FR3016317A1 - Materiau composite isolant acoustiquement et thermiquement - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un matériau composite isolant acoustiquement et thermiquement, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une première couche appelée âme que ladite âme est un nappé comprenant au moins des fibres de bois, des fibres végétales choisies parmi le groupe comprenant du coton, du chanvre et du jute et des agents de liage, qu'en pourcentages en masse par rapport à la masse de l'âme, les fibres choisies dans ledit groupe et les fibres de bois varient respectivement entre 20 et 75% et les agents de liage entre 5 et 30%.

Description

La présente invention concerne un matériau composite isolant acoustiquement et thermiquement. Dans la construction immobilière, automobile, aéronautique, ferroviaire et navale, on utilise depuis longtemps des isolants thermiques et acoustiques. Souvent ces isolants sont faits de laines minérales ou autres produits qui peuvent être nocifs lors de leur manipulation et/ou de leur utilisation ou lors de la destruction. La prise de conscience de ces inconvénients a poussé les constructeurs de se diriger vers l'utilisation des isolants d'origine naturelle. Néanmoins, si ces nouveaux isolants sont neutres du point de vue écologique ils ne donnent pas toujours satisfaction en termes de résistance à l'humidité, de résistance thermique et de longévité. On cherche sans cesse à fabriquer des isolants d'origine naturelle et plus particulièrement végétale répondant au mieux aux contraintes précitées. Pour éviter toute interprétation erronée nous indiquons nos définitions de quelques termes techniques. On appelle « fibre » une substance filamenteuse présentant une longueur (ou « taille ») plus de 10 fois supérieure à sa plus grande dimension dans un plan transversal quelconque, les plans transversaux étant les plans coupant la fibre perpendiculairement à la direction de sa longueur. BFRO188 - dépôt La taille moyenne d'un ensemble de fibres est la moyenne arithmétique des longueurs de ces fibres. On appelle « film » une feuille, généralement 5 souple, d'une épaisseur inférieure à 1 mm. On appelle « non tissé » un feutre composé de fibres végétales, synthétiques, ou artificielles d'un poids allant de 15 à 1500 g/m2 et d'une épaisseur allant de 0.5 à 25 mm et réalisée par 10 voie sèche, humide ou papetière. On appelle « plaque rigide » une feuille d'une épaisseur supérieure à 5mm. Un objectif de la présente invention est de fournir un matériau isolant répondant, aux 15 nouvelles contraintes de performances thermiques et acoustiques. A cet effet, l'invention propose un matériau composite isolant thermiquement et acoustiquement. Le matériau composite isolant selon 20 l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une première couche appelée âme, que ladite âme est un nappé comprenant au moins des fibres de bois, des fibres végétales choisies parmi le groupe comprenant du coton, et ou du 25 chanvre et/ou du jute et/ou du lin et des agents de liage, qu'en pourcentages en masse par rapport à la masse de l'âme, les fibres de choisies parmi ledit groupe varient entre 20 et 75%, les fibres de bois entre 20 et 85% et les agents de liage 30 entre 5 et 30%. BFRO188 - dépôt Le déposant est titulaire d'une demande de brevet FR 11 53942 concernant un matériau isolant composite utilisant essentiellement de fibres de lin. Les éléments isolants ainsi obtenus présentent une faible rigidité et leur manipulation et leur utilisation dans certaines applications n'est pas très aisée sans l'adjonction d'un élément plus rigide. Si l'on choisit, selon l'invention, les fibres de bois et de chanvre on obtient une meilleure rigidité au produit isolant. En plus, les fibres de chanvre apportent au produit isolant une meilleure résistance à l'eau et une grande résistance à la décomposition. Le chanvre est aussi une barrière de protection contre l'attaque microbienne du végétal. En effet, de par sa nature chimique, le chanvre est une matière extrêmement résistante à divers agents chimiques et à la dégradation biologique.
