FR2727189A1 - Panneau isolant acoustique et son procede de fabrication - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un panneau isolant acoustique et son procédé de fabrication. Le panneau comprend une âme (12) avec une ossature (18) délimitant une multiplicité de chambres creuses (24), une première couche externe (14) formée d'un matériau moulé directement sur une face (20) de l'ossature (18) et une seconde couche externe (16) perméable à l'air et disposée du côté de la couche sonore (S). Application aux panneaux de construction, notamment aux panneaux de clôture.

Description

Panneau isolant acoustique et son procédé de fabrication
L'invention concerne un panneau isolant acoustique ainsi qu'un procédé pour sa fabrication.
On connaît déjà, en particulier d'après la publication de
Brevet DE 4 131 394, un panneau isolant acoustique à l'égard d'une source sonore, qui comprend une âme avec une ossature délimitant une multiplicité de chambres creuses, ainsi que deux couches externes liées à deux faces opposées de l'âme pour former une structure en sandwich.
Dans ce panneau isolant acoustique connu, l'ossature de l'âme centrale est de type nid d'abeille et peut être formée, par exemple, à partir de carton. Les deux couches externes sont avantageusement formées d'une nappe de fibres, telles que des fibres naturelles, qui sont perméables à l'air, établissant ainsi une communication entre les chambres creuses de l'âme centrale et le milieu extérieur.
Dans ce panneau isolant connu, les chambres creuses de l'âme centrale peuvent être vides ou bien remplies d'une charge de remplissage, de préférence en matériau recyclé, comme une mousse de matière plastique, par exemple.
Ce panneau isolant acoustique connu est destiné plus particulièrement à l'industrie automobile pour servir d'isolant acoustique dans les carrosseries.
Un des inconvénients de ce panneau connu est que les deux couches externes doivent être collées à l'âme centrale sur des faces externes de l'ossature. I1 en résulte que cette ossature doit procurer des faces externes de surface plane et suffisamment importantes pour permettre une bonne liaison par collage.
De plus, sa fabrication exige des opérations nombreuses et souvent délicates à mettre en oeuvre.
En outre, le panneau de la publication précitée est limité à des applications particulières, spécialement dans le domaine de l'automobile.
L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités.
C'est en particulier un but de l'invention de procurer un panneau isolant acoustique qui ne nécessite pas, en général, d'opération de collage.
C'est aussi un but de l'invention de procurer un tel panneau qui peut être fabriqué de façon simple par un nombre limité d'opérations.
C'est encore un but de l'invention de procurer un tel panneau qui peut être utilisé essentiellement dans le domaine de la construction, notamment pour fabriquer des murs de bâtiments ou des murs de clôture.
L'invention propose à cet effet un panneau isolant acoustique du type défini en introduction, dans lequel une première couche externe est formée d'un matériau moulé directement sur l'ossature, en sorte que cette dernière est partiellement emprisonnée dans le matériau moulé.
Ainsi, cette première couche externe se trouve parfaitement solidarisée à l'âme du fait que l'ossature de cette dernière se trouve en partie noyée dans le matériau moulé, ce qui évite toute opération de collage.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, cette première couche externe en matériau moulé est celle qui est destinée à être placée du côté opposé à la source sonore.
Avantageusement, cette première couche externe en matériau moulé emprisonne de l'air et possède un coefficient de vide, encore appelé "indice de vide", inférieur à 10% en volume et de préférence voisin de 5% en volume.
Cela signifie que de l'air occupe au maximum 10% du volume du matériau moulé.
Le matériau moulé formant cette première couche externe est avantageusement choisi parmi du béton, du ciment, du plâtre et une matière plastique recyclée. En ce dernier cas, la matière plastique recyclée doit être moulée à chaud pour assurer la liaison avec l'ossature de l'âme. Ainsi, cette première couche externe forme directement une face finie du panneau, laquelle peut, le cas échéant, recevoir un habillage extérieur.
De façon avantageuse, ce panneau isolant acoustique possède une seconde couche externe qui est destinée à être placée du côté de la source sonore et est réalisée dans un matériau perméable à l'air possédant un coefficient de vide compris entre 20 et 35% en volume et de préférence voisin de 25% en volume.
