FR3138137A1 - Matériau isolant thermique et/ou acoustique à base de bagasse de canne à sucre, panneau isolant thermique et/ou acoustique, et élément de structure - Google Patents

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Quentin GODINOT
Valentin LACROIX
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Abstract

L’invention concerne un matériau (100) isolant thermique et/ou acoustique, comprenant entre 80 et 95% de fibres (110) de bagasse de canne à sucre, en pourcentage de masse de la masse totale dudit matériau. L’invention concerne également un panneau isolant acoustique et/ou phonique comprenant un matériau (100) isolant acoustique et/ou phonique selon l’invention, et un élément de structure comprenant un tel panneau. L’invention concerne également un procédé (200) de fabrication d’un matériau (100) isolant acoustique et/ou thermique. figure pour l’abrégé : figure 1

Description

Matériau isolant thermique et/ou acoustique à base de bagasse de canne à sucre, panneau isolant thermique et/ou acoustique, et élément de structure DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
Le domaine de l’invention est celui des matériaux isolants thermiques et/ou acoustiques, et des panneaux isolants thermiques et/ou acoustiques, ainsi que des éléments de structure comprenant de tels panneaux.
Plus précisément, l’invention concerne un matériau isolant thermique et/ou acoustique à base de bagasse de canne à sucre, un panneau isolant thermique et/ou acoustique comprenant un tel matériau, et un élément de structure comprenant un tel panneau.
L’invention trouve notamment des applications dans l'isolation thermique et/ou acoustique dans le domaine du bâtiment, dans la construction et/ou la rénovation.
 ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Il est connu de l’art antérieur des techniques de matériaux isolants sous des formes variées telles que des mousses ou des liaisons de fibres. Les matériaux utilisés peuvent notamment être des produits synthétiques, telles des fibres synthétiques organiques ou minérales.
Toutefois, face aux enjeux environnementaux et climatiques actuels, de tels matériaux ne sont plus entièrement satisfaisants, en raison notamment de leur production peu soutenable écologiquement, ainsi que de la forte sollicitation de matières premières non renouvelables.
Des solutions connues visant à pallier ce problème consistent en l’utilisation de matière biosourcée pour la fabrication de matériaux isolants. Ainsi, on connaît par exemple des matériaux isolants à base de paille de graminées ou de riz, de fibres de bois, de lin, de chanvre, d’ouate de cellulose, etc.
Toutefois, d’une part ces matières premières nécessitent généralement une filière de production spécifique, ce qui a une influence négative sur l’impact environnemental de ces matières (notamment en raison des ressources spécifiquement dédiées, et/ou de la surface agraire dédiée), et d’autre part, leur utilisation pour la fabrication de matériaux isolants concurrence d’autres utilisations essentielles (par exemple la culture à des fins d’alimentation, de fourrage, de production de bio-carburants, etc.).
De plus, les matières premières biosourcées pour la fabrication de matériaux isolants ne sont pas toujours disponibles à proximité du lieu de leur utilisation. Le transport de matériaux isolants sur de grandes distances a un impact négatif sur l’empreinte environnementale globale de ces derniers, qui devient alors relativement mauvaise, quand bien même il s’agisse de matières biosourcées.
Enfin, il existe un besoin permanent d’amélioration des propriétés isolantes de matériaux isolants biosourcées, afin de garantir leur compétitivité face à des solutions plus conventionnelles.
La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique cités ci-dessus.
À cet effet, l’invention vise un matériau isolant thermique et/ou acoustique, comprenant entre 80 et 95% de fibres de bagasse de canne à sucre, en pourcentage de masse de la masse totale dudit matériau.
La fibre de bagasse de canne à sucre est non seulement un matériau biosourcé, mais également un matériau habituellement considéré comme un déchet agricole (en particulier de la production de jus de canne à sucre comme produit intermédiaire dans la production de sucre ou de rhum). La bagasse de canne à sucre est en général principalement utilisée dans la production d’énergie par incinération, et secondairement pour la production de biocarburants ou de panneaux de type « MDF », qui s’avèrent être les seules utilisations rentables financièrement.
