FR2589786A1 - Flexible multilayer composite thermo-acoustic insulation structure for loading-bearing structures and its applications - Google Patents

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Abstract

Multilayer composite structure of compact and cellular elastomers for thermo-acoustic insulation, constituted by an alternation of at least three layers of elastomeric materials, characterised in that the cellular material 2 has a specific density less than or equal to 200 kg/m<3> and a bulk modulus, for a 50% compression, at least equal to 0.1 MPa and in that the entire said composite is elastically deformable.

Description

L'invention concerne les domaines tels que, par exemple, le bati- ment, les transports, les structures d'abri de matériel, dans lesquels une protection contre le bruit et les variations de tempéra- ture est requise.The invention relates to fields such as, for example, building, transport, material shelter structures, in which protection against noise and temperature variations is required.

Il existe des structures composites, à base de matériaux compacts et cellulaires, qui assurent, en général, i 'une oui 'autre des fonctions isolation phonique ou thermique ; le brevet FR 2517728 décrit un composite multicouche constitué d'n polymère expansé collé à une couche intermédiaire élastique à base de bitume, renforcée sur ses de faces par des fibres ou des mats de verre, et dune couche de bitume élastique comportant une charge minérale dure. Ce matériau a pour avantage un bon effet d'amortissement sonore mais ne revendique pas d'effet d'isolation thermique.There are composite structures, based on compact and cellular materials, which generally provide sound or thermal insulation functions; patent FR 2517728 describes a multilayer composite consisting of an expanded polymer bonded to an elastic intermediate layer based on bitumen, reinforced on its faces with fibers or glass mats, and a layer of elastic bitumen comprising a hard mineral filler . This material has the advantage of a good sound damping effect but does not claim a thermal insulation effect.

Le brevet FR 2101078 de l > Air Liquide, décrit, lui, un composite multicouche isolation thermique comportant une mousse de polychlorure de vinyle et du polystyrène expansé posé en compression pour absorber les variations de dimensions dues a la dilatation thermique. Un tel matériau -très efficace pour isolation à basse température- présente l'avantage de la légèreté, mais il est rigide, donc non élastiquement déformable et n'assure pas d'atténua- tion acoustique.Patent FR 2101078 from Air Liquide describes a multi-layer thermal insulation composite comprising polyvinyl chloride foam and expanded polystyrene placed in compression to absorb variations in dimensions due to thermal expansion. Such a material - very effective for insulation at low temperature - has the advantage of lightness, but it is rigid, therefore not elastically deformable and does not provide acoustic attenuation.

On connat, aussi, des composites qui assurent, à la fois, l'iso- lation thermique et acoustique. C'est le cas de l'assemblage décrit dans le brevet US 3911190 de Nonsanto qui compte une feuille de matériau thermoplastique collée à une couche de caoutchouc à base de nitrile, elle même collée à un matériau cellulaire, gêné- ralement a base de polyuréthanne, dont les cellules sont remplies d'un gaz halogéné.Composites are also known which provide both thermal and acoustic insulation. This is the case of the assembly described in US Pat. No. 3,911,190 to Nonsanto which includes a sheet of thermoplastic material bonded to a layer of nitrile-based rubber, itself bonded to a cellular material, generally based on polyurethane. , whose cells are filled with a halogenated gas.

Ce matériau offre des avantages de légèreté, d'atténuation des sons et d'isolation thermique certains, mais il n'est pas élastiquement déformable et, de part sa nature, il ne permet pas la réalisation de structures autoportantes.This material offers certain advantages of lightness, sound attenuation and thermal insulation, but it is not elastically deformable and, by its nature, it does not allow the realization of self-supporting structures.

L'analyse de l'art antérieur montre qu'un composite qui présente, simultanément, les caractères d'isolation phonique et thermique, de légèreté, de déformabilité élastique sous contrainte et dPauto- portance n'est pas connu.Analysis of the prior art shows that a composite which simultaneously exhibits the characteristics of sound and thermal insulation, of lightness, of elastic deformability under stress and of self-support is not known.

Le composite objet de l'invention est constitué d'un assemblage d'élastomères compacts et cellulaires qui confère audit composite la possibilité de se déformer, d'une manière homothétique, dans son ensemble, et qui permet, grce à lPeffet de poutre assuré par le matériau cellulaire lié aux couches de matériaux compacts adjacentes, d'assurer une autoportance des structures réalisées à partir dudit composite. The composite object of the invention consists of an assembly of compact and cellular elastomers which gives said composite the possibility of deforming, in a homothetic manner, as a whole, and which allows, thanks to the beam effect provided by the cellular material bonded to the layers of adjacent compact materials, to ensure self-supporting structures made from said composite.

Le composite est constitué de couches successives comprenant les éléments suivants 1&commat;) une couche en élastomère compact qui assure les fonctions étanchéité et protection contre les intempéries et les agents at mosphéri ques. The composite is made up of successive layers comprising the following elements 1 &commat;) a layer of compact elastomer which provides sealing and protection against bad weather and atmospheric agents.

20) une (ou plusieurs) coucheRs) d'un matériau cellulaire très déformable de manière élastiquement reversible mais de module élevé, assurant la légèreté du composite et les fonctions d'isolation phonique et thermique ainsi que le caractère autoportant de la paroi en maintenant constant, y compris sous dbformations l'écar- tement des autres éléments constitutifs du composite 3 ) une couche en élastomère compact, éventuellement renforcée de nappes de textiles à haut module ou de cables métalliques assurant une protection contre le vandalisme et contre les chocs.20) one (or more) layerRs) of a highly deformable cellular material in an elastically reversible manner but of high modulus, ensuring the lightness of the composite and the sound and thermal insulation functions as well as the self-supporting nature of the wall while maintaining constant , including under deformation the separation of the other constituent elements of the composite 3) a layer of compact elastomer, possibly reinforced with layers of high modulus textiles or metal cables providing protection against vandalism and against impacts.