Cette seconde couche externe perméable à l'air fait communiquer le milieu extérieur avec les chambres creuses définies par l'âme centrale. Ces chambres creuses sont de préférence indépendantes mais peuvent éventuellement communiquer entre elles.
Le matériau formant cette seconde couche externe peut être choisi parmi un large éventail de matériaux perméables à l'air, et notamment parmi les matériaux suivants : un agrégat bitumineux, un caoutchouc poreux, un liège comprimé, un panneau de particules, une mousse de matière plastique ou une nappe de fibres.
Cette seconde couche externe est de préférence moulée ou comprimée directement sur l'ossature, en sorte que cette dernière est partiellement emprisonnée dans le matériau de cette seconde couche externe.
La nature de la liaison mécanique entre la seconde couche externe et l'ossature de l'âme dépend dans une large mesure de la nature du matériau de cette seconde couche externe. En règle générale, cette liaison se fait sans utiliser de colle.
L'ossature de l'âme peut être choisie parmi des structures de nature différente, du moment qu'elle procure deux faces externes opposées, non nécessairement planes, permettant une liaison mécanique résistante avec les deux faces externes.
I1 peut s'agir notamment d'une structure alvéolaire, en particulier du type à nid d'abeille, d'une structure ondulée ou encore d'une structure en treillis.
Les chambres creuses définies à l'intérieur de l'âme peuvent être vides, c'est-à-dire remplies d'air à 100%, ou bien contenir un matériau de remplissage, de préférence à l'état divisé, qui occupe partiellement le volume des chambres creuses avec un coefficient de vide de l'ordre de 10% en volume.
Le matériau de remplissage est avantageusement un matériau recyclé, en particulier à base de caoutchouc. I1 peut s'agir notamment d'une poudre obtenue à partir de pneumatiques usagés de véhicules automobiles.
Sous un autre aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau isolant acoustique du type défini précédemment, ce procédé comprenant les opérations suivantes a) couler le matériau de la première couche externe dans le fond d'un moule, b) amener l'ossature de l'âme au-dessus du moule et la déplacer vers le matériau coulé, non durci, de manière qu'une première face de l'ossature pénètre dans le matériau coulé, c) laisser durcir au moins en partie le matériau coulé, et d) appliquer le matériau de la seconde couche externe sur une seconde face de l'ossature.
Dans une forme de réalisation de l'invention, pour la mise en oeuvre de l'opération d), on applique le matériau de la seconde couche externe sur le dessus de l'ossature, la première couche externe et l'ossature restant dans le moule.
Dans une autre variante, l'opération d) comprend les phases suivantes dl) couler le matériau de la seconde couche externe dans un second moule, d2) enlever l'ensemble formé par la première couche externe et par l'ossature, résultant de l'opération c), d3) retourner cet ensemble et le déplacer vers le matériau coulé, non durci, formant la seconde couche externe, et d4) laisser durcir au moins en partie le matériau de la seconde couche externe.
Le procédé de l'invention peut comporter une opération intermédiaire qui consiste à verser un matériau de remplissage dans l'ossature de l'âme avant d'appliquer le matériau de la seconde couche externe.
Dans ce cas, il est préférable d'utiliser la première variante précitée, étant donné que le matériau de remplissage peut être versé directement dans l'ossature, ce matériau de remplissage servant ensuite d'appui pour l'application du matériau de la seconde couche externe.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un panneau selon une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'une partie de l'âme du panneau de la figure 1; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 1, dans laquelle le panneau comprend un matériau de remplissage; - la figure 4 est une vue en coupe transversale d'un panneau selon une seconde forme de réalisation; - la figure 5 est une vue en perspective de l'ossature de l'âme du panneau de la figure 4; - la figure 6 est une vue en perspective d'une ossature dans une autre variante; - les figures 7 à 10 représentent les différentes opérations successives du procédé de l'invention dans une première forme de réalisation;; - les figures 11 à 12 représentent les dernières opérations d'un procédé dans une seconde forme de réalisation; et - la figure 13 est une vue en élévation d'un panneau selon l'invention utilisé pour la construction d'une clôture.