Les inventeurs ont découvert avec surprise que les fibres de bagasse de canne à sucre pouvaient être utilisées comme base d’un matériau isolant acoustique et/ou (selon l’utilisation faite) phonique.
L’utilisation de fibres de bagasse de canne à sucre pour réaliser un matériau isolant thermique et/ou acoustique présente un fort avantage en termes de logistique dans l’acheminement des matières premières. En effet, la culture et la transformation de la canne à sucre est fortement développée à l’échelle mondiale, en particulier dans les zones tropicales. Grâce au matériau isolant précité, il est possible de réduire fortement les dépenses énergétiques liées au transport, et d’approvisionner des territoires qui étaient auparavant peu approvisionnés en matériaux isolants de provenance locale. Ainsi, il est possible de réduire fortement les moyens logistiques nécessités, les dépenses énergétiques, ainsi que l’impact environnemental des matériaux isolants dans les territoires tropicaux.
La fabrication de matériaux isolants en fibre de bagasse de canne à sucre permet également d’augmenter la valeur ajoutée de la bagasse de canne à sucre, en comparaison à l’utilisation aux fins de production d’énergie ou de biocarburants. Les sous-produits de la production de jus de canne à sucre sont ainsi davantage valorisables.
De plus, l’invention présente de nombreux avantages, tels qu’une résistance thermique au moins égale à celle de matériaux conventionnels et d’autres matériaux isolants biosourcés, plus couteux et moins soutenables environnementalement.
La fibre de bagasse présente également un effet de régulation de l'hygrométrie particulièrement prononcé : le matériau isolant obtenu est capable d'absorber une partie de l'humidité ambiante, lorsque l’humidité ambiante est élevée, et de la restituer lorsque l’humidité ambiante est faible, c’est-à-dire lorsque l’atmosphère est trop sèche. Notamment lorsque le matériau est utilisé dans le domaine du bâtiment, ceci participe fortement à maintenir un air intérieur sain, et à prévenir de détériorations provoquées par exemple par des moisissures.
Enfin, la bagasse de canne à sucre présente l’avantage d’être non toxique (les émissions dans l’air de composés organiques volatils (COV) du matériau obtenu sont classés « A+ » en juillet 2022), ce qui participe également à maintenir un air intérieur sain et de permettre le respect de normes de rejets dans l’air, notamment lorsque le matériau est utilisé dans le domaine du bâtiment.
Une proportion de 80 à 95% de fibres en pourcentage de masse de la masse totale du matériau apparaît comme étant idéale. En effet, une proportion plus faible augmenterait l’impact environnemental sans améliorer significativement la tenue du produit, et aurait un impact négatif sur les caractéristiques physiques intrinsèques du matériau, tandis qu’une proportion plus élevée ne permet pas d’obtenir les propriétés mécaniques requises pour une utilisation en tant que matériau isolant.
Selon une variante préférentielle, le matériau comprend entre 85 et 93%, et préférentiellement entre 85 et 92% de fibres de bagasse de canne à sucre, en pourcentage de masse de la masse totale dudit matériau.
Ces plages de valeurs préférentielles apparaissent comme procurant le meilleur rapport entre tenue mécanique et performance isolante, sans toutefois nécessiter une part trop importante de matériau non-biosourcé.
Selon une variante préférentielle, les fibres de bagasse présentent une longueur moyenne :
- supérieure ou égale à 25 millimètres, préférentiellement supérieure ou égale à 30 millimètres, et
- inférieure ou égale à 100 millimètres, préférentiellement inférieure ou égale à 80 millimètres, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 60 millimètres.
L’utilisation de fibres comprises dans les plages de valeurs précitées permet avantageusement d’obtenir une bonne conductivité thermique du matériau tout en respectant les contraintes dimensionnelles de la bagasse de canne à sucre.