Les caractéristiques et variantes de l'invention seront mieux comprises a la lecture de la description ci-après et en se référant aux dessins, sur lesquels - la figure 1 représente di++érentes variables de composition du composite multicouche selon l'invention, - la figure 2 illustre une application dudit matériau composite.The characteristics and variants of the invention will be better understood on reading the description below and by referring to the drawings, in which - Figure 1 represents di ++ erent composition variables of the multilayer composite according to the invention, - FIG. 2 illustrates an application of said composite material.

- la figure 3 schématise le raccordement d'une paroi réalisée à partir du composite multicouche sur une bride.- Figure 3 shows schematically the connection of a wall made from the multilayer composite to a flange.

- les figures 4 et 5 décrivent le comportement acoustique d'une feuille de mélange à base de caoutchouc renforcé ou non et de composites multicouches de diffbrentes structures.- Figures 4 and 5 describe the acoustic behavior of a compound sheet based on rubber reinforced or not and multilayer composites of different structures.

La figure 1 illustre différentes associations des couches constitutives du composite.FIG. 1 illustrates different associations of the constituent layers of the composite.

Sur la vue la, le composite est constitué d'une couche 1, en mélange compact à base d'élastomère, de préférence à base de poly chloroprène pour assurer la protection contre le feu, d'une couche intermédiaire 2 en matériau cellulaire élastiquement dbformables de masse spécifique au plus égale à 200 kg/m3 et, de préférence comprise entre 70 et 100 kg/m3 et de module élastique en compression élevé, c'est à dire au moins égal à 0,10 MPa sous déformation de 50 %, préférentiellement réalisé par expansion d'un mélange à base de terpolymère d'éthylène, de propylène et d'un diène, réticulé, et enfin d'une couche 3 en mélange élastomérique compact qui peut, éventuellement, mais non obligatoirement, être de même nature que le mélange de la couche 1, et dont la formulation peut entre congue de manière a assurer une bonne résistance au feu.In view 1a, the composite consists of a layer 1, of a compact mixture based on elastomer, preferably based on polychloroprene to provide protection against fire, of an intermediate layer 2 of elastically deformable cellular material. of specific mass at most equal to 200 kg / m3 and, preferably between 70 and 100 kg / m3 and of high elastic modulus in compression, ie at least equal to 0.10 MPa under deformation of 50%, preferably produced by expansion of a mixture based on a terpolymer of ethylene, of propylene and of a crosslinked diene, and finally of a layer 3 of a compact elastomeric mixture which may, optionally, but not necessarily, be of the same nature as the mixture of layer 1, and the formulation of which can be used in such a way as to ensure good fire resistance.

Le tableau ci-dessous indique, à titre d'exemple non limitatif, les propriétés d'un matériau cellulaire qui peut être utilisé pour la couche 2 du composite multicouche.

Figure img00030001
The table below indicates, by way of nonlimiting example, the properties of a cellular material which can be used for layer 2 of the multilayer composite.
Figure img00030001

