est particulièrement préféré car il permet de déposer le cuivre ou l'argent sur tout type de substrat avec une forte vitesse de dépôt, sans solvants ni effluents toxiques. Le dépôt par évaporation ou pulvérisation cathodique est avantageusement mis en œuvre à l'aide de transporteurs à rouleaux (procédé dit « roll-to- roll ») , qui est un procédé particulièrement économique.
Le revêtement est de préférence constitué de cuivre ou d'argent, éventuellement dopé ou allié, par exemple avec de l'or. D'autres métaux pouvant être alliés avec l'argent ou le cuivre, ou pouvant doper l'argent ou le cuivre sont par exemple le titane, le cuivre, le zirconium ou le chrome. Par dopage, on entend l'incorporation d'un élément métallique dans un autre à hauteur d'au plus 10 ~6 environ . Le cuivre ou l'argent peut être au moins partiellement oxydé .
L'épaisseur du revêtement varie de préférence de 10 nm à 1 micromètre. Une trop forte épaisseur peut être préjudiciable aux propriétés de transmission de la vapeur d'eau, notamment dans les cas des membranes pare-vapeur hygro-régulantes .
Le revêtement peut être continu, au sens où il recouvre la totalité d'une face de la membrane. Alternativement, le revêtement peut être discontinu. Il se présente alors avantageusement sous la forme d' îlots ou de nodules séparés les uns des autres. Le taux de couverture de la surface de la membrane peut être compris entre 20 et 80%, notamment entre 30 et 50%.
Une membrane particulièrement adaptée à être utilisée selon l'invention est un autre objet de l'invention.
Cette membrane est obtenue par un procédé comprenant les étapes suivantes :
- le dépôt d'un revêtement en argent ou en cuivre sur au moins une des faces de ladite membrane, puis,
- un traitement thermique à une température et un degré d'humidité de sorte qu'une partie des atomes d'argent ou de cuivre pénètre à l'intérieur de la membrane .
Le traitement thermique a pour effet de faire pénétrer à l'intérieur même de la membrane, ou en tout cas dans une couche superficielle de ladite membrane, une partie des atomes d'argent ou cuivre du revêtement. Ces membranes se sont révélées bien plus durables du point de vue de leur fonctionnalité biocide que des membranes revêtues mais non traitées .
Les conditions de température et d'humidité sont bien évidemment à régler en fonction du type de membrane. Notamment (mais pas uniquement) dans le cas d'une membrane pare-vapeur hygro-régulante, par exemple en polyamide (comme les polyamides 6, 4 ou 3) , le traitement thermique met de préférence en œuvre des températures allant de 50 à 90°C combinées à des humidités relatives allant de 70 à 100%, qui se sont révélées particulièrement efficaces. La durée d'un tel traitement est avantageusement comprise entre 1 et 40 jours, notamment entre 20 et 30 jours. Les températures mises en œuvre sont de préférence supérieures à la température de transition vitreuse du matériau constituant la membrane, afin d'assurer une bonne pénétration des ions argent ou cuivre. Les températures ne doivent normalement pas dépasser la température de fusion de ce matériau.
Le traitement thermique s'accompagne généralement d'une oxydation au moins partielle du cuivre ou de 1 ' argent .
La membrane comprend de préférence un film de polyamide extrudé, notamment en polyamide 6, 4 ou 3, d'épaisseur notamment comprise entre 10 et 100 micromètres, de préférence entre 20 et 60 micromètres. Le film peut être associé à un autre matériau, tel qu'un voile non-tissé en fibres de verre ou polymériques . Dans ce dernier cas, le revêtement peut également être déposé sur cet autre matériau, plutôt que sur le film polymérique. Les autres matériaux cités précédemment sont également utilisables pour obtenir la membrane selon l'invention.
Les différentes caractéristiques décrites plus avant en relation avec la membrane utilisée selon l'invention et avec son procédé d'obtention sont également applicables à la membrane selon l'invention et à son procédé d'obtention et ne seront pas rappelées ici afin de ne pas alourdir inutilement la présente description.
Les exemples non-limitatifs qui suivent, illustrés par les Figures 1 et 2, permettront de mieux appréhender les différents aspects de l'invention.
La Figure 1 représente en perspective les principaux éléments d'une toiture, dans le cadre d'une rénovation par l'extérieur.
La Figure 2 représente les éléments constitutifs d'une paroi de maison à ossature en bois.
Dans le cadre d'une rénovation de toiture par l'extérieur, illustrée par la Figure 1, les différents éléments de la toiture sont ôtés : tuiles 11, puis liteaux et contre-liteaux 12, l'écran de sous-toiture 13, l'isolant thermique 14, pour faire apparaître les éléments de charpente, notamment les chevrons 15 en bois, et le parement intérieur existant 16, par exemple une plaque de plâtre.
