FR3072985A1 - Systeme d'isolation mince ameliore - Google Patents

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Abstract

Système d'isolation thermique d'un bâtiment, comprenant au moins deux nappes (100, 200) d'isolant thermique superposées, chacune desdites nappes d'isolant thermique étant composée de deux films (110, 120) superposés et solidarisés de manière à former des poches (130), chacune des poches (130) comprenant des fibres (140) synthétiques, caractérisé en ce qu'au moins une desdites nappes (100, 200) comprend un film séparateur (150) partiellement solidarisé au contact d'un film d'une nappe (100, 200) de manière à définir un ensemble de bulles (156), de manière à ce que chaque paire de nappes (100, 200) adjacentes soient séparées par un ensemble de bulles.

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL
Le présent exposé concerne le domaine des produits isolants multicouches, destinés notamment mais non exclusivement à l'isolation thermo-acoustique des bâtiments.
ETAT DE L'ART
L'isolation thermique d'un bâtiment est un aspect essentiel de sa consommation énergétique.
Les différentes solutions existantes répondent généralement à plusieurs problématiques, notamment en termes d'encombrement, de poids, de coût et de facilité d'installation ainsi qu'en termes de consistance de la performance thermique notamment vis-à-vis des infiltrations d'air, ce qui nécessite d'encapsuler les isolants fibreux traditionnels avec des écrans de sous toiture et un écran pare vapeur.
Ces différentes solutions conduisent cependant communément, en vue d'optimiser la réponse apportée à l'une de ces problématiques, à réaliser des concessions sur les autres problématiques. La demanderesse a ainsi proposé dans la demande de brevet FR1654337 non publiée à ce jour un isolant multicouches dans lequel les différentes couches de matériau isolant sont séparées par des lames d'air. L'isolant est alors formé de plusieurs nappes disjointes, qui sont positionnées de manière à s'écarter entre deux régions d'assemblage, formant ainsi des nappes d'air contribuant à améliorer fortement les propriétés d'isolations de l'ensemble.
Le présent exposé vise à améliorer un tel système, en favorisant la formation des lames d'air et leur homogénéité, tout en simplifiant les contraintes de montage pour la formation de telles lames d'air.
PRESENTATION DE L'INVENTION
A cet effet, la présente invention propose un système d'isolation thermique d'un bâtiment, comprenant au moins deux nappes d'isolant thermique superposées, chacune desdites nappes d'isolant thermique étant composée de deux films de base superposés et solidarisés de manière à former des poches, chacune des poches comprenant des fibres synthétiques, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un film séparateur partiellement solidarisé au contact d'un film de base de l'une des nappes de manière à définir un ensemble de bulles, de manière à ce les nappes adjacentes soient séparées par un ensemble de bulles.
Le film séparateur partiellement solidarisé au contact du film de base de la nappe définit ainsi une structure formant un séparateur à gaz, le gaz étant encapsulé dans les bulles ainsi formées. Cette structure peut être thermoformée.
Selon un exemple, le film séparateur est partiellement solidarisé à un film de base composant une nappe, le film séparateur étant partiellement solidarisé de manière à présenter une alternance de portions solidarisées à un film composant une nappe, et de portions non solidarisées audit film de base composant une nappe.
Le film séparateur peut être formé par un film élémentaire, partiellement solidarisé avec le film de base de l'une des nappes, de sorte que les bulles soient formées entre ce film élémentaire et ce film de base, du fait de la solidarisation partielle entre eux.
Selon un exemple, le film séparateur peut être composé de deux films élémentaires partiellement solidarisés entre eux, de manière à présenter une alternance de portions solidarisées, et de portions non solidarisées entre les deux films élémentaires. Dans ce cas, les bulles sont formées entre lesdites portions non solidarisées, et l'ensemble « film séparateur » ainsi obtenu peut être solidarisé, partiellement ou non, au film de base.
