FR2834738A1 - Panneau composite acoustique - Google Patents

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Abstract

Le panneau (10) de couverture à structure en sandwich selon l'invention comporte une âme (20) disposée entre deux plaques de recouvrement (12, 14) rigides. Selon l'invention, ladite âme (20) comprend un élément de remplissage (22) rigide disposé du côté de la plaque de recouvrement (14) tournée vers l'intérieur, et un premier élément en forme de plaque (26) mince réalisé en un premier matériau et disposé contre la plaque de recouvrement tournée vers l'extérieur (14), ledit premier matériau comprenant essentiellement un élastomère et présentant une masse volumique supérieure ou égale à 100 kg/ m3 . Selon une variante de ce panneau acoustique, ladite âme (20) comprend en outre un deuxième élément en forme de plaque (28) mince réalisé en un deuxième matériau souple présentant une masse volumique au moins cinq fois plus faible que la masse volumique du premier matériau. Application à l'amélioration acoustique de toiture pour vérandas.

Description

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La présente invention concerne un panneau de couverture à structure en sandwich comportant une âme disposée entre deux plaques de recouvrement rigides.
Le panneau selon la présente invention est destiné à être assemblé à d'autres panneaux afin de constituer notamment une paroi de couverture (façade ou toiture pour vérandas, balcons, terrasses, galeries ou autres... ; panneaux de bardage) ou une paroi de remplissage (paroi de séparation pour vérandas, balcons, terrasses ou autres...), ces parois étant portées ou auto-porteuses.
En effet, de telles parois sont généralement placées en extérieur, selon une direction verticale, horizontale ou inclinée, et sont susceptibles d'être soumises à la pluie, à la grêle ou à toute autre agression extérieure générant du bruit (circulation routière, ferroviaire, aérienne...). Ces nuisances sonores, qu'elles soient dûes à des impacts ou à des bruits environnants, sont transmises, au moins en partie, voire amplifiées, par les panneaux jusqu'à l'intérieur de l'espace délimité par ces panneaux.
L'objectif de la présente invention est donc de fournir un panneau créant une barrière aux bruits, en particulier aux bruits d'impact (pluie, grêle...), quels que soient le positionnement des panneaux et le lieu dans lequel ils sont placés et quelle que soit l'origine du bruit.
Des panneaux ont déjà été proposés pour répondre à ce besoin : un composant supplémentaire de liège ou de mousse a par exemple été ajoutée à l'empilement formant le sandwich. Toutefois, les panneaux proposés jusqu'alors ne répondent pas de manière satisfaisante au critère de diminution du bruit.
Afin de parvenir à cet objectif, le panneau selon la présente invention forme un panneau composite dit acoustique .
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, ledit panneau se caractérise en ce que ladite âme comprend : - un élément de remplissage rigide disposé du côté de la plaque de recouvrement tournée vers l'intérieur, et - un premier élément en forme de plaque mince réalisé en un premier matériau présentant une forte masse volumique et disposé contre la plaque recouvrement tournée vers l'extérieur, ledit premier matériau
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comprenant essentiellement un élastomère et présentant une masse volumique supérieure ou égale à 100 kg/m3.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, ledit panneau se caractérise en ce que ladite âme comprend en outre un deuxième élément en forme de plaque mince réalisé en un deuxième matériau souple présentant une masse volumique au moins cinq fois plus faible que la masse volumique du premier matériau, ledit deuxième élément en forme de plaque mince étant disposé entre ledit élément de remplissage et ledit premier élément en forme de plaque mince.
De cette manière, on comprend que les ondes sonores traversant la plaque de recouvrement tournée vers l'extérieur sont ensuite absorbées par le premier matériau constituant le premier élément en forme de plaque mince et, éventuellement, par le deuxième matériau constituant le deuxième élément en forme de plaque mince.
En particulier, ces premier et deuxième matériaux présentent des structures très différentes, notamment des masses volumiques respectivement forte et faible (rapport de 1 à 5 au moins) : cette association est susceptible d'absorber fortement, voir complètement, les ondes sonores sur une large gamme de fréquence comprenant à la fois les fortes fréquences ainsi que, dans une moindre mesure les ondes sonores de faible fréquence de façon à couvrir les nuisances sonores de tous types.