<tb><tb>

s <SEP> Propriété <SEP> = <SEP> Méthode <SEP> : <SEP> Résultats
<tb> : <SEP> d'essai <SEP> :
<tb> :--------------------------:------------:------------------------:
<tb> : <SEP> Masse <SEP> volumique <SEP> apparente: <SEP> NFT. <SEP> 56107 <SEP> : <SEP> 0,08 <SEP> à <SEP> 0,09 <SEP> g/cm3 <SEP> :
<tb> :--------------------------:------------:------------------------:
<tb> : <SEP> Rigidité <SEP> en <SEP> compression <SEP> : <SEP> NFT.<SEP> 56110 <SEP> : <SEP> 1er <SEP> cycle <SEP> : <SEP> 5ème <SEP> cycle <SEP> :
<tb> : <SEP> Module <SEP> à <SEP> 25 <SEP> % <SEP> : <SEP> : <SEP> 0,1 <SEP> MPa <SEP> : <SEP> <SEP> 0,03 <SEP> MPa <SEP> :
<tb> : <SEP> Module <SEP> à <SEP> 50 <SEP> % <SEP> : <SEP> : <SEP> 0,2 <SEP> MPa <SEP> : <SEP> 0,13MPa <SEP> :
<tb> : <SEP> Module <SEP> à <SEP> 65 <SEP> % <SEP> r <SEP> : <SEP> <SEP> 0,3 <SEP> MPa <SEP> : <SEP> <SEP> 0,25 <SEP> MPa <SEP> :
<tb> :--------------------------:------------:------------:-----------:
<tb> : <SEP> Rigidité <SEP> en <SEP> traction <SEP> : <SEP> NFT.<SEP> 56108 <SEP> :
<tb> : <SEP> Module <SEP> à <SEP> 20 <SEP> % <SEP> : <SEP> <SEP> : <SEP> 0,5 <SEP> à <SEP> 1,5 <SEP> Mpa
<tb> : <SEP> Module <SEP> à <SEP> 50 <SEP> % <SEP> : <SEP> <SEP> : <SEP> 1,0 <SEP> à <SEP> 2,5 <SEP> MPa
<tb> : <SEP> Module <SEP> à <SEP> 100 <SEP> % <SEP> : <SEP> <SEP> : <SEP> 1,5 <SEP> à <SEP> 3,0 <SEP> MPa
<tb> : <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> rupture <SEP> : <SEP> <SEP> ; <SEP> 2,0 <SEP> à <SEP> 3,0 <SEP> MPa
<tb> : <SEP> Allongement <SEP> à <SEP> la <SEP> rupture <SEP> : <SEP> : <SEP> 130 <SEP> à <SEP> 200 <SEP> %
<tb> :--------------------------:------------:--------------
<tb> : <SEP> Résistance <SEP> au <SEP> déchirement: <SEP> NFT. <SEP> 56109 <SEP> :
<tb> : <SEP> éprouvette <SEP> pantalon <SEP> : <SEP> <SEP> : <SEP> 0,7 <SEP> à <SEP> 1,7 <SEP> ) <SEP> daN/cm
<tb> éprouvette <SEP> angle <SEP> droit <SEP> : <SEP> : <SEP> 1,5 <SEP> à <SEP> 2,5 <SEP> ) <SEP> :
<tb> -------------------------:-----------:--------------------------:
<tb> Conductibilité <SEP> thermique <SEP> : <SEP> : <SEP> environ <SEP> 0,020 <SEP> Cal/m/h/ C <SEP> :
<tb>
La vue lb ne se différencie de la précédente que par l'intégra- tion, au sein de la couche 3 d'une (ou plusieurs) nappes de renforcement 4 textiles ou métalliques, qui assurent, en outre, une protection contre le vandalisme.s <SEP> Property <SEP> = <SEP> Method <SEP>: <SEP> Results
<tb>: <SEP> test <SEP>:
<tb>: --------------------------: ------------: ------ ------------------:
<tb>: <SEP> Apparent volume <SEP><SEP> mass: <SEP> NFT. <SEP> 56107 <SEP>: <SEP> 0.08 <SEP> to <SEP> 0.09 <SEP> g / cm3 <SEP>:
<tb>: --------------------------: ------------: ------ ------------------:
<tb>: <SEP> Rigidity <SEP> in <SEP> compression <SEP>: <SEP> NFT. <SEP> 56110 <SEP>: <SEP> 1st <SEP> cycle <SEP>: <SEP> 5th <SEP> cycle <SEP>:
<tb>: <SEP> Module <SEP> to <SEP> 25 <SEP>% <SEP>: <SEP>: <SEP> 0.1 <SEP> MPa <SEP>: <SEP><SEP> 0, 03 <SEP> MPa <SEP>:
<tb>: <SEP> Module <SEP> to <SEP> 50 <SEP>% <SEP>: <SEP>: <SEP> 0.2 <SEP> MPa <SEP>: <SEP> 0.13MPa <SEP >:
<tb>: <SEP> Module <SEP> to <SEP> 65 <SEP>% <SEP> r <SEP>: <SEP><SEP> 0.3 <SEP> MPa <SEP>: <SEP><SEP> 0.25 <SEP> MPa <SEP>:
<tb>: --------------------------: ------------: ------ ------: -----------:
<tb>: <SEP> Stiffness <SEP> in <SEP> tension <SEP>: <SEP> NFT. <SEP> 56108 <SEP>:
<tb>: <SEP> Module <SEP> to <SEP> 20 <SEP>% <SEP>: <SEP><SEP>:<SEP> 0.5 <SEP> to <SEP> 1.5 <SEP> Mpa
<tb>: <SEP> Module <SEP> to <SEP> 50 <SEP>% <SEP>: <SEP><SEP>:<SEP> 1.0 <SEP> to <SEP> 2.5 <SEP> MPa
<tb>: <SEP> Module <SEP> to <SEP> 100 <SEP>% <SEP>: <SEP><SEP>:<SEP> 1.5 <SEP> to <SEP> 3.0 <SEP> MPa
<tb>: <SEP> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> rupture <SEP>: <SEP><SEP>;<SEP> 2.0 <SEP> to <SEP> 3.0 <SEP> MPa
<tb>: <SEP> Elongation <SEP> to <SEP> the <SEP> break <SEP>: <SEP>: <SEP> 130 <SEP> to <SEP> 200 <SEP>%
<tb>: --------------------------: ------------: ------ --------
<tb>: <SEP> Resistance <SEP> to <SEP> tearing: <SEP> NFT. <SEP> 56109 <SEP>:
<tb>: <SEP> test tube <SEP> pants <SEP>: <SEP><SEP>:<SEP> 0.7 <SEP> to <SEP> 1.7 <SEP>) <SEP> daN / cm
<tb> specimen <SEP> angle <SEP> right <SEP>: <SEP>: <SEP> 1.5 <SEP> to <SEP> 2.5 <SEP>) <SEP>:
<tb> -------------------------: -----------: --------- -----------------:
<tb> Thermal <SEP> conductivity <SEP>: <SEP>: <SEP> approximately <SEP> 0.020 <SEP> Cal / m / h / C <SEP>:
<tb>
View 1b differs from the previous one only by the integration, within layer 3 of one (or more) textile or metallic reinforcement layers 4, which also provide protection against vandalism.

La vue lc représente la constitution d'un composite à 5 couches alternées d'élastomères compacts et cellulaires.View 1c represents the constitution of a composite with 5 alternating layers of compact and cellular elastomers.

Il comporte d'un bord à l'autre, une couche en élastomère compact 1 et une couche en élastomère cellulaire 2, identiques à celles décrites dans les vues la et lb, puis une couche 5 en mélange à base d'élastomère compact, afin de multiplier le nombre d'interfa- ces de matériau différents, ce qui est de nature à accroltre l'isolation phonique en réduisant les possibilités de transmission des sons. Viennent ensuite une seconde couche d'élastomère cellulaire 2 et une nouvelle couche 3 de mélange compact à base d'élas- tombé qui peut éventuellement comporter des éléments de renforcement textiles ou métalliques 4. Les élément 2, 3 et 4 constitutifs du composite étant identiques à ceux décrits dans la vue lb.It comprises from one edge to the other, a layer of compact elastomer 1 and a layer of cellular elastomer 2, identical to those described in views la and lb, then a layer 5 of a mixture based on compact elastomer, in order to to multiply the number of interfaces of different material, which is likely to increase sound insulation by reducing the possibilities of sound transmission. Then come a second layer of cellular elastomer 2 and a new layer 3 of compact mixture based on slash which may optionally include textile or metallic reinforcing elements 4. The elements 2, 3 and 4 constituting the composite being identical. to those described in view lb.