On se réfère à la figure 1 qui représente un panneau isolant acoustique 10 selon l'invention destiné à former une barrière acoustique à l'égard d'une source sonore S. Le panneau 10 comprend une âme centrale 12 intercalée entre une première couche externe 14 disposée du côté opposé à la source sonore S et une seconde couche externe 16 disposée du côté de la source sonore S.
L'âme 12 possède une ossature 18 ayant une première face d'extrémité 20 du côté de la couche externe 14 et une seconde face d'extrémité 22 du côté de la couche externe 16.
L'ossature 18 délimite une multiplicité de chambres creuses 24 qui, dans la forme de réalisation de la figure 1, sont complètement remplies d'air. Dans l'exemple, l'ossature 18 (figure 2) est formée d'une multiplicité de tronçons de tubes 26 accolés les uns aux autres pour former un paquet s'apparentant à une structure du type nid d'abeille. Ces tronçons de tubes ont tous la même longueur et sont avantageusement réalisés en une matière plastique, par exemple en polyéthylène, et soudés les uns aux autres pour fournir une structure compacte, comme enseigné par la publication de
Brevet FR 2 616 705. Il s'agit là d'un exemple d'une ossature d'âme centrale, dans laquelle les chambres 24 sont chacune délimitées par des parois qui s'étendent dans une direction perpendiculaire au plan général du panneau 10, et dans laquelle les chambres ne communiquent pas entre elles.
La première couche externe 14 est réalisée en un matériau moulé emprisonnant de l'air et possédant un coefficient de vide inférieur à 10% en volume, et de préférence voisin de 5% en volume. Ce matériau moulé est avantageusement choisi parmi du béton, du ciment, du plâtre et une matière plastique recyclée. Dans l'exemple, l'épaisseur de la couche 14 est de quelques centimètres, typiquement de l'ordre de 5 cm.
Comme on le voit sur la figure 1, la face d'extrémité 20 de l'âme 12 pénètre en partie dans l'épaisseur de la couche externe 14 pour assurer une liaison entre l'ossature et cette couche externe. La face d'extrémité 20 est plongée au préalable dans le matériau de la couche 14 à l'état liquide ou pâteux, avant son durcissement.
Le matériau de la couche 16 peut être choisi parmi un large éventail de matériaux, du moment que ces matériaux soient perméables à l'air et qu'ils puissent être reliés à l'âme 12.
Il peut s'agir notamment d'un agrégat bitumineux, d'un caoutchouc poreux, d'un liège comprimé, de particules, d'une mousse de matière plastique ou encore d'une nappe de fibres.
Selon la nature du matériau, celui-ci est avantageusement moulé ou comprimé sur l'ossature 18, de manière que la face d'extrémité 22 de cette dernière pénètre partiellement dans l'épaisseur de la couche 16 pour assurer une bonne liaison mécanique.
A titre d'exemple, l'épaisseur de la couche 16 est de l'ordre de quelques centimètres, typiquement de l'ordre de 5 cm.
L'épaisseur de l'âme 12 est généralement plus importante que celle de chacune des couches 14 et 16. Elle est typiquement comprise entre 5 et 10 cm. Ainsi, l'épaisseur totale du panneau est de préférence de l'ordre de 15 à 20 cm.
Toutefois, il est possible de prévoir des panneaux d'épaisseur plus faible ou d'épaisseur plus grande en fonction de l'application envisagée.
Le panneau 10 représenté à la figure 3 est identique au panneau de la figure 1, si ce n'est que les chambres 24 sont garnies d'un matériau de remplissage 28, à l'état divisé, occupant partiellement le volume des chambres creuses. Le coefficient de vide est de l'ordre de 10% en volume. Cela signifie qu'environ 90% du volume des chambres est donc garni du matériau 28.
Dans la forme de réalisation de la figure 4, le panneau s'apparente à celui de la figure 1, si ce n'est qu'il comprend une âme centrale 30 possédant une ossature 32 de forme générale ondulée. Comme on le voit aux figures 4 et 5, cette ossature 32 est une tôle ondulée, par exemple métalli que, perforée ou dont la forme s'apparente à celle d'une sinusoïde et comportant des ondulations définissant une première face d'extrémité 34 du côté de la couche 14 et des ondulations définissant une seconde face d'extrémité 36 du côté de la couche 16. Ces deux faces d'extrémité sont avantageusement emprisonnées en partie dans les matériaux respectifs des couches 14 et 16 pour assurer une bonne liaison mécanique.