De manière générale, le fait que le film séparateur est partiellement solidarisé signifie que les bulles sont obtenues par cette solidarisation partielle, qu'il s'agisse de la solidarisation partielle du film séparateur au film de base de la nappe, ou de la solidarisation partielle entre les deux films élémentaires qui composent le film séparateur.
Selon un exemple, chaque nappe présente un film séparateur partiellement solidarisé à un des films de base composant ladite nappe, les nappes étant superposées de manière à ce qu'un unique film séparateur (comprenant un film élémentaire ou deux films élémentaires) soit interposé entre deux nappes adjacentes.
Selon un exemple, lesdites bulles sont remplies d'un gaz parmi les gaz suivants : Air, Azote, Oxygène, Argon, Xénon, Néon, Dioxyde de Carbone.
Selon un exemple, les films composant les nappes sont solidarisés par couture, collage, soudure ou calandrage, en étant décalées ou non les unes par rapport aux autres.
Selon un exemple, les fibres synthétiques comprennent des fibres en polyester, présentent typiquement une masse linéique comprise entre 0,2 et 25 Denier, plus précisément entre 0,5 et 15 Denier, ou plus précisément entre 3 et 12 Denier.
Le système d'isolation thermique tel que proposé comprend en outre typiquement au moins une membrane formant une enveloppe sur au moins une face des nappes. On peut ainsi prévoir deux membranes formant une enveloppe globale autour des nappes, ou bien une membrane recouvrant une face d'une des nappes à la manière d'une enveloppe partielle, la face opposée de l'autre nappe faisant également office de membrane.
PRESENTATION DES FIGURES
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels les figures 1 à 3 présente plusieurs aspects d'exemples de système d'isolation thermique selon un aspect de l'invention.
Sur l'ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques.
DESCRIPTION DETAILLEE
Les figures 1 à 4 présentent plusieurs exemples de système d'isolation thermique selon un aspect de l'invention.
Le système selon l'invention est composé de nappes d'isolant thermique. La figure 1 représente schématiquement un exemple de nappe.
La nappe 100 telle que représentée est composée de deux films de base superposés 110 et 120.
Ces deux films 110 et 120 sont solidarisés de manière à former des poches 130 ; la solidarisation entre les deux films 110 et 120 est donc réalisée de manière à définir des portions au niveau desquelles les deux films 110 et 120 ne sont pas solidarisés, ces portions définissant les poches 130.
La solidarisation entre les deux films 110 et 120 peut être réalisée par couture, collage, soudage ou calandrage. Elle peut être réalisée de manière discrète ou continue, et selon des motifs en lignes droites, en courbes ou selon tout autre trajectoire ou motif adapté, par exemple selon un motif en losange.
La solidarisation peut être réalisée selon une direction longitudinale et/ou transversale, définissant ainsi des poches pouvant être délimitées sur tout ou partie de leur périphérie.
On représente schématiquement sur la figure 1 un axe médian X100 de la nappe 100, cet axe médian X100 passant par les zones de solidarisation entre les deux films 110 et 120. Cet axe médian X100 définit ainsi une direction longitudinale de la nappe 100.
Les poches 130 ont une dimension maximale mesurée selon cet axe médian X100 comprise entre 1 et 60 cm, plus précisément entre 2 et 20 cm, ou encore entre 1 et 10 cm, ou encore égale à 5cm.
Cela signifie donc que les zones de solidarisation entre les deux films 110 et 120 sont espacées d'un maximum compris entre 1 et 60 cm, plus précisément entre 1 et 20 cm, ou encore entre 1 et 10 cm, ou encore égal à 5cm selon cet axe médian X100.
Chacune des poches 130 comprend des fibres 140 synthétiques dans son volume interne, ces fibres 140 synthétiques remplissant ainsi au moins partiellement le volume interne de chacune des poches 130. Les fibres synthétiques présentent typiquement une frisure tridimensionnelle ; on les qualifie communément de « conjugated » selon l'appellation usuelle en langue anglaise. De telles fibres synthétiques présentant une frisure tridimensionnelle permettent de favoriser le foisonnement qui sera décrit ci-après. Les fibres sont typiquement bi-matière.