La figure 2 illustre une application possible du composite multicouche à la réalisation d'un tunnel dtintercirculation monobloc 7 pour véhicules ferroviaires 8. L'application en serait la même sur des voitures de métro ou des véhicules routiers tels que des tramways ou autobus articulés. La vue 2a montre le tunnel d'intercir- culation monobloc 7 permettant le passage du public d'un véhicule à l'autre, en protégeant les voyageurs. La vue 2b montre la coupe orthogonale à l'axe des véhicules d'un tel tunnel d'intercircula- tion monté sur une bride 6 destinée à la fixation du tunnel sur la face frontale d'un véhicule.La structure du composite comporte de l'extérieur vers l'intérieur du tunnel, la couche compacte 1 de protection contre les intempéries, la couche cellulaire 2 formant entretoise et écran acoustique et thermique puis la couche interne compacte 3 pour la protection contre le feu, contre le vandalisme et contre les chocs. Un plancher déformable 8 est ajouté au tunnel pour assurer la continuité de niveau avec le sol des voitures et accru'trie l'isolation sonore dans la direction du train de roulement.Dans des applications (non représentées) de mSme nature, le composite multicouche offre de nombreux avantages pour la réalisation d'éléments déformables de passerelles mobiles d'accès aux avions depuis le terminal de l'aéroport, ou d'accès aux navires depuis un quai d'embarquement.FIG. 2 illustrates a possible application of the multilayer composite to the production of a one-piece intercirculation tunnel 7 for railway vehicles 8. The application would be the same on metro cars or road vehicles such as trams or articulated buses. View 2a shows the one-piece intercirculation tunnel 7 allowing the public to pass from one vehicle to another, while protecting passengers. View 2b shows the section orthogonal to the axis of the vehicles of such an intercirculation tunnel mounted on a flange 6 intended for fixing the tunnel to the front face of a vehicle. The structure of the composite comprises '' from the outside towards the inside of the tunnel, the compact layer 1 for protection against bad weather, the cellular layer 2 forming a spacer and acoustic and thermal screen then the compact internal layer 3 for protection against fire, against vandalism and against shocks . A deformable floor 8 is added to the tunnel to ensure level continuity with the ground of the cars and increases the sound insulation in the direction of the running gear. In similar applications (not shown), the multilayer composite offers many advantages for the production of deformable elements of mobile gateways for access to aircraft from the airport terminal, or access to ships from a boarding dock.

L'autoportance, la déformabilité élastique et la légèreté du composite permettent une réduction de l'énergie nécessaire à la déformation desdites passerelles que ce soit dans les utilisations ferroviaires, dans les utilisations de transport urbain, dans les utilisations aéroportuaires ou dans les utilisations maritimes. The self-support, the elastic deformability and the lightness of the composite allow a reduction in the energy necessary for the deformation of said walkways, whether in railway uses, in urban transport uses, in airport uses or in maritime uses.

De plus, la résistance aux intempéries et au vandalisme sont des facteurs appréciés dans ce type d'applications.In addition, resistance to weathering and vandalism are valued factors in this type of application.

La figure 3 est la coupe longitudinale d'une paroi réalisée a partir du composite multicouche. Elle explicite une des modalités de raccordement des éléments de la paroi sur une bride rigide 6, métallique ou réalisée à partir de composites rigides. On y distingue la couche 1 en mélange à base d'élastomère compact, la couche 2 en matériau élastique cellulaire et la couche 3 qui se prolonge sous la bride dans la zone 7. Sur cette figure, la couche 3 comporte un renforcement textile ou métallique 4. Une nappe de cables textiles ou métalliques 12, dite nappe de raccordement, assure une liaison progressive, par recouvrement de la nappe de renforcement 4, entre la paroi et la bride de fixation 6.FIG. 3 is the longitudinal section of a wall made from the multilayer composite. It explains one of the methods of connecting the elements of the wall to a rigid flange 6, metallic or made from rigid composites. We can distinguish layer 1 in a mixture based on a compact elastomer, layer 2 in elastic cellular material and layer 3 which extends under the flange in zone 7. In this figure, layer 3 comprises a textile or metal reinforcement. 4. A sheet of textile or metal cables 12, called the connecting sheet, provides a progressive connection, by covering the reinforcing sheet 4, between the wall and the fixing flange 6.

La figure 4 illustre sous forme graphique, les résultats obtenus dans un essai d'atténuation sonore en fonction de la fréquence, sur une feuille à base de mélange élastomérique 1 compact et sur une feuille de mEme mélange 1 renforcé de cables métalliques 4, les dew échantillons présentant la meme épaisseur.Les vues 4a et 4b montrent la constitution des échantillons, celui de la vue 4a correspondant au graphique C et celui de la vue 4b au graphique R de la vue 4c dans laquelle l'axe des abscisses x représente les fréquences des octaves de mesure et l'axe des ordonnées y i 'atté- nuation sonore en décibels.FIG. 4 illustrates in graphical form the results obtained in a sound attenuation test as a function of frequency, on a sheet based on a compact elastomeric mixture 1 and on a sheet of the same mixture 1 reinforced with metal cables 4, the dew samples having the same thickness Views 4a and 4b show the constitution of the samples, that of view 4a corresponding to graph C and that of view 4b to graph R of view 4c in which the x-axis represents the frequencies octaves of measurement and the y-axis' sound attenuation in decibels.