Selon une variante préférentielle, les fibres de bagasse sont choisies parmi les fibres de bagasse issue de cannes à sucre de variété saccharum robustum, et/ou saccharum officinarum, et/ou saccharum spontaneum, et/ou saccharum sinense.
Ces variétés de canne à sucre présentent des propriétés mécaniques satisfaisantes pour une utilisation en tant que matériau isolant. De plus, leur défibrage est réalisable de manière satisfaisante industriellement, et permet d’obtenir des fibres de grande qualité.
Selon une variante préférentielle, le matériau comprend en outre un liant pour le liage des fibres de bagasse entre elles.
De cette manière, les propriétés du matériau peuvent être ajustées selon les besoins. Par exemple, la densité, la rigidité, la conductivité thermique, la perméabilité à l’eau, etc. peuvent être ajustées précisément. De plus, une liaison des fibres durable est obtenue, ce qui garantit la longévité du matériau isolant.
Selon une variante préférentielle, le liant présente une température de fusion comprise entre 100°C et 200°C.
Ainsi, le liage du matériau peut être effectué par cuisson à basse température, sans toutefois craindre une modification des propriétés mécaniques lorsque le matériau est exposé dans un environnement chaud.
Selon une variante préférentielle, le liant est choisi parmi des fibres de liage, et/ou un matériau thermoplastique, et/ou une résine.
Selon une variante préférentielle, le liant est une fibre de liage choisie parmi les fibres de polyester, préférentiellement bicomposant, et/ou les fibres de polyéthylène, et/ou les fibres de polypropylène, et/ou les fibres thermoliantes à base d'amidon végétal.
De telles fibres présentent l’avantage d’une importante tenue dans le temps, d’être facilement mise en œuvre dans la fabrication du matériau, d’exister sous plusieurs formes (longueurs variées ; diamètres variés) et d’être particulièrement adaptées pour être liées à des fibres de bagasse de canne à sucre.
L’invention vise également un panneau isolant acoustique et/ou phonique comprenant un matériau isolant acoustique et/ou phonique selon l’invention, le panneau présentant une épaisseur supérieure ou égale à 30 millimètres, et inférieure ou égale à 250 millimètres.
Ainsi, il est possible de présenter le matériau isolant sous la forme de couches enroulables ou de panneaux aisément transportables et utilisables, tout en présentant une épaisseur finale ne nécessitant aucune mise en forme supplémentaire.
Selon une variante préférentielle, le panneau présente une masse volumique supérieure ou égale à 25 kg/m3 et inférieure ou égale à 120 kg/m3.
Une telle masse volumique présente un compromis idéal entre les propriétés d’atténuation acoustique et/ou l’isolation thermique, et la masse du matériau, qui influe directement sur sa facilité de manipulation, son transport, et la quantité de matière première nécessitée.
Selon une variante préférentielle, le panneau comprend en outre un film, préférentiellement étanche à l’eau, sur au moins une face du panneau.
L’invention vise également un élément de structure comprenant au moins un panneau selon l’invention, fixé sur un support de rigidité supérieure à celle du panneau.
Ainsi, des éléments de structure notamment pour le bâtiment, tels que des cloisons ou parois, peuvent directement être mis à disposition à un utilisateur.
L’invention vise également une utilisation de fibres de bagasse de canne à sucre dans un matériau isolant acoustique et/ou thermique, à hauteur d’un pourcentage de masse de fibres de bagasse compris entre 80 et 95% préférentiellement 85 et 93%, encore plus préférentiellement 85 à 92%, en pourcentage de masse de la masse totale dudit matériau.