L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description détaillée de deux modes de réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemple de réalisation.
II est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif.
II sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective partielle montrant la tranche d'un panneau selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; -la figure 2 est une vue en perspective partielle montrant la tranche d'un panneau selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ;
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- les figures 3 et 4 sont des courbes comparatives d'absorption acoustique.
Le panneau 10 est composite, plus précisément il présente une structure de type sandwich formée de l'empilement de différent composants : deux plaques de recouvrement 12,14, formant chacune un parement ou une peau externe, et une âme 20.
Les plaques de recouvrement 12,14 sont réalisées en tout matériau rigide, notamment en métal, et en particulier en aluminium, ou bien en acier traité en surface.
Ces plaques de recouvrement sont minces et rigides, leur épaisseur pouvant varier de 0,5 à 1 mm, de préférence entre 0,6 et 0,8 mm, avantageusement de l'ordre de 0,8 mm.
La plaque de recouvrement 12 (en haut sur la figure 1) forme un parement externe destiné à être tourné vers l'extérieur, tandis que la plaque de recouvrement 14 (en bas sur la figure 1) forme un parement interne destiné à être tourné vers l'intérieur.
L'âme 20 comprend classiquement un élément de remplissage 22 rigide disposé du côté de la plaque de recouvrement 14 tournée vers l'intérieur et formant la majeure partie de l'épaisseur du panneau 10.
Habituellement, l'élément de remplissage 22 présente, lorsqu'il constitue seul l'âme du panneau, une épaisseur comprise entre 15 et 100 mm. Cette épaisseur reste du même ordre pour le panneau 10 selon la présente invention.
Cet élément de remplissage 22 est formé à partir d'une mousse de polymère ou de plastique extrudé. En particulier l'élément de remplissage 22 est formé à partir d'une mousse à cellules fermées, de préférence une mousse de polystyrène appelée couramment styrofoam (Marque déposée).
Selon le premier mode de réalisation de la présente invention, l'âme 20 comprend en outre (voir figure 1) un complexe acoustique 24 composé d'un premier élément en forme de plaque mince 26 réalisé en un premier matériau.
Le premier élément en forme de plaque mince 26 est disposé contre la plaque recouvrement 12 tournée vers l'extérieur afin de se trouver le premier composant de l'âme soumis aux ondes sonores.
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Le premier élément en forme de plaque mince 26 est donc disposé entre la plaque recouvrement 12 tournée vers l'extérieur et l'élément de remplissage 22.
De manière plus précise, ledit premier matériau présente une masse volumique supérieure ou égale à 100 kgjm3 et de préférence supérieure ou égale à 200 kg/m, et avantageusement comprise entre 150 et 250 kg/rn.
En outre, le premier élément en forme de plaque mince 26 présente une épaisseur inférieure à 5 mm, de préférence comprise entre 0, 5 et 3 mm, de préférence comprise entre 1 et 2 mm, et de préférence égale à 1,4 mm.
Ledit premier matériau comprend essentiellement un élastomère, de préférence du caoutchouc, et avantageusement, en outre, des charges minérales, de préférence des charges minérales de haute densité. De préférence, le premier matériau comprend également un plastifiant, ainsi que du polyuréthane.
La liaison entre chacun des élément précités constituant le panneau 10 selon le premier mode de réalisation de l'invention (de haut en bas sur la figure : plaque de recouvrement 12, premier élément en forme de plaque mince 26, élément de remplissage 22 et plaque de recouvrement 14), pris deux à deux de manière adjacente, est réalisée par collage au moyen d'une colle telle qu'un adhésif structurale.
De préférence, on utilisera une colle mono ou bi-composant à base polyuréthane.
Selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention, l'âme 20 comprend (voir figure 2) un complexe acoustique 24 composé à la fois d'un premier élément en forme de plaque mince 26 réalisé en un premier matériau et d'un deuxième élément en forme de plaque mince 28 réalisé en un deuxième matériau souple présentant une masse volumique au moins 5 fois plus faible que la masse volumique du premier matériau.
Le premier élément en forme de plaque mince 26 est également disposé contre la plaque recouvrement 12 tournée vers l'extérieur afin de se trouver le premier composant du complexe acoustique soumis aux ondes sonores. Le premier matériau présente les mêmes caractéristiques qu'en relation avec la description du premier mode de réalisation.
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Le deuxième élément en forme de plaque mince 28 est disposé entre ledit élément de remplissage 22 et ledit premier élément en forme de plaque mince 26.
Le deuxième matériau présente une masse volumique inférieure ou égale à 20 kg/m3 et de préférence inférieure ou égale à 15 kg/m3, et avantageusement inférieure ou égale à 11 kg/m3.
En outre, le deuxième élément en forme de plaque mince 28 présente une épaisseur supérieure à 2 mm, de préférence comprise entre 2 et 10 mm, de préférence comprise entre 4 et 8 mm, et de préférence égale à 5 mm.
De préférence, le deuxième matériau est formé d'une mousse à cellules ouvertes, en particulier à base de résine synthétique. On privilégiera, pour le deuxième matériau, une mousse à base de résine mélamine ou encore à base de de polyéther.
Ainsi, de part cette structure à cellules ouvertes, on comprend que le deuxième matériau présente des caractéristiques d'absorption des ondes sonores très différentes de celles du premier matériau qui est beaucoup plus dense et à base d'élastomère. Notamment, cette structure à cellules ouvertes confère au deuxième matériau de propriétés d'amortissement et/ou de dispersion des ondes sonores.
En fait, comme il ressortira des tests décrits ci-après, la présence du complexe 24, formé de l'association du premier élément en forme de plaque mince 26 et du deuxième élément en forme de plaque mince 28, engendre un effet de synergie en ce qui concerne l'amélioration des propriétés d'absorption acoustique.
La liaison entre chacun des élément précités constituant le panneau 10 selon le deuxième mode de réalisation de l'invention (de haut en bas sur la figure : plaque de recouvrement 12, premier élément en forme de plaque mince 26, deuxième élément en forme de plaque mince 28, élément de remplissage 22 et plaque de recouvrement 14), pris deux à deux de manière adjacente, est réalisée par collage au moyen d'une colle telle qu'un adhésif structurale.
De préférence, on utilisera une colle mono ou bi-composant à base polyuréthane.
Sur les figures 3 et 4 sont représentées les courbes révélant l'absorption acoustique renforcée des panneaux selon l'invention.
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Ces courbes représentent plus exactement le niveau sonore mesuré en dB (décibels) derrière le panneau considéré qui est soumis du coté extérieur (face externe de la plaque de recouvrement 12), à la frappe d'un marteau. Les mesures ont été réalisées sur une large gamme de fréquence.
Des essais comparatifs d'amortissement acoustique ont été menés pour des panneaux présentant les caractéristique suivantes :
Panneau de référence (figures 3 et 4. courbe A à droite des figures) : -Plaques de recouvrement : aluminium, épaisseur 0,8 mm ; - Elément de remplissage constituant, seul, l'âme du panneau : mousse de polystyrène type styrofoam (Marque déposée), épaisseur 50 mm.
Panneau selon le premier mode de réalisation de l'invention, courbe B (figure 3) : -Plaques de recouvrement : aluminium, épaisseur 0,8 mm ; - Elément de remplissage : mousse de polystyrène type styrofoam (Marque déposée), épaisseur 50 mm ; et - Complexe acoustique 24 formé uniquement d'un premier élément en forme de plaque mince 26 : masse lourde à base de caoutchouc, de charges minérales haute densité, de plastifiant et de polyuréthane ; épaisseur : 1,4 mm ; masse volumique : 210 kg/m3 (produit PO HEAVY LAYER commercialisé par la société ENAC).