Les graphiques C et R correspondent aux valeurs expérimentales mesurées dans l'essai d'atténuation sonore décrit ci-dessus et consignées, pour chacun des échantillons soumis a l'essai, dans le tableau ci-dessous

Figure img00060001
The graphs C and R correspond to the experimental values measured in the sound attenuation test described above and recorded, for each of the samples subjected to the test, in the table below.
Figure img00060001

:---------------------------------------------------------:
<tb> : <SEP> Fréquence <SEP> des <SEP> : <SEP> Atténuation <SEP> sonore <SEP> : <SEP> Différence <SEP> :
<tb> : <SEP> octaves <SEP> de <SEP> : <SEP> décibels <SEP> : <SEP> :
<tb> : <SEP> mesure <SEP> :-------------:--------------:------------:
<tb> : <SEP> : <SEP> Matériau <SEP> 4a <SEP> : <SEP> Composite <SEP> 4b <SEP> : <SEP> :
<tb> :---------------:-------------:--------------:------------:
<tb> : <SEP> 32 <SEP> : <SEP> 23,0 <SEP> : <SEP> 23,0 <SEP> : <SEP> 0 <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> : <SEP> 64 <SEP> : <SEP> 22,5 <SEP> :<SEP> 24,5 <SEP> : <SEP> +2 <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> : <SEP> 125 <SEP> : <SEP> 24,5 <SEP> : <SEP> 24,5 <SEP> : <SEP> 0 <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> : <SEP> 250 <SEP> : <SEP> 24,0 <SEP> : <SEP> 24,5 <SEP> : <SEP> +0,5 <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> : <SEP> 500 <SEP> : <SEP> 33,0 <SEP> : <SEP> 33,5 <SEP> : <SEP> +0,5 <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> : <SEP> 1000 <SEP> : <SEP> 44,5 <SEP> : <SEP> 45,0 <SEP> : <SEP> +0,5 <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> : <SEP> 2000 <SEP> : <SEP> 50,5 <SEP> : <SEP> 50,5 <SEP> : <SEP> 0 <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> : <SEP> 4000 <SEP> : <SEP> 56,0 <SEP> : <SEP> 55,5 <SEP> :<SEP> -0,5 <SEP> :
<tb> ----------------------------------------------------------
L'analyse de ces graphiques C et R permet de déduire que lPinter- position dans la couche de mélange compact 1 d'un élément de renforcement 4 modifie peu l'effet obtenu, les différences d'atténu- ation sonore étant comprises entre -0,5 et + 2 décibels.: ------------------------------------------------- --------:
<tb>: <SEP> Frequency <SEP> of <SEP>: <SEP> Sound attenuation <SEP><SEP>:<SEP> Difference <SEP>:
<tb>: <SEP> octaves <SEP> of <SEP>: <SEP> decibels <SEP>: <SEP>:
<tb>: <SEP> measure <SEP>: -------------: --------------: --------- ---:
<tb>: <SEP>: <SEP> Material <SEP> 4a <SEP>: <SEP> Composite <SEP> 4b <SEP>: <SEP>:
<tb>: ---------------: -------------: --------------: - -----------:
<tb>: <SEP> 32 <SEP>: <SEP> 23.0 <SEP>: <SEP> 23.0 <SEP>: <SEP> 0 <SEP>:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>:
<tb>: <SEP> 64 <SEP>: <SEP> 22.5 <SEP>: <SEP> 24.5 <SEP>: <SEP> +2 <SEP>:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>:
<tb>: <SEP> 125 <SEP>: <SEP> 24.5 <SEP>: <SEP> 24.5 <SEP>: <SEP> 0 <SEP>:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>:
<tb>: <SEP> 250 <SEP>: <SEP> 24.0 <SEP>: <SEP> 24.5 <SEP>: <SEP> +0.5 <SEP>:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>:
<tb>: <SEP> 500 <SEP>: <SEP> 33.0 <SEP>: <SEP> 33.5 <SEP>: <SEP> +0.5 <SEP>:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>:
<tb>: <SEP> 1000 <SEP>: <SEP> 44.5 <SEP>: <SEP> 45.0 <SEP>: <SEP> +0.5 <SEP>:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>:
<tb>: <SEP> 2000 <SEP>: <SEP> 50.5 <SEP>: <SEP> 50.5 <SEP>: <SEP> 0 <SEP>:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>:
<tb>: <SEP> 4000 <SEP>: <SEP> 56.0 <SEP>: <SEP> 55.5 <SEP>: <SEP> -0.5 <SEP>:
<tb> ----------------------------------------------- -----------
The analysis of these graphs C and R makes it possible to deduce that the placement in the layer of compact mixture 1 of a reinforcement element 4 modifies the effect obtained little, the differences in sound attenuation being between -0 , 5 and + 2 decibels.