Si à la place des fibres de chanvre on choisit les fibres de jute on obtient à densité équivalente à d'autres fibres végétales, par exemple au chanvre, des produits plus rigides et une meilleure tenue mécanique. On peut bien sûr utiliser les fibres cueillies dans un champ de culture de jute pour fabriquer le produit isolant mais on peut aussi procéder au recyclage de sacs de jute utilisés habituellement pour le stockage de certains produits comme les fèves de café ou de cacao ou autres denrées alimentaires. On procède BFRO188 - dépôt d'abord au défibrage de sacs de jute et ensuite on recycle les fibres de jute pour fabriquer le matériau isolant. En résumé, les fibres de jute apportent au produit isolant une meilleure rigidité, une meilleure résistance à l'eau et une grande résistance à la décomposition. En plus le jute est une barrière de protection contre l'attaque microbienne du végétal. En effet, de par sa nature chimique, le jute est une matière extrêmement résistante à divers agents chimiques et à la dégradation biologique. Les fibres de bois sont issues de défibrage des copeaux, de plaquettes. Un défibreur est une machine à moudre le bois qui permet de réduire les copeaux et plaquettes de bois en fibre grâce à un disque fixe et un disque mobile qui tournent à très grande vitesse et pourvus de rainures radiales de plus en plus fines et serrées vers la périphérie. Les copeaux et plaquettes peuvent être issus de bois résineux ou de feuillus. Un isolant comprenant de fibres de bois et une des fibres du groupe susmentionné permet de combiner les effets bénéfiques de deux fibres en fonction des applications et du milieu dans lequel les matériaux isolants seront utilisés. Selon une exécution le matériau composite comprend au moins une deuxième couche appelée face, que ladite face est un nappé aiguilleté comprenant en pourcentages en masse par rapport à la masse de la face 5 à 100% de fibres de chanvre BFRO188 - dépôt et/ou du lin et/ou de bois et/ou d'autres fibres végétales et /ou issues de la filière de recyclage de déchets des textiles. Par filière de recyclage de déchets des textiles nous entendons de déchets issus de la confection, de la matelasserie, et du domaine ferroviaire et automobile. Ces déchets peuvent être issus de produits neufs ou de produits en fin de vies.
L'âme d'un tel matériau qui est un nappé fait de fibres de bois et/ou de chanvre et/ou de jute et/ou de lin peut malgré tout dans certains cas présenter une rigidité insuffisante. Cette âme se présente sous la forme d'un rouleau ou d'un panneau. Le fait d'ajouter des faces faites d'un nappé aiguilleté, qui est simplement ou de préférence est doublement aiguilleté, lui permet d'augmenter la rigidité. La composition du matériau permet d'absorber l'humidité ambiante et la restituer lorsque les conditions atmosphériques le permettent. Le fait de travailler avec une âme et une face permet d'améliorer l'isolation acoustique et thermique et supprime tout affaissement dans le temps en pose verticale.
Selon une variante d'exécution, l'âme est située entre deux faces parallèles. Selon une autre exécution la ou les faces comprennent aussi des agents de liage. Les agents de liage sont choisis parmi des 30 fibres de polyester bi-composant, des fibres en BFRO188 - dépôt polyéthylène, des fibres en polypropylène, des fibres thermo-liantes à base d'amidon végétal, des poudres thermoplastiques, des résines ou un mélange d'au moins deux de ces agents.
Selon une exécution préférée une face au moins est revêtue d'un film et un non tissé comprenant de fibres végétales ou synthétiques ou artificielles. Dans le but de répondre à certaines exigences liées à une utilisation spécifique du matériau isolant, une face au moins comprend un agent pulvérisé lui conférant des caractéristiques d'étanchéité à l'eau ou à la vapeur ou l'humidité ou de résistance au feu ou d'accroche.