Les poches 130 peuvent également comprendre d'autres éléments ou matériaux permettant typiquement d'améliorer la conductivité thermique ou l'inertie des isolants.
Les fibres 140 disposées au sein des poches 130 sont par exemple des fibres de polyester ou polyoléfine (polyéthylène et/ou polypropylène), éventuellement combinées avec des fibres végétales ou animales, par exemples des fibres de bois, de lin, de laine. Dans le cas où les fibres 140 sont des fibres de polyester, ces fibres 140 présentent typiquement une masse linéique comprise entre 0,2 et 25 Denier, plus précisément entre 0,5 et 15 Denier, ou plus précisément entre 3 et 12 Denier
Les fibres 140 synthétiques disposées au sein des poches 130 peuvent être des fibres creuses ou pleines, et peuvent être siliconées.
Les films 110 et 120 sont typiquement des films métallisés à base de polyéthylène ou de polypropylène dont l'émissivité mesurée sur la face métallisée selon la norme EN16012 est typiquement comprise entre 0,02 et 0,2, plus précisément entre 0,05 et 0,07. La métallisation est par exemple en aluminium.
La nappe 100 d'isolant thermique présente typiquement une masse surfacique comprise entre 20 et 250 g/cm2, plus précisément entre 20 et 110 g/cm2.
La nappe 100 d'isolant thermique présente typiquement une épaisseur comprise entre 2 et 30 mm telle que mesurée selon la norme EN 823 avec application d'une pression de 25 Pa.
Un film séparateur 150 est partiellement solidarisé à l'un des films composant la nappe 100 (le film 120 dans l'exemple illustré).
Ce film séparateur 150 définit des bulles remplies d'un gaz, s'étendant donc depuis la face externe du film 120.
Le film séparateur 150 est partiellement solidarisé au film 120, et peut également être métallisé et présenter une émissivité, mesurée sur la face métallisée selon la norme EN16012, typiquement comprise entre 0,02 et 0,2, plus précisément entre 0,05 et 0,07. La métallisation peut être en aluminium.
On distingue ainsi des portions solidarisées 152 qui sont solidarisées au film 120 par exemple par collage, thermoformage, soudage ou tout autre moyen adapté, et des portions non solidarisées 154 qui ne sont quant à elles pas solidarisées au film 120. Ces portions solidarisées 152 et non solidarisées 154 sont alternées, de sorte que les portions non solidarisées 154 sont encadrées par des portions solidarisées 152 étanches au gaz.
Les portions non solidarisées 154 présentent typiquement une surface supérieure à leur projection sur le film 120, de manière à définir un volume interne rempli d'un gaz et ainsi à former des bulles 156 ou cavités étanches.
Les bulles 156 sont typiquement remplies d'air, ou d'un autre gaz inerte tel que par exemple l'Argon, le Xénon ou le Dioxyde de Carbone, ou encore leur mélange avec le Diazote.
Ces différents gaz sont notamment avantageux par rapport à l'air du fait de leur conductivité thermique réduite, tout en demeurant inertes.
En variante, chacun des films composant la nappe 100 est partiellement solidarisé à un film séparateur, de manière à définir des bulles remplies de gaz de part et d'autre des poches 130 de la nappe 100.
Le système d'isolation tel que décrit est typiquement réalisé comme suit. On fournit un film 120.
On fournit un film séparateur 150 que l'on solidarise partiellement au film 120, par exemple par thermoformage, de manière à définir des bulles ou cavités étanches entre ces deux films 120 et 150.
L'ensemble ainsi formé peut être qualifié de « séparateur à gaz ».
On fournit ensuite les fibres 140 et le film 110.