Dans la forme de réalisation de la figure 6, à laquelle on se réfère maintenant, l'âme 38 comporte une ossature 40 formée d'une structure en treillis de forme ondulée. Dans l'exemple, les extrémités des ondulations sont planes et constituent, d'une part, une première face d'extrémité 42 du côté de la couche 14, et d'autre part une seconde face d'extrémité 44 du côté de la couche 16. Cette structure ondulée peut être formée à partir d'une tôle perforée ou bien à partir d'un treillis de fils métalliques entrelacés.
Il est possible de choisir d'autres types d'ossatures ondulées qui, au lieu de présenter des ondulations dans une seule direction, comprennent des ondulations dans deux directions perpendiculaires.
On se réfère maintenant aux figures 7 à 10 pour décrire une première forme de réalisation du procédé de l'invention.
Selon ce procédé, on utilise un moule 46, dans le fond duquel on coule le matériau destiné à former la première couche externe 14. Le matériau est à l'état liquide ou pâteux. On place ensuite l'âme 12 au-dessus du moule, de sorte que sa face d'extrémité 20 soit dirigée vers le bas et sa face d'extrémité 22 vers le haut.
On déplace ensuite l'âme 12 verticalement vers le bas, comme montré par la flèche F, jusqu'à ce que la face d'extrémité 20 pénètre en partie dans le matériau de la couche 14, comme montré à la figure 8. L'âme 12 est maintenue en place et on laisse durcir au moins en partie le matériau de la couche 14.
Dans l'exemple, on remplit l'âme 12 d'un matériau de remplissage 28 jusqu'à ce que ce matériau affleure presque jusqu'au niveau de la face d'extrémité 22, comme montré à la figure 9.
Ensuite, comme montré à la figure 10, on applique dans le moule le matériau destiné à former la seconde couche externe 16. Ce matériau peut être à l'état liquide, pâteux ou visqueux et peut être moulé ou comprimé en fonction de sa nature. Après durcissement du matériau 16, l'âme 12 se trouve emprisonnée entre les deux couches 14 et 16, maintenant durcies, pour former une structure en sandwich.
On se réfère maintenant aux figures 11 à 12 pour décrire les phases terminales d'une variante de réalisation. Dans cette variante, le procédé comprend les opérations initiales des figures 7 et 8. Toutefois, cette variante convient plus particulièrement au cas où l'âme ne comporte pas de matériau de remplissage. L'ensemble formé par la première couche 14 et l'âme 12 (figure 8) est démoulé puis retourné au-dessus d'un second moule 48 (figure 11) dans lequel on a au préalable coulé le matériau destiné à former la seconde couche externe 16. L'ensemble ainsi formé est placé audessus du moule, de sorte que la face d'extrémité 22 de l'âme 12 soit dirigée vers le bas et l'ensemble est déplacé verticalement de haut en bas.
On poursuit le mouvement jusqu'à ce que la face d'extrémité 22 pénètre en partie dans le matériau de la couche 16, comme montré à la figure 12. On laisse ensuite durcir le matériau de la couche 16 avant de démouler l'ensemble.
Comme indiqué, cette seconde variante convient tout particulièrement au cas où l'âme 12 n'est pas garnie de matériau de remplissage.
Il est bien entendu possible de garnir l'âme d'un matériau de remplissage, à condition de prévoir des moyens empêchant le matériau de remplissage de quitter l'âme lorsque l'ensemble est en position retournée, comme montré à la figure 11.
On se réfère maintenant à la figure 13 qui montre un panneau 10 selon l'invention utilisé comme panneau de clôture et monté entre deux poteaux 50. A titre d'exemple, le panneau 10 peut avoir une hauteur H comprise entre 0,8 m et 1,5 m et une longueur L comprise entre 1,5 m et 4 m.
Dans un panneau selon l'invention, l'onde sonore provenant de la source S pénètre dans le matériau par la couche externe 16 et est absorbée dans les chambres creuses de l'âme, éventuellement garnies d'un matériau de remplissage.