Selon une variante d'exécution, une face au moins est revêtue d'un film et/ou d'un non tissé comprenant de fibres végétales ou synthétiques ou artificielles. De préférence les fibres de chanvre et ou de 20 jute et/ou de lin présentent une taille moyenne comprise entre 10 et 100 mm. De préférence, les fibres de bois présentent une taille moyenne comprise entre 2.5 et 50mm. L'invention concerne aussi un élément de 25 construction pour bâtiment ou pour véhicule automobile ou ferroviaire ou pour bâtiment naval ou pour aéronef incorporant moins une couche du matériau tel que défini précédemment. L'aiguilleté utilisé pour les faces présente 30 une densité allant de 200g/m2 à 2000g/m2. BFRO188 - dépôt De préférence, les fibres choisies dans le dit groupe et les fibres de bois présentes dans l'âme sont une teneur comprise respectivement entre 20 et 85 %, entre 20 et 75%, de préférence encore entre 30 et 55 %, en pourcentages en masse par rapport à la masse totale du matériau composite isolant. Selon une réalisation particulière, l'âme comprend, en pourcentages en masse par rapport à 10 la masse totale dudit matériau, plus de 60 %, de préférence plus de 80 % et/ou moins de 95 %, de préférence moins de 90% de fibres. - Les fibres choisies dans ledit groupe et les 15 fibres de bois présentent une taille moyenne de préférence supérieure à 2.5 mm, de préférence supérieure à 10 mm et/ou inférieure à 80 mm, inférieure à 60 mm, L'agent liant dans l'âme présente une 20 température de fusion inférieure à 200°C et/ou supérieure à 100°C. L'agent liant présent dans le matériau composite isolant a une teneur supérieure à 2 %, de préférence supérieure à 10%, voire supérieure à 25 15 %, et/ou inférieure à 50 %, de préférence inférieure à 40 %, inférieure à 30 %, inférieure à 20 %, en pourcentages en masse par rapport à la masse totale de l'âme. De préférence, les fibres choisies dans ledit 30 groupe et de bois représentent ensemble plus BFRO188 - dépôt de 80 %, plus de 90 %, voire plus de 95 %, de la masse totale du matériau. De préférence, les fibres choisies dans ledit groupe et de bois, l'agent liant représentent ensemble 100% de la masse totale du matériau composite isolant. Un matériau selon l'invention peut prendre différentes formes, et peut notamment se présenter sous la forme d'un produit souple apte à être enroulé, dit «produit enroulable», ou plus rigide, sous la forme d'un panneau. Un matériau enroulable selon l'invention présente une épaisseur avant enroulement de préférence supérieure à 15 mm, supérieure à 20 mm, supérieure à 30 mm, de préférence supérieure à 40 mm, voire supérieure à 45 mm et/ou, de préférence, inférieure à 500 mm, inférieure à 400 mm, inférieure à 300 mm, inférieure à 250 mm, voire inférieure à 200 mm. Un matériau enroulable selon l'invention 20 présente une longueur de préférence supérieure à 1 m, supérieure à 2 m, supérieure à 3 m, voire supérieure à 4 m et/ou, de préférence, inférieure à 15 m, inférieure à 12 m, inférieure à 10 m, voire inférieure à 9 m. 25 Un matériau enroulable selon l'invention présente une largeur de préférence supérieure à 0,30 m, supérieure à 0,45 m, supérieure à 0,55 m et/ou, de préférence, inférieure à 1 m, inférieure à 0,90 m, inférieure à 0,75 m, voire inférieure 30 à 0, 65 m. BFRO188 - dépôt De préférence, un matériau enroulable selon l'invention présente encore une densité supérieure à 20 kg/m3, de préférence supérieure à 40 kg/m3, de préférence supérieure à 50 kg/m3, et/ou inférieure à 120 kg/m3, de préférence inférieure à 60 kg/m3 et notamment inférieure à 40 kg/m3. Un panneau selon l'invention présente une épaisseur de préférence supérieure à 30 mm, supérieure à 70 mm, supérieure à 100 mm et/ou, de préférence, inférieure à 600 mm, inférieure à 400 mm, inférieure à 300 mm, inférieure à 200 mm. Un panneau selon l'invention présente une longueur de préférence supérieure à 0,70 m, supérieure à 0,90 m, supérieure à 1,10 m, supérieure à 1,20 m et/ou, de préférence, inférieure à 3 m, inférieure à 2 m, inférieure à 1,50 m, inférieure à 1,30 m. Un panneau selon l'invention présente une largeur de préférence supérieure à 0,20 m, supérieure à 0,45 m, supérieure à 0,55 m et/ou, de préférence, inférieure à 1 m, inférieure à 0,90 m, inférieure à 0,75 m, voire inférieure à 0,60 m. Un panneau selon l'invention une densité de 25 préférence supérieure à 20 kg/m3, de préférence supérieure à 40 kg/m3, de préférence supérieure à 50 kg/m3 et inférieure à 200 kg/m3 de préférence inférieure à 150 kg/m3 et notamment inférieure à 60 