L’invention vise également un procédé de fabrication d’un matériau isolant acoustique et/ou thermique, comprenant :
- une étape de défibrage de bagasse de canne à sucre, de manière à séparer les fibres de bagasse les unes des autres,
- une étape de nappage des fibres avec un liant, de manière à former un nappé,
- une étape de liage du nappé, notamment par cuisson du nappé,
le nappé après liage comprenant entre 80 et 95%, préférentiellement 85 et 93%, encore plus préférentiellement 85 à 92%, de fibres en pourcentage de masse de la masse totale du nappé ;
- optionnellement, une étape d’application d’un film sur le nappé après l’étape de nappage ou après l’étape de liage.
Selon une variante, le liant comprend des fibres de liage de type bicomposant comprenant un noyau avec une première température de fusion et une enveloppe avec une deuxième température de fusion inférieure à la première température de fusion, et dans lequel l’étape de liage est une étape de cuisson à une température de cuisson maximale supérieure à la première température de fusion et inférieure à la deuxième température de fusion.
 BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier des dispositifs et procédés objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
- la est une représentation schématique du matériau isolant,
- la est un schéma synoptique d’un procédé de fabrication du matériau isolant,
- la est une représentation schématique d’un panneau isolant comprenant un matériau isolant et un film,
- la est une représentation schématique d’un élément de structure isolant, comprenant un panneau isolant et une plaque rigide.
 DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.
On note, dès à présent, que les figures ne sont pas nécessairement à l’échelle.
La illustre schématiquement un matériau 100 isolant thermique et/ou acoustique.
Le matériau 100 comprend une pluralité de fibres 110 de bagasse de canne à sucre.
On désigne par « bagasse » le résidu fibreux de la canne à sucre après extraction du suc ou jus, en particulier après passage dans un moulin. La bagasse est composée principalement de la cellulose de la canne à sucre.
Les variétés de canne à sucre pouvant être utilisées sont notamment les variétés suivantes : « saccharum robustum », « saccharum officinarum », « saccharum spontaneum », « saccharum sinense ».
Les fibres 110 peuvent être issues d’une seule des variétés précitées, ou d’un mélange de plusieurs de ces variétés.
La masse des fibres 110 représente 80.0 à 95.0% de la masse totale du matériau 100.
Préférentiellement, la masse des fibres 110 représente 85.0 à 93.0%, et encore plus préférentiellement 85.0 à 92.0%, de la masse totale du matériau 100.
Le matériau 100 comprend en outre préférentiellement un liant 120. Le liant 120 sert à lier les fibres 110 entre elles.
Le liant peut représenter la totalité de la masse restante du matériau 100, c’est-à-dire entre 5.0 et 20.0% de la masse totale du matériau 100.
Préférentiellement, la masse du liant 120 représente 7.0 et 15.0%, encore plus préférentiellement 8.0 à 15.0%, de la masse totale du matériau 100.
Les fibres 110 dans le matériau 100 ont une longueur moyenne supérieure ou égale à 25 millimètres et inférieure ou égale à 100 millimètres.
L’utilisation de fibres comprises dans les plages de valeurs précitées permet avantageusement d’optimiser la conductivité thermique du matériau 100 tout en respectant les contraintes dimensionnelles de la bagasse de canne à sucre.
Par ailleurs, la fabrication du matériau 100, telle qu’elle sera présentée ci-après, est facilitée.
Préférentiellement, la longueur des fibres 110 est inférieure ou égale à 80 millimètres, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 60 millimètres.
La longueur d’une fibre 110 est définie comme la longueur à plat d’une fibre. La longueur moyenne s’entend comme étant la moyenne des longueurs des fibres 110 d’un échantillon représentatif du matériau 100.
Le liant 120 peut être une fibre de liage, un matériau thermoplastique, ou une résine, ou encore un mélange de plusieurs de ces éléments.
Des exemples de fibres de liage sont les fibres de polyester, préférentiellement de type bicomposant, c’est-à-dire des fibres comprenant un noyau avec une première température de fusion et une enveloppe avec une deuxième température de fusion inférieure à la première température de fusion, les fibre de copolyester, les fibres d’acide polylactique, les fibres de polyéthylène, les fibres de polypropylène, et les fibres thermoliantes à base d'amidon végétal, ainsi que les mélanges de ce type de fibres.