Lors de la remise en place de la toiture, une membrane pare-vapeur 17 est disposée entre les chevrons 15 de manière à recouvrir trois de leurs faces (celles exposées à l'air libre pendant la phase de démontage) .
La membrane 17 peut être une membrane pare-vapeur hygro-régulante, notamment comprenant un film en polyamide, commercialisée sous la marque Vario par la demanderesse.
La membrane 17 est munie sur sa face intérieure (tournée vers les chevrons 15 et le parement intérieur 16) d'un revêtement en cuivre ou en argent déposé par le procédé de pulvérisation cathodique magnétron. De la sorte, le revêtement en cuivre ou en argent se trouve en contact direct avec les chevrons 15, et peut les protéger contre toute prolifération de micro-organismes, notamment champignons et moisissures. L'autre face de la membrane 17 peut également être munie d'un revêtement similaire, ce qui est particulièrement intéressant lorsque l'isolant thermique 14 disposé entre les chevrons 15 est à base de matériaux cellulosiques, par exemple un isolant en fibres de bois ou en ouate de cellulose. Dans le cas d'un isolant en laine minérale (laine de verre ou de roche), un tel revêtement est moins utile.
Au-dessus de l'isolant 14 est disposée une autre membrane, en l'occurrence un écran de sous-toiture 13, par exemple un film de polypropylène pris en sandwich entre deux voiles non-tissés en fibres de polypropylène. Cette membrane 13 peut également être munie sur sa face inférieure (tournée vers l'intérieur de l'habitation) d'un revêtement en cuivre ou en argent, lequel peut protéger un isolant 14 à base de matériaux cellulosiques.
Les liteaux et contre-liteaux 12 sont ensuite fixés, puis recouverts par les tuiles 11.
Un revêtement à base de cuivre ou d' argent peut également être situé sur l'autre face, en contact avec l'isolant thermique, disposé quant à lui entre les chevrons. Ce mode est particulièrement intéressant pour protéger un isolant à base de matière cellulosique.
La paroi de maison à ossature en bois représentée en Figure 2 comprend depuis l'extérieur : un parement extérieur (non-représenté) , une membrane pare-pluie 21, une voile de contreventement 22, typiquement en panneaux de particules ou panneaux à lamelles orientées (OSB) , des montants en bois 23 constituant l'ossature principale de la paroi, un isolant thermique 24, par exemple sous la forme de panneaux de laine minérale ou de fibres de bois disposés entre les montants 23, une membrane pare-vapeur 25, puis enfin un parement intérieur 26, par exemple une plaque de plâtre .
La membrane pare-pluie 21, par exemple en voile non- tissé de fibres de polyéthylène, peut être munie sur sa face intérieure (tournée vers le voile de contreventement 22) d'un revêtement en cuivre ou en argent. En contact direct avec le voile de contreventement 22, il protège ce dernier contre toute prolifération de micro-organismes. La membrane pare-vapeur 25, par exemple hygro-régulante, notamment comprenant un film en polyamide, commercialisée sous la marque Vario par la demanderesse, peut aussi être munie sur sa face extérieure (tournée vers l'isolant 24 et les montants 23) d'un revêtement en cuivre ou en argent, susceptible de protéger la partie des montants 23 avec laquelle il est en contact, et éventuellement l'isolant thermique 24, lorsque ce dernier est à base de matériaux cellulosiques, notamment en fibres de bois ou en ouate de cellulose .
L'exemple qui suit permet d'illustrer l'efficacité de la membrane selon l'invention contre divers micro¬ organismes comme les levures, les bactéries et les moisissures .
Une membrane à base de polyamide 6 de 50 micromètres d'épaisseur et vendue sous la marque « Vario KM » par la demanderesse est utilisée comme substrat pour le dépôt d'un revêtement en cuivre. Le revêtement en cuivre est déposé par le procédé de pulvérisation cathodique assisté par champ magnétique (dit « procédé magnétron ») à température ambiante. La couche obtenue est continue, au sens où la quasi totalité (plus de 95%) de la surface de la membrane est couverte, et présente une épaisseur moyenne de 40 nanomètres . La membrane est ensuite traitée thermiquement dans une étuve climatique pendant 28 jours à 70°C sous une humidité relative de 90%.
Des analyses par spectrométrie de masse à ionisation secondaire (SIMS) permettent de vérifier qu'une partie des ions cuivre ont pu pénétrer au sein de la membrane en polyamide, typiquement sur des profondeurs de l'ordre de 30 à 70% de l'épaisseur initiale de la membrane.