La figure 5 illustre, sous forme graphiques les résultats obtenus, dans les mêmes conditions d'essai que précédemment, sur le composite multicouche. Les vues Sa et 5b montrent la structure des composites (correspondant respectivement aux graphiques A et B des vues 5c et 5d) constitués d'une 1ère couche à base d'élastomère compact 1, d'une couche de matériau cellulaire 2, d'une couche de mélange a base d'élastomère compact 3 renforcé de cables métalli- ques 4 et pour le composite de la vue 5b d'une couche d'élastomère compact interposée à mi-épaîsseur du matériau cellulaire 5.Sur les vues 5c et 5d l'axe des abscisses z représente l'épaisseur e de la couche de matériau cellulaire 2 de l'échantillon A ou B et l'axe des ordonnées y représente l'atténuation sonore en décibels.FIG. 5 illustrates, in graphical form, the results obtained, under the same test conditions as previously, on the multilayer composite. Views Sa and 5b show the structure of the composites (corresponding respectively to graphs A and B of views 5c and 5d) consisting of a 1st layer based on compact elastomer 1, a layer of cellular material 2, a mixture layer based on compact elastomer 3 reinforced with metal cables 4 and for the composite of view 5b with a layer of compact elastomer interposed at mid-thickness of the cellular material 5. On views 5c and 5d l the x-axis z represents the thickness e of the layer of cellular material 2 of sample A or B and the y-axis represents the sound attenuation in decibels.

La vue 5c est relative aux mesures aux basses et moyennes fréquen- ces (jusqu'à 500 Hz), alors que la vue Sd se rapporte aux mesures aux fréquences élevées (de 500 à 4000 Hz).View 5c relates to measurements at low and medium frequencies (up to 500 Hz), while view Sd relates to measurements at high frequencies (from 500 to 4000 Hz).

Les graphiques des vues Sc et 5d correspondent aux valeurs expéri- mentales indiquées dans le tableau ci-après :

Figure img00070001
The graphics of views Sc and 5d correspond to the experimental values indicated in the table below:
Figure img00070001

---------------------------------------------------------------
<tb> : <SEP> Matériau <SEP> : <SEP> Epaisseur <SEP> : <SEP> Atténuation <SEP> sonore <SEP> (décibels) <SEP> :
<tb> : <SEP> en <SEP> essai <SEP> : <SEP> de <SEP> : <SEP> Basse <SEP> et <SEP> moyenne <SEP> : <SEP> Haute <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> cellulaire <SEP> : <SEP> fréquences <SEP> : <SEP> fréquence <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> (mm) <SEP> : <SEP> valeur: <SEP> Ecart <SEP> par:valeur:Ecart <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :rapport <SEP> au: <SEP> :par <SEP> rap:
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :témoin <SEP> : <SEP> :port <SEP> au:
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :<SEP> témoin:
<tb> :---------------:------------:-------:----------:------:-------:
<tb> : <SEP> Témoin <SEP> 4a <SEP> : <SEP> 0 <SEP> : <SEP> 26,1 <SEP> : <SEP> - <SEP> : <SEP> 48,7 <SEP> : <SEP> - <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> : <SEP> Composite <SEP> 5a <SEP> : <SEP> 23 <SEP> : <SEP> 26,3 <SEP> : <SEP> + <SEP> 0,2 <SEP> : <SEP> 65,0 <SEP> : <SEP> + <SEP> 16,3:
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> : <SEP> Composite <SEP> 5a <SEP> : <SEP> 46 <SEP> : <SEP> 23,6 <SEP> : <SEP> - <SEP> 2,5 <SEP> : <SEP> 64,2 <SEP> : <SEP> + <SEP> 15,5:
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> : <SEP> Témoin <SEP> 4b <SEP> : <SEP> 0 <SEP> : <SEP> 26,5 <SEP> : <SEP> - <SEP> : <SEP> 50,3 <SEP> : <SEP> - <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> : <SEP> Composite <SEP> 5b <SEP> :<SEP> 11 <SEP> + <SEP> 11 <SEP> : <SEP> 27,1 <SEP> : <SEP> + <SEP> 0,6 <SEP> : <SEP> 68,7 <SEP> : <SEP> + <SEP> 18,4:
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> : <SEP> Composite <SEP> 5b <SEP> : <SEP> 23 <SEP> + <SEP> 23 <SEP> : <SEP> 26,2 <SEP> : <SEP> - <SEP> 0,3 <SEP> : <SEP> 66,7 <SEP> : <SEP> + <SEP> 16,4:
<tb> ---------------------------------------------------------------
L'analyse de ces graphiques montre que : 1) le cellulaire 2 accroît l'atténuation sonore aux fréquences élevées, puisque la différence par rapport au témoin est, en moyenne de 15,9 pour le composite correspondant à la vue Sa et de 17,4 pour celui correspondant a la vue 5b.-------------------------------------------------- -------------
<tb>: <SEP> Material <SEP>: <SEP> Thickness <SEP>: <SEP> Sound attenuation <SEP><SEP> (decibels) <SEP>:
<tb>: <SEP> in <SEP> test <SEP>: <SEP> of <SEP>: <SEP> Low <SEP> and <SEP> medium <SEP>: <SEP> High <SEP>:
<tb>: <SEP>: <SEP> cellular <SEP>: <SEP> frequencies <SEP>: <SEP> frequency <SEP>:
<tb>: <SEP>: <SEP> (mm) <SEP>: <SEP> value: <SEP> Difference <SEP> by: value: Difference <SEP>:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: report <SEP> to: <SEP>: by <SEP> rap:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: indicator <SEP>: <SEP>: port <SEP> to:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP> witness:
<tb>: ---------------: ------------: -------: --------- -: ------: -------:
<tb>: <SEP> Witness <SEP> 4a <SEP>: <SEP> 0 <SEP>: <SEP> 26.1 <SEP>: <SEP> - <SEP>: <SEP> 48.7 <SEP >: <SEP> - <SEP>:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>:
<tb>: <SEP> Composite <SEP> 5a <SEP>: <SEP> 23 <SEP>: <SEP> 26.3 <SEP>: <SEP> + <SEP> 0.2 <SEP>: <SEP > 65.0 <SEP>: <SEP> + <SEP> 16.3:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>:
<tb>: <SEP> Composite <SEP> 5a <SEP>: <SEP> 46 <SEP>: <SEP> 23.6 <SEP>: <SEP> - <SEP> 2.5 <SEP>: <SEP > 64.2 <SEP>: <SEP> + <SEP> 15.5:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>:
<tb>: <SEP> Witness <SEP> 4b <SEP>: <SEP> 0 <SEP>: <SEP> 26.5 <SEP>: <SEP> - <SEP>: <SEP> 50.3 <SEP >: <SEP> - <SEP>:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>:
<tb>: <SEP> Composite <SEP> 5b <SEP>: <SEP> 11 <SEP> + <SEP> 11 <SEP>: <SEP> 27.1 <SEP>: <SEP> + <SEP> 0 , 6 <SEP>: <SEP> 68.7 <SEP>: <SEP> + <SEP> 18.4:
<tb>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>:
<tb>: <SEP> Composite <SEP> 5b <SEP>: <SEP> 23 <SEP> + <SEP> 23 <SEP>: <SEP> 26.2 <SEP>: <SEP> - <SEP> 0 , 3 <SEP>: <SEP> 66.7 <SEP>: <SEP> + <SEP> 16.4:
<tb> ----------------------------------------------- ----------------
The analysis of these graphs shows that: 1) cell phone 2 increases the sound attenuation at high frequencies, since the difference compared to the control is, on average, 15.9 for the composite corresponding to the Sa view and 17, 4 for the one corresponding to view 5b.