Des exemples de matériaux thermodurcissables ou thermoplastiques sont le polyester et les phénoplastes. Ces matériaux peuvent se présenter sous la forme de poudre thermoplastique, ou de billes, avant fabrication du matériau 100, destinée à être mélangée avec les fibres 110. Suite à la fabrication, la poudre thermoplastique ou les billes forment une matrice thermoplastique entre les fibres 110.
Un exemple de résine est une résine de bois.
Le liant 120 présente préférentiellement une température de fusion supérieure ou égale à 100°C, et inférieure ou égale à 200°C.
Ainsi, lors de la fabrication du matériau 100, en particulier avec une fibre bicomposant, seul un des éléments de composition du liant 120 (en particulier l’enveloppe d’une fibre) fond. Ceci permet de structurer l’ensemble du matériau 100.
Le matériau 100 est obtenu par un procédé 200 de fabrication décrit ci-après, et illustré par le schéma synoptique de la .
Préalablement au procédé 200, de la bagasse de canne à sucre « brute » est mise à disposition. Cette bagasse peut par exemple être un sous-produit de l’industrie sucrière.
Dans une étape 210 de défibrage du procédé 200, la bagasse est défibrée. Cette étape consiste à séparer les fibres 110 de la bagasse les unes des autres, ainsi que des autres éléments constitutifs de la bagasse (également les moisissures possiblement présentes).
Par exemple, cette étape est réalisée mécaniquement, par cisaillement réalisé de la bagasse entre deux plaques rainurées spécifiquement à cet effet, en particulier tournant à haute vitesse, permettant la séparation longitudinale des fibres et l’extraction des particules fines.
Cette étape peut toutefois aussi être réalisée chimiquement, par trempage et décantation de la bagasse, pour séparer les fibres des autres éléments constitutifs de la bagasse.
Dans une étape 220 de nappage du procédé 200, les fibres 110 sont nappées de liant 120. En particulier, le liant 120 comprend des fibres de liage nappées sur les fibres 110. A l’issue de cette étape, un complexe appelé « nappé » est obtenu. Lorsque le liant 120 est un thermoplastique, il peut se présenter sous la forme d’une poudre qui est mélangée aux fibres 110 au cours de cette étape.
De manière alternative, le liant 120 peut être liquide, par exemple un liquide thermoplastique, et les fibres 110 sont directement mélangées avec le liant 120 avant liage.
Dans une étape 230 de liage du procédé 200, les fibres 110 du nappé sont liées entre elles. Par exemple, le liage peut consister en une cuisson du nappé, notamment mis en forme dans un moule. En particulier, la température de cuisson est choisie de manière à être sensiblement supérieure à une température de fusion du liant 120, et en particulier supérieure à une température de fusion d’une enveloppe d’une fibre de liage bicomposant et inférieure à une température de fusion d’un noyau d’une fibre de liage bicomposant, lorsque le liant 120 comprend une fibre bicomposant. A l’issue de cette étape, un matériau 100 isolant acoustique et/ou phonique est obtenu.
La matériau 100 se présente généralement sous forme d’un panneau ou couche de dimensions adaptées pour un transport facilité, et/ou une utilisation facilitée par un utilisateur.
Par exemple, le matériau 100 se présente sous la forme d’une couche enroulable d’épaisseur supérieure ou égale à 30 millimètres, sans être supérieure à 250 millimètres.
La couche enroulable peut par exemple être d’une longueur comprise entre 1 et 15 mètres. Elle peut par exemple être d’une largeur comprise entre 0.35 et 0.85 mètres.
Le matériau 100 peut également se présenter sous la forme d’un panneau rigide, en comparaison à une couche enroulable.
Un tel panneau se présente généralement sous une forme similaire à celle d’une couche enroulable, la longueur étant toutefois préférentiellement comprise entre 1 et 3 mètres.