Il est possible de faire varier les caractéristiques du panneau en fonction de la nature des matériaux des couches externes et de leur coefficient de vide, et en faisant varier également les caractéristiques de l'âme centrale et son coefficient de vide.
Le panneau de l'invention peut avantageusement comporter des moyens d'assemblage ou d'emboîtement, tels que des rainures et nervures complémentaires, des chanfreins, etc., pour permettre la liaison du panneau avec un panneau adjacent.

Claims (14)

Revendications
1.- Panneau isolant acoustique à l'égard d'une source sonore, comprenant une âme (12; 30; 38) avec une ossature (18; 32; 40) délimitant une multiplicité de chambres creuses (24) ainsi que deux couches externes (14, 16) liées à deux faces opposées de l'âme pour former une structure en sandwich, caractérisé en ce qu'une première couche externe (14) est formée d'un matériau moulé directement sur l'ossature (18; 32; 40) de l'âme, en sorte que cette ossature est partiellement emprisonnée dans le matériau moulé.
2.- Panneau isolant acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche externe (14) en matériau moulé est celle qui est destinée à être placée du côté opposé à la source sonore (S).
3.- Panneau isolant acoustique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la première couche externe (14) en matériau moulé emprisonne de l'air et possède un coefficient de vide inférieur à 10% en volume et de préférence voisin de 5% en volume.
4.- Panneau isolant acoustique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau moulé de la première couche externe (14) est choisi parmi du béton, du ciment, du plâtre et une matière plastique recyclée.
5.- Panneau isolant acoustique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde couche externe (16), destinée à être placée du côté de la source sonore (S), est formée dans un matériau perméable à l'air et possédant un coefficient de vide compris entre 20 et 35% en volume et de préférence voisin de 25% en volume.
6.- Panneau isolant acoustique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau de la seconde couche externe (16) est choisi parmi un agrégat bitumineux, un caoutchouc poreux, un liège comprimé, un panneau de particules, une mousse de matière plastique et une nappe de fibres.
7.- Panneau isolant acoustique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde couche externe (16) est moulée ou comprimée directement sur l'ossature (18; 32; 40) de l'âme (12; 30; 38), en sorte que cette ossature est partiellement emprisonnée dans le matériau de cette seconde couche externe.
8.- Panneau isolant acoustique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ossature de l'âme est choisie parmi une structure alvéolaire, en particulier du type à nid d'abeille (18), une structure ondulée (30) et une structure en treillis (38).
9.- Panneau isolant acoustique selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'âme (12; 30; 38) contient un matériau de remplissage (28) occupant partiellement le volume des chambres creuses (24) avec un coefficient de vide de l'ordre de 10% en volume.
10.- Panneau isolant acoustique selon la revendication 9, caractérisé en ce que le matériau de remplissage est un matériau recyclé, en particulier à base de caoutchouc.
11.- Procédé de fabrication d'un panneau isolant acoustique selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par les opérations suivantes a) couler le matériau de la première couche externe (14) dans le fond d'un moule (46), b) amener l'ossature de l'âme (12; 30; 38) au-dessus du moule et la déplacer vers le matériau coulé, non durci, de manière qu'une première face (20) de l'ossature pénètre dans le matériau coulé, c) laisser durcir au moins en partie le matériau coulé, et d) appliquer le matériau de la seconde couche externe (16) sur une seconde face (22) de l'ossature.
12.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, pour l'opération d), on applique le matériau de la seconde couche externe (16) sur le dessus de l'ossature (18), la première couche externe (14) et l'ossature (18) restant dans le moule (46).
13.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'opération d) comprend les phases suivantes dl) couler le matériau de la seconde couche externe (16) dans un second moule (48), d2) enlever l'ensemble formé par la première couche externe (14) et par l'ossature (18), résultant de l'opération c), d3) retourner cet ensemble et le déplacer vers le matériau coulé, non durci, formant la seconde couche externe (16), de manière que la seconde face (22) de l'ossature pénètre en partie dans le matériau, et d4) laisser durcir au moins en partie le matériau de la seconde couche externe (16).
14.- Procédé selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce qu'il comprend une opération intermédiaire consistant à verser un matériau de remplissage (28) dans l'ossature de l'âme (12) avant d'appliquer le matériau de la seconde couche externe (16) lors de l'opération d).
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