On soude partiellement le film 110 au film 120, de manière à former les poches 130 encapsulant les fibres 140, formant ainsi une nappe 100 telle que décrite précédemment.
Comme le montre la figure 4, qui est une vue analogue à une partie de la figure 2 selon une variante, le film séparateur 150 peut être composé de deux films élémentaires 150A et 150B, partiellement solidarisés entre eux pour présenter des bulles ou cavités étanches entre ces deux films élémentaires. En d'autres termes, ce film séparateur peut être préformé avec des bulles et être solidarisé, partiellement ou non, avec le film 120. En l'espèce, le film 150 est par exemple thermoformé (le film élémentaire 150B est thermoformé et partiellement solidarisé au film élémentaire 150A, qui peut être plat comme dans l'exemple représenté ou également thermoformé) et le film élémentaire 150A est partiellement solidarisé au film 120, par exemple par des soudures locales 150'. On pourrait cependant concevoir que le film 150A soit continûment solidarisé au film 120.
Un système d'isolation selon un aspect de l'invention comprend au moins deux nappes 100 telles que décrites précédemment.
Ces nappes 100 peuvent être assemblées entre elles par soudage, couture, collage ou calandrage ou tout autre moyen adapté.
On représente ainsi sur la figure 2 un tel système, comprenant deux nappes 100 et 200. La figure 3 est une vue détaillée d'une région III de la figure 2, encadrée sur la figure 2. Ces deux nappes sont typiquement tel que décrit précédemment en référence à la figure 1. Les références numériques de la seconde nappe 200 sont incrémentées de 100 par rapport aux références utilisées en référence à la figure 1.
Comme on le voit sur cette figure, les deux nappes 100 et 200 sont adaptées de manière à être superposées l'une sur l'autre. Elles sont ici identiques et superposées de manière symétrique en translation selon un axe perpendiculaire à l'axe X100 de la première nappe 100.
Comme on le voit sur ces figures, les bulles 156 formées par le film d'espacement 150 permettent ainsi de garantir un espacement entre les poches 130 et 230 des deux nappes 100 et 200.
En effet, les bulles 156 interposées entre les deux nappes 100 et 200 étant remplies de gaz, ces dernières vont maintenir un espacement entre le film 120 de la première nappe 100 et le film 210 de la seconde nappe 200.
Cet espacement entre les deux nappes 100 et 200 est ainsi formé par les bulles 156 mais également par des zones évidées entre deux bulles 156 successives. Ces zones évidées sont remplies par l'air du milieu ambiant.
En prenant en considération cette alternance de bulles 156 et de zones évidées, le film séparateur 150 permet ainsi de fiabiliser la formation d'une lame d'air entre les poches 130 et 230 des deux nappes 100 et 200.
Un tel espacement entre les poches 130 et 230 des deux nappes 100 et 200 permet d'améliorer les propriétés d'isolation thermique du système. La lame d'air ainsi formée par la succession de bulles 156 et de zones évidées joue en effet un rôle d'isolant. L'ensemble proposé présente par conséquent des propriétés d'isolation thermique supérieures à un ensemble similaire qui serait dépourvu du film séparateur 150.
A titre d'illustration, la demanderesse a réalisé des produits dans lesquels l'ensemble composé des films 110 et 120 et des fibres 140 présente une conductivité thermique comprise entre 29 et 36 W.m^.K’1, tandis que l'ensemble formé par le film 120 et le film séparateur 150 ainsi que les bulles 156 ainsi formées présente une conductivité thermique de l'ordre de 28 W.m^.K-1. Dans cet exemple, les bulles sont des bulles d'air, et le film 150 est composé de deux films élémentaires 150A et 150B, le film élémentaire 150B étant métallisé. La formation des bulles d'air 156 permet ainsi de réduire la conductivité thermique de l'ensemble à une valeur proche de la conductivité thermique de l'air.