La rigidité du matériau 100 peut être variée en ajustant la quantité et la nature du liant 120, notamment. Par exemple, un panneau de matériau 100 plus rigide sera obtenu avec une quantité élevée de liant 120, dont la nature est prédisposée aux applications de type panneau, et un panneau de matériau 100 moins rigide, dit semi-rigide, sera obtenu avec une quantité moins élevée de liant 120, dont la nature est prédisposée aux applications de type panneau.
De manière similaire, une couche enroulable de matériau 100 plus rigide sera obtenue avec une quantité élevée de liant 120, dont la nature est prédisposée aux applications de type couche enroulable, et une couche enroulable moins rigide, dite semi-rigide, sera obtenue avec une quantité moins élevée de liant 120, dont la nature est prédisposée aux applications de type couche enroulable.
Que le matériau 100 se présente sous la forme de couche enroulable ou de panneau rigide, sa masse volumique est préférentiellement comprise entre 25 et 120 kg par mètre cube (kg/m3). En d’autres termes, la densité du matériau 100 est préférentiellement comprise entre 0.025 et 0.120 (en référence à une masse volumique de l’eau de 1000 kg/m3).
Une telle densité représente un compromis idéal pour obtenir des propriétés d’isolation satisfaisantes, la densité étant directement liée aux porosités fermées du matériau 100, et donc de l’air emprisonné dans le matériau 100.l. De plus, une telle densité autorise une mise en œuvre facilités ainsi que de multiples applications du matériau 100, ce dernier devant en effet être manipulable par un individu seul sans risque de blessures ni de détérioration du panneau ou couche de matériau 100.
Les panneaux ou couches de matériau 100 peuvent être utilisés directement pour diverses applications, tel que pour l’isolation de bâtiments par exemple.
Toutefois, les panneaux et couches obtenues peuvent également servir de produit intermédiaire pour des éléments plus complexes.
Par exemple, un panneau ou couche peut être recouvert sur l’une ou les deux de ses faces avec un film.
Tel que représenté à la , un panneau 300 de matériau 100 peut comprendre une face couverte en tout ou partie par un film 310.
Le film 310 peut par exemple être un film étanche à l’eau, en particulier à la vapeur d’eau.
De cette manière, le panneau 300 est rendu imperméable, au moins par une face. Une telle propriété est particulièrement avantageuse dans des milieux tropicaux, où des panneaux 300 à base de bagasse de canne à sucre sont susceptibles d’être employés.
Par exemple, le film 310 peut être un film composite.
Des exemples de film 310 composite sont des films de type stratifié en papier, notamment de type « kraft », recouvert de feuille d’aluminium, des films en matériau non-tissé, des films plastique, ou encore une membrane de type « frein-vapeur » ou « pare-vapeur ».
Dans le cadre du procédé 200 de fabrication exposé ci-avant, l’application d’un film 310 sur au moins une face du panneau 300 est réalisé au cours d’une étape 240 d’application d’un film 310, qui peut être réalisée soit après l’étape 220 de nappage, soit après l’étape 230 de liage.
Par ailleurs, tel que représenté à la , un panneau 300 recouvert de film 310, ou bien un panneau simple de matériau 100, peut être lui-même utilisé pour constituer un élément plus complexe encore.
Le panneau 300 est fixé par l’une de ses faces sur un support 410, de façon à former un élément de structure 400.
Le support 410 est préférentiellement rigide, c’est-à-dire qu’il possède une rigidité supérieure à celle du panneau 300.
De préférence, lorsque le panneau 300 comporte un film 310 sur l’une de ses faces, le panneau 300 est fixé par l’autre face sur le support 410.
Le support 410 est par exemple une plaque de plâtre, une plaque de gypse, une plaque de bois, notamment composite, ou un panneau de particules agglomérées.
Le panneau 300 est préférentiellement fixé par collage, et/ou soudage à chaud, ultra-sons, et/ou couture au support 410.