kg/m3. BFRO188 - dépôt Selon une réalisation particulière, l'invention se présente sous la forme d'un panneau en matériau composite isolant selon l'invention présentant une grande face, voire deux grandes faces, revêtue(s), 5 au moins partiellement, d'un film, de préférence un film étanche à la vapeur d'eau. Ledit film peut être avantageusement choisi parmi un film composite, de préférence souple, par exemple un film en papier kraft-aluminium, un film non-tissé, 10 un frein vapeur, un film plastique. De préférence, ledit film est en papier kraft-aluminium. Selon une autre de réalisation particulière, ledit matériau composite isolant est lié, notamment au niveau d'au moins une de ses grandes 15 faces, par exemple par collage, soudage à chaud, ultra-sons, couture ou toute autre méthode adaptée, à au moins une plaque rigide. La plaque rigide peut être choisie parmi des plaques de plâtre, de gypse, de bois, de bois composite, ou 20 de panneaux de particules. Ces matériaux permettent de fabriquer des panneaux de contreventement, de finition, de protection contre les diverses projections, de résistance au feu. Un élément de construction selon l'invention 25 peut se présenter sous la forme d'une superposition de couches, au moins une des couches étant en matériau composite isolant conforme à l'invention et au moins une des couches étant en un matériau complémentaire. BFRO188 - dépôt Un tel élément peut en outre présenter une grande face, voire deux grandes faces, revêtue(s), au moins partiellement, d'un film tel que défini précédemment.
L'élément de construction incorporant au moins une couche de matériau peut être utilisé pour le bâtiment, pour les véhicules automobiles ou ferroviaires ou pour un bâtiment naval ou pour un aéronef en particulier pour assurer une isolation thermique et/ou acoustique. BFR0188 - dépôt

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Matériau composite isolant acoustiquement et thermiquement, caractérisé par le fait qu'il 5 comprend au moins une première couche appelée âme, que ladite âme est un nappé comprenant au moins 12 des fibres de bois , des fibres végétales choisies parmi le groupe comprenant du coton, du chanvre et du jute et des agents de liage, qu'en pourcentages 10 en masse par rapport à la masse de l'âme, les fibres de choisies parmi ledit groupe varient entre 20 et 75%, les fibres de bois entre 20 et 75% et les agents de liage entre 5 et 30%. 15
  2. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé qu'il comprend au moins une deuxième couche appelée face, que ladite face est un nappé aiguilleté comprenant en pourcentages en masse par rapport à la masse de la face 5 à 100% de fibres 20 de chanvre et/ou du lin et/ou de bois et/ou d'autres fibres végétales et/ou issues de la filière de recyclage de déchets des textiles. 25
  3. 3. Matériau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'âme est située entre deux faces parallèles.
  4. 4. Matériau selon l'une des revendications 2 ou 30 3, caractérisé par le fait que la ou les faces comprennent aussi des agents de liage. BFRO188 - dépôt
  5. 5. Matériau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les agents de liage sont choisis parmi des fibres de polyester bicomposant, des fibres en polyéthylène, des fibres en polypropylène, des fibres thermoliantes à base d'amidon végétal, des poudres thermoplastiques, des résines ou un mélange d'au moins deux de ces agents.
  6. 6. Matériau selon l'une de revendications 2 à 5, caractérisé par le fait qu'une face au moins est revêtue d'un film et un non tissé comprenant de fibres végétales ou synthétiques ou artificielles.
  7. 7. Matériau selon l'une de revendications 2 à 6, caractérisé par le fait qu'une face au moins comprend un agent pulvérisé lui conférant des caractéristiques d'étanchéité à l'eau ou à la vapeur ou l'humidité ou de résistance au feu ou d'accroche.
  8. 8. Matériau selon l'une de revendications 2 à 7, caractérisé par le fait qu'une face au moins est revêtue d'un film et/ou d'un non tissé comprenant de fibres végétales ou synthétiques ou artificielles.
  9. 9. Matériau selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les fibres de chanvre BFRO188 - dépôtprésentent une taille moyenne comprise entre 10 et 100 mm.
  10. 10. Elément de construction pour bâtiment ou pour véhicule automobile ou ferroviaire ou pour bâtiment naval ou pour aéronef incorporant au moins une couche du matériau selon l'une des revendications 1 à 9. BFRO188 - dépôt
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