Les bulles 156 permettent en outre de fiabiliser la formation de la lame d'air entre les nappes 100 et 200, en assurant un espacement minimum entre les poches 130 et 230 de deux nappes adjacentes.
En variante du mode de réalisation représenté sur la figure 2, les deux nappes 100 et 200 peuvent être positionnées de manière à ce que leurs films séparateurs respectifs 150 et 250 soient tous deux interposés entre les poches 130 et 230 des deux nappes 100 et 200. Dans une telle configuration, le volume de gaz formé entre les poches 130 et 230 des deux nappes 100 et 200 peut être sensiblement augmenté.
On comprend que le système d'isolation thermique peut comprendre un nombre quelconque de nappes superposées, l'exemple illustré sur les figures 2 et 3 présentant deux nappes 100 et 200 n'étant pas limitatif. On peut par exemple proposer un système d'isolation thermique comprenant 3 ou 4 nappes superposées, ou plus généralement tout nombre adapté de nappes afin d'obtenir les propriétés d'isolation thermique souhaitées dès lors qu'au moins un film séparateur est interposé entre deux nappes successives.
Les différentes nappes composant le système d'isolation sont typiquement positionnées entre deux membranes formant une enveloppe autour des nappes, de manière à faciliter la manipulation du système, ou bien être recouverte d'une membrane sur une seule face, le film formant l'autre face faisant office de membrane sur ladite autre face.
Le système d'isolation tel que proposé est typiquement monté entre deux éléments tels que des chevrons. Les portions du système d'isolation entre deux ensembles de chevrons successifs présentent ainsi une structure à lame d'air grâce aux bulles formées par le film séparateur.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système d'isolation thermique d'un bâtiment, comprenant au moins deux nappes (100, 200) d'isolant thermique superposées, chacune desdites nappes d'isolant thermique étant composée de deux films de base (110,120) superposés et solidarisés de manière à former des poches (130), chacune des poches (130) comprenant des fibres (140) synthétiques, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un film séparateur (150) partiellement solidarisé au contact d'un film de base de l'une des nappes (100, 200) de manière à définir un ensemble de bulles (156), de manière à ce que les nappes (100, 200) adjacentes soient séparées par un ensemble de bulles.
  2. 2. Système d'isolation thermique selon la revendication 1, dans lequel le film séparateur (150) est partiellement solidarisé à un film (120) composant une nappe (100), le film séparateur (150) étant partiellement solidarisé de manière à présenter une alternance de portions solidarisées (152) à un film composant une nappe, et de portions non solidarisées (154) audit film composant une nappe.
  3. 3. Système d'isolation thermique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le film séparateur (150) est composé de deux films élémentaires partiellement solidarisés entre eux, de manière à présenter une alternance de portions solidarisées, et de portions non solidarisées entre les deux films élémentaires.
  4. 4. Système d'isolation thermique selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel chaque nappe (100, 200) présente un film séparateur (150, 250) partiellement solidarisé à un des films (120, 220) composant ladite nappe, les nappes (100, 200) étant superposées de manière à ce qu'un unique film séparateur soit interposé entre deux nappes adjacentes.
  5. 5. Système d'isolation thermique selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel lesdites bulles (156) sont remplies d'un gaz parmi les gaz suivants : Air, Azote, Oxygène, Argon, Xénon, Néon, Dioxyde de Carbone.
  6. 6. Système d'isolation thermique selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les films (110, 120, 210, 220) composant les nappes (100, 200) sont solidarisés par couture, soudure, collage ou calandrage.
  7. 7. Système d'isolation thermique selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les fibres (140) synthétiques comprennent des fibres en polyester, présentent typiquement une masse linéique comprise entre 0,2 et 25 Denier, plus précisément entre 0,5 et 15 Denier, ou plus précisément entre 3 et 12 Denier.
  8. 8. Système d'isolation thermique selon l'une des revendications 1 à 7, dans comprenant en outre au moins une membrane formant une enveloppe sur au moins une face des nappes (100, 200).
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