L’élément de structure 400 peut ainsi former un panneau de contreventement, de finition, de protection contre des projections, de résistance au feu.
Dans le cadre du procédé 200 de fabrication exposé ci-avant, la fixation du panneau 300 sur un panneau 410 est réalisée au cours d’une étape 250 de fixation.
L’utilisation de fibres 110 de bagasse de canne à sucre dans un matériau 100 isolant acoustique et/ou thermique, à hauteur d’un pourcentage de masse de fibres de bagasse compris entre 80 et 95% en pourcentage de masse de la masse totale du matériau 100 permet d’obtenir des performances d’isolation particulièrement satisfaisantes, identiques ou supérieures à celles de matériaux biosourcés concurrents.
Une sélection de de mesures de performance expérimentales sont présentées ci-dessus sous la forme d’une étude comparative avec des matériaux biosourcés concurrents.
Résultats expérimentaux
Les paramètres suivants ont été déterminés :
- Coefficient d’absorption acoustique, mesuré dans une salle réverbérante de 236 m3 avec 10 diffuseurs en plexiglass disposés à des positions prédéterminées, basé sur les normes NF EN ISO 354 et NF EN ISO 11654 ;
- Résistance au développement de moisissures, selon la méthode FCBA CSTB version 23, à 28°C et 95% d’humidité avec un traitement du matériau à 3% de sels de bore ;
- Conductivité thermique, selon la méthode de la plaque chaude gardée normée par la norme NF EN 12667 ;
- Capacité thermique, mesuré par un dispositif de type DSC 404 F1 de marque Netzsch Gerätebau (marque déposée) ;
- Absorption d’eau, mesuré selon la norme NF EN 29767 de 2019 ;
- Perméabilité à la vapeur d’eau, mesuré selon la norme NF EN 12086.
Les échantillons de matériau isolant à base de bagasse de canne à sucre utilisé dans le cadre de ces essais sont des panneaux de matériau 100 de dimensions de 500 par 500 millimètres, respectivement 250 par 250 millimètres, d’épaisseur de 60 millimètres. La proportion de fibres 110 est de 92% en pourcentage de masse rapporté à la masse totale de l’échantillon. La longueur moyenne des fibres est de 50 mm. Le type de liant 120 est une fibre de polyester bicomposant thermofusible à 110°C, de type « staple fiber 2den/32mm raw white semi dull low melt 110°C » fabriqué par la société Far Eastern New Century (marque déposée).
Le tableau ci-dessous présente synthétiquement les résultats des mesures précitées, et les compare à des valeurs de référence de matériaux isolants concurrents.
Bagasse de canne à sucre Laine de roche Laine de verre Chanvre Laine de lin Liège expansé Laine de mouton
Coefficient d’absorption acoustique graves
(100 - 315 Hz)		 0.75 0,74 NC NC 0,18 NC NC
moyennes (400-1250 Hz) 0,87 0,32 NC

 NC 0,73 NC NC
Aigus
(1600-4000 Hz)		 0,92 0,30 NC NC 0,50 NC NC
Réaction au développement de moisissures Résistant Résistant Résistant Résistant Résistant Résistant Résistant
Conductivité thermique 0.0411 W/m.K 0.034 W/(m.K) à 0.045 W/(m.K) 0.030 W/(m.K) à 0.045 W/(m.K) 0.040 W/m.K 0.037 à 0.044 W/m.K 0.038 à 0.040 W/m.K 0.035 W/m.K
Capacité thermique 1551 J/(kg.K) à 1813 J/(kg.K) 700 J/(kg.K) à 800 J/(kg.K) 700 J/(kg.K) à 800 J/(kg.K) 1500 J/(kg.K) à 1800 J/(kg.K) 1500 J/(kg.K) 1670 J/(kg.K) 1720 J/(kg.K)
Absorption d’eau 2.03 kg/m3 NC NC NC NC NC NC
Perméabilité à la vapeur d’eau 0.12 m NC NC 0.06 m NC NC NC
Bagasse de canne à sucre Laine de roche Laine de verre Chanvre Laine de lin Liège expansé Laine de mouton
Comme il ressort du tableau ci-dessus, l’utilisation de bagasse de canne à sucre comme matériau isolant offre des performances au moins équivalentes à celles d’autres matériaux biosourcés. Toutefois, comme il a été mentionné en introduction, la bagasse de canne à sucre se distingue par une disponibilité plus importante, un impact environnemental moindre, et présente de manière générale un coût économique moindre (en raison des économies liées à la revalorisation de déchets, du transport réduit, etc.), voir même négatif (c’est-à-dire qu’un sous-produit constituant auparavant un poste de coûts de traitement peut être transformé en revenu généré par la revalorisation en tant que matériau isolant.