Un premier test consiste à mettre la membrane en contact direct avec différentes souches de bactéries (Salmonella Enteritidis et Staphylococcus Aureus) , puis à décrocher mécaniquement les bactéries avant d'effectuer un test de croissance.
Plus précisément, 0,5 mL d'une suspension dans l'eau physiologique de bactéries ayant une concentration supérieure à 1,0.107 UFC/mL, est déposée sur la surface de la membrane. Après séchage sous hotte à flux laminaire jusqu'à évaporation du liquide, puis lavage, l'ensemble est maintenu pendant des durées de 2 heures ou 24 heures. Les bactéries sont ensuite réhydratées dans 9 mL d' eau physiologique et décrochées du support par un traitement mécanique alliant vortex et ultrasons. Au moins 95% des bactéries sont décrochées par un tel traitement. Les bactéries sont ensuite placées sur un milieu nutritif à base de gélose pour observer leur éventuel développement et comptabiliser le nombre de bactéries encore viables.
Le pourcentage de bactéries encore viables est inférieur à 1% après seulement deux heures de mise en contact avec la membrane revêtue. Il est en revanche de plus de 80% dans le cas d'une membrane en polyamide non revêtue de cuivre.
Un deuxième test consiste à mettre la membrane en contact indirect avec les souches précédentes ainsi qu'avec des souches Candida Albicans, selon un protocole dérivé de la norme ASTM E2180-1.
Plus précisément, les souches sont mises en suspension dans l'eau physiologique (5,0.107 UFC/mL) et 1 mL de la suspension est inoculé dans 9 mL de gélose molle maintenue en surfusion à 45°C, pour une concentration finale de 5,0.106 UFC/mL. La gélose dopée est ensuite déposée sur la membrane à raison de 0,5 mL par échantillon. Après mise en contact de 24 heures, les micro-organismes sont décrochés puis dénombrés comme précédemment.
Les pourcentages de réduction de la population microbienne, par rapport à une référence constituée d'une membrane non recouverte de cuivre ou d'argent, sont d'au moins 99,99%.
Les membranes utilisées selon l'invention sont donc capables de détruire tous types de micro-organismes (bactéries, levures, champignons) entrant en contact avec elles, en un temps très court.
Le traitement thermique en étuve climatique permet en outre de pérenniser dans le temps cette fonctionnalité.

Claims

REVENDICATIONS
1. Utilisation d'une membrane (13, 17, 21, 25) comprenant sur au moins une de ses faces un revêtement à base de cuivre ou d'argent, en tant qu'élément de l'enveloppe d'un bâtiment en association avec des éléments de structure (12, 15, 23) ou d'isolation (14, 24) contenant des matériaux cellulosiques, pour tuer les micro-organismes présents dans l'environnement immédiat de ladite membrane.
2. Utilisation selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend la mise en contact du revêtement à base de cuivre ou d' argent avec les éléments de structure (12, 15, 23) ou d'isolation (14, 24) contenant des matériaux cellulosiques à protéger contre les micro¬ organismes .
3. Utilisation selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la membrane (13, 17, 21, 25) est choisie parmi les membranes pare-vapeur (17, 25), les membranes d' étanchéité à l'eau, les écrans de sous-toiture (13), les membranes pare-pluie (21) .
4. Utilisation selon la revendication précédente, dans laquelle la membrane pare-vapeur (17, 25) est hygro- régulante.
5. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les éléments de structure (12, 15, 23) sont des éléments de charpente en bois, tels que chevrons (15), pannes, fermettes, liteaux (12), contre- liteaux, ou des éléments de paroi en bois, en panneaux à lamelles orientées ou en panneaux de particules tels que montants (23) , traverses, entretoises, voiles de contreventement, tasseaux.
6. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les éléments d'isolation (14, 24) sont en fibres de bois, fibres de cellulose, ou en ouate de cellulose.
7. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la membrane (13, 17, 21, 25) contient au moins un film polymérique, éventuellement perforé, ou un non-tissé en fibres polymériques .
8. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, telle que les micro-organismes sont choisis parmi les moisissures, les champignons lignivores, les levures, les bactéries.
9. Membrane (13, 17, 21, 25) obtenue par un procédé comprenant les étapes suivantes :
- le dépôt d'un revêtement en argent ou en cuivre sur au moins une des faces de ladite membrane, puis,
- un traitement thermique d'une durée comprise entre 1 et 40 jours, à une température allant de 50 à 90 °C et à un degré d'humidité relative allant de 70 à 100 %, de sorte qu'une partie des atomes d'argent ou de cuivre pénètre à l'intérieur de la membrane .
10. Membrane (13, 17, 21, 25) selon la revendication précédente, comprenant un film de polyamide extrudé, notamment en polyamide 6, 4 ou 3.
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