2) l'augmentation de l'épaisseur de cellulaire 2 apporte peu d'ef- fet favorable : les différences d'atténuation sonore entre les composites correspondants à la vue Sa ou à la vue 5b mais d > 6pais- seurs différentes ne sont, respectivement que de 0,8 et 2 décibels.2) the increase in cell thickness 2 brings little favorable effect: the differences in sound attenuation between the composites corresponding to view Sa or view 5b but d> 6 different thicknesses are not, only 0.8 and 2 decibels respectively.

3) la multiplication des interfaces entre couches compactes et cellulaires, par interposition d'une couche 5 améliore peu l'effet d'atténuation sonore aux hautes fréquences puisque les différences entre les composites correspondants aux vues 4a et 4b ou Sa et 5b et ayant pour ces derniers une épaisseur de 23 ou de 46 mm de cellulaire sont respectivement de 1,6, de 2,1 et de 0,9 décibels.3) the multiplication of interfaces between compact and cellular layers, by the interposition of a layer 5 improves little the sound attenuation effect at high frequencies since the differences between the composites corresponding to views 4a and 4b or Sa and 5b and having for the latter, a cell thickness of 23 or 46 mm, are respectively 1.6, 2.1 and 0.9 decibels.

Une des méthodes de réalisation du composite consiste, à partir des différentes couches déjà vulcanisées, à les assembler dans un moule et à les soumettre à une opération de traitement thermique sous pression. Des structures de révolution sont obtenues par pose successive des éléments constitutifs sur un mandrin de forme ap propriée, suivie d'un sanglage qui les maintient en place et d'un traitement thermique.One of the methods of making the composite consists, from the various layers already vulcanized, in assembling them in a mold and in subjecting them to a heat treatment operation under pressure. Structures of revolution are obtained by successively placing the constituent elements on a mandrel of suitable shape, followed by strapping which keeps them in place and by heat treatment.

En conclusion, l'invention décrit un matériau multicouche pour réalisation de structures autoportantes, présentant simultanément des propriétés d'isolation phonique et thermique, des caractéris- tiques élastiques qui lui permettent de reprendre ses dimensions initiales après déformation, une excellente tenue au déchirement et une bonne résistance au feu, aux hydrocarbures et aux corps gras alliées à la légèreté et au caractère autoportant. Un tel composite se prête à la réalisation de nombreux articles industriels qui utilisent tout ou partie de ses propriétés. In conclusion, the invention describes a multilayer material for producing self-supporting structures, simultaneously exhibiting sound and thermal insulation properties, elastic characteristics which allow it to return to its initial dimensions after deformation, excellent tear resistance and excellent resistance to tearing. good resistance to fire, hydrocarbons and fatty substances combined with lightness and self-supporting character. Such a composite lends itself to the production of numerous industrial articles which use all or part of its properties.

C'est ainsi que la quasi totalité de ces caractéristiques sont mises à profit dans la fabrication de tunnels dintercirculation pour véhicules ferroviaires ou routiers qui nécessitent une isolation phonique contre les bruits de roulement, une isolation thermique pour maintenir constante la température des véhicules clima tissés, une protection contre les intempéries et les agents atmos phériques, une protection contre les projections d'huiles et de corps gras, une protection contre le vandalisme et la dégradation tant par le feu que par des objets coupants -ainsi qu'une excellente tenue mécanique pour résister aux déformations répétées dues aux mouvements des véhicules.Les tunnels dpintercirculation réalisés a partir du composite objet de l'invention sont autoportants ce qui évite lsinterposition de structure de maintien et permet ainsi de gagner en poids et en souplesse.Thus, almost all of these characteristics are put to good use in the manufacture of intercirculation tunnels for rail or road vehicles which require sound insulation against rolling noise, thermal insulation to keep the temperature of air-conditioned vehicles constant, protection against bad weather and atmospheric agents, protection against splashes of oils and fatty substances, protection against vandalism and degradation both by fire and by sharp objects - as well as excellent mechanical resistance for resist repeated deformations due to vehicle movements. The intercirculation tunnels made from the composite object of the invention are self-supporting which avoids the interposition of a support structure and thus makes it possible to gain weight and flexibility.