On rappelle plus généralement que l’invention ne se limite pas aux exemples décrits et représentés.

Claims (15)

  1. Matériau (100) isolant thermique et/ou acoustique,caractérisé en ce qu’il comprend entre 80 et 95% de fibres (110) de bagasse de canne à sucre, en pourcentage de masse de la masse totale dudit matériau.
  2. Matériau (100) selon la revendication 1, comprenant entre 85 et 93%, et préférentiellement entre 85 et 92% de fibres (110) de bagasse de canne à sucre, en pourcentage de masse de la masse totale dudit matériau.
  3. Matériau (100) selon la revendication 2, dans lequel les fibres (110) de bagasse présentent une longueur moyenne :
    - supérieure ou égale à 25 millimètres, préférentiellement supérieure ou égale à 30 millimètres, et
    - inférieure ou égale à 100 millimètres, préférentiellement inférieure ou égale à 80 millimètres, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 60 millimètres.
  4. Matériau (100) selon l’une quelconque des revendication 1 à 3, dans lequel les fibres (110) de bagasse sont choisies parmi les fibres de bagasse issue de cannes à sucre de variété saccharum robustum, et/ou saccharum officinarum, et/ou saccharum spontaneum, et/ou saccharum sinense.
  5. Matériau (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un liant (120) pour le liage des fibres (110) de bagasse entre elles.
  6. Matériau (100) selon la revendication 5, dans lequel le liant (120) présente une température de fusion comprise entre 100°C et 200°C.
  7. Matériau (100) selon l’une quelconque des revendications 5 à 6, dans lequel le liant (120) est choisi parmi des fibres de liage, et/ou un matériau thermoplastique, et/ou une résine.
  8. Matériau (100) selon la revendication 7, dans lequel le liant (120) est une fibre de liage choisie parmi les fibres de polyester, préférentiellement de type bicomposant, et/ou les fibres de polyéthylène, et/ou les fibres de polypropylène, et/ou les fibres thermoliantes à base d'amidon végétal.
  9. Panneau (300) isolant acoustique et/ou phonique comprenant un matériau (100) isolant acoustique et/ou phonique selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, le panneau (300) présentant une épaisseur supérieure ou égale à 30 millimètres, et inférieure ou égale à 250 millimètres.
  10. Panneau (300) selon la revendication 9, présentant une masse volumique supérieure ou égale à 25 kg/m3 et inférieure ou égale à 120 kg/m3.
  11. Panneau (300) selon l’une quelconque des revendications 9 ou 10, comprenant en outre un film (310), préférentiellement étanche à l’eau, sur au moins une face du panneau.
  12. Elément de structure (400) comprenant au moins un panneau (300) selon l’une quelconque des revendications 9 à 11 fixé sur un support (410) de rigidité supérieure à celle du panneau (300).
  13. Utilisation de fibres (110) de bagasse de canne à sucre dans un matériau (100) isolant acoustique et/ou thermique, à hauteur d’un pourcentage de masse de fibres (110) de bagasse compris entre 80 et 95%, préférentiellement 85 et 