Panneau selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, courbe C (figure 4) : -Plaques de recouvrement 12,14 : aluminium, épaisseur
Figure img00060001

0, 8 mm 0, 8 mm ; - Elément de remplissage 22 : mousse de polystyrène type styrofoam (Marque déposée), épaisseur 50 mm ; et - Complexe acoustique 24 formé : 'd'un premier élément en forme de plaque mince 26 : masse lourde à base de caoutchouc, de charges minérales haute densité, de plastifiant et de polyuréthane ; épaisseur : 1,4 mm ; masse volumique :
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210 kg/m3 (produit PO HEAVY LAYER commercialisé par la société ENAC) ; et d'un deuxième élément en forme de plaque mince 28 : mousse souple à base de résine mélamine avec structure à fines cellules complètement ouvertes ; épaisseur : 1,4 mm ; masse volumique : 10 kg/m3 (produit RESOBSON BS commercialisé par la société ENAC).
La courbe B (figure 3) laisse apparaître une amélioration sensible de l'affaiblissement du niveau sonore transmis à travers le panneau lorsque Famé de ce dernier contient, en plus de l'élément de remplissage, seulement un premier élément en forme de plaque mince (premier mode de réalisation selon l'invention) formé d'une masse lourde à base de caoutchouc, de charges minérales haute densité, de plastifiant et de polyuréthane.
Si l'on se réfère ensuite à la courbe C (figure 4), on voit que l'atténuation du niveau sonore entre le panneau de référence et le panneau 10 selon le deuxième mode de réalisation de l'invention est bien supérieure à l'atténuation obtenue avec le panneau selon le premier mode de réalisation de l'invention de la courbe B.
En particulier, sur la courbe C, il apparaît une chute très rapide du niveau sonore au fur et à mesure de l'augmentation de la valeur de la fréquence jusqu'à atteindre un niveau sonore quasi-nul pour des fréquences de valeur supérieure à environ 5000 Hz.
Ainsi, il apparaît un effet de synergie remarquable entre les deux éléments en forme de plaque 26,28 constituant le complexe 24 lorsque ce dernier est placé comme élément de l'âme situé au plus près de l'extérieur (deuxième mode de réalisation selon l'invention).

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Panneau (10) de couverture à structure en sandwich comportant une âme (20) disposée entre deux plaques de recouvrement (12,14) rigides, caractérisé en ce que ladite âme (20) comprend : - un élément de remplissage (22) rigide disposé du côté de la plaque de recouvrement (14) tournée vers l'intérieur, et - un premier élément en forme de plaque (26) mince réalisé en un premier matériau et disposé contre la plaque de recouvrement tournée vers l'extérieur (14), ledit premier matériau comprenant essentiellement un élastomère et présentant une masse volumique supérieure ou égale à 100 kg/m3.
2. Panneau (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élastomère est du caoutchouc.
3. Panneau (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier matériau comprend en outre des charges minérales.
4. Panneau (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite âme (20) comprend en outre un deuxième élément en forme de plaque (28) mince réalisé en un deuxième matériau souple présentant une masse volumique au moins cinq fois plus faible que la masse volumique du premier matériau, ledit deuxième élément en forme de plaque (28) mince étant disposé entre ledit élément de remplissage (22) et ledit premier élément en forme de plaque (26) mince.
5. Panneau (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit deuxième matériau présente une masse volumique inférieure ou égale à 20 kgjm3.
6. Panneau (10) selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ledit deuxième matériau est formé d'une mousse à cellules ouvertes.
7. Panneau (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit deuxième matériau est à base de résine synthétique.
8. Panneau (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit deuxième matériau est à base de résine mélamine ou de polyéther
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9. Panneau (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément de remplissage (22) est formé à partir d'une mousse de polymère ou de plastique extrudé.
10. Panneau (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux plaques de recouvrement (12, 14), ledit élément de remplissage (22), ledit premier élément en forme de plaque (26) mince et ledit deuxième élément en forme de plaque (28) mince sont assemblés entre eux deux à deux par collage au moyen d'une colle comprenant du polyuréthane.
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