De mEme les éléments mobiles de passerelles qui joignent un termi nai a un avion ou un bateau nécessitent la conjugaison de toutes les qualités du composite multicouche. La réalisation de tuyau,: pour transport des hydrocarbures ou du gaz liquéfié, dont la paroi est réalisée a partir du composite multicouche, requiert essentiellement les propriétés d'isolation thermique, de rbsistance aux hydrocarbures, de légèreté et de tenue mécanique.Likewise, the mobile elements of gangways which join a terminal to an airplane or a boat require the combination of all the qualities of the multilayer composite. The production of a pipe for transporting hydrocarbons or liquefied gas, the wall of which is made from the multilayer composite, essentially requires the properties of thermal insulation, resistance to hydrocarbons, lightness and mechanical strength.

Le composite multicouche est également utilisé pour la réalisation d'éléments mobiles de structures pour abriter les machines. Il protège loenvironnement du bruit et des projections d'huiles et de matières grasses et aide à la protection du matériel des intempéries et des poussières atmosphériques.The multilayer composite is also used for the production of mobile elements of structures to house machines. It protects the environment from noise and projections of oils and fats and helps to protect the equipment from bad weather and atmospheric dust.

Les emplois du composite multicouche ne se limitent pas aux cas illustrés ou décrits. De nombreuses autres applications peuvent entre trouvées -dans le bâtiment et les travaux publics en particulier-chaque fois que se présente la nécessité d'allier une isolation phonique et/ou thermique à une haute résistance mécanique.The uses of the multilayer composite are not limited to the cases illustrated or described. Many other applications can be found - in building and public works in particular - whenever the need arises to combine sound and / or thermal insulation with high mechanical resistance.

L'homme de l'art peut, bien entendu, apporter au dispositif décrit précédemment et à ses applications illustrées a titre d'exemples non limitatifs, diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Those skilled in the art can, of course, make various modifications to the device described above and to its applications illustrated by way of nonlimiting examples without departing from the scope of the invention.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1- Structure composite multicouche d'élastomères compacts et cellulaires pour isolation phonique et thermique, constituée par une alternance d'au moins trois couches de matériaux élastomériques caractérisée en ce que le matériau cellulaire (2) possède une masse spécifique inférieure ou égale a 200 kg/m3 et un module sous compression de 50 Z, au moins gal à 0,1 MPa et que l'ensemble dudit composite est déformable élastiquement.1- Multilayer composite structure of compact and cellular elastomers for sound and thermal insulation, consisting of an alternation of at least three layers of elastomeric materials characterized in that the cellular material (2) has a specific mass less than or equal to 200 kg / m3 and a modulus under compression of 50 Z, at least equal to 0.1 MPa and that the whole of said composite is elastically deformable. 2- Structure composite multicouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la masse spécifique du matériau cellulaire (2) est comprise entre 70 et 100 3/m. 2- multilayer composite structure according to claim 1, characterized in that the specific mass of the cellular material (2) is between 70 and 100 3 / m. 3- Structure composite multicouche selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau cellulaire (2) est produit par l'expansion d'un terpolymère d' éthylène/propylène/diène. 3- multilayer composite structure according to one of claims 1 or 2, characterized in that the cellular material (2) is produced by the expansion of an ethylene / propylene / diene terpolymer. 4- Structure composite multicouche selon lune des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la composition des mélanges a base d'élastomères compacts des couches (1) et/ou () leur confère une bonne résistance au feu.4- multilayer composite structure according to one of claims 1 to 3, characterized in that the composition of mixtures based on compact elastomers of the layers (1) and / or () gives them good fire resistance. 5- Structure composite multicouche selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'élastomère utilisé dans les mélanges des couches compactes (1) et/ou (3) est du polychloroprène. 5- multilayer composite structure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the elastomer used in the mixtures of the compact layers (1) and / or (3) is polychloroprene. 6- Structure composite multicouche selon l'une des revendications 1 a 5 caractérisée en ce que la couche à base d'élastomère compact (3) est renforcée par au moins une nappe de textiles ou de cables métalliques (4). 6- multilayer composite structure according to one of claims 1 to 5 characterized in that the compact elastomer-based layer (3) is reinforced by at least one sheet of textiles or metal cables (4). 7- Structure composite multicouche selon l'une des revendications 1 a 6, caractérisée en ce qu'au moins une couche à base d > 6lasto- mère compact (5) est interposée entre deux couches de matériau cellulaire t?). 7- multilayer composite structure according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one layer based on compact 6lastomer (5) is interposed between two layers of cellular material t?). 8- Tunnel d'intercirculation entre véhicules ferroviaires ou routiers, monobloc et autoportant réalisé a partir d'une structure composite multicouche conforme a l'une des revendications 1 a 7.8- Inter-traffic tunnel between rail or road vehicles, monobloc and self-supporting made from a multilayer composite structure according to one of claims 1 to 7. 9- Eléments déformables de passerelle d'accès d'un terminal à un avion ou à un bateau réalisés a partir d'une structure composite multicouche conforme à lune des revendications 1 à 7. 9- Deformable access gateway elements of a terminal to an airplane or to a boat made from a multilayer composite structure according to one of claims 1 to 7. 10- Eléments déformables d'abris de machines bruyantes et/ou polluantes réalisés à partir d'une structure composite multicouche conforme à l'une des revendications 1 à 7.10- Deformable elements of noisy and / or polluting machine shelters made from a multilayer composite structure according to one of claims 1 to 7. 11 - Tuyau isolant pour le transport d'hydrocarbures ou de gaz naturel liquéfié réalisé à partir d'une structure composite multicouche conforme à l'une des revendications 1 à 7 11 - Insulating pipe for the transport of hydrocarbons or liquefied natural gas made from a multilayer composite structure according to one of claims 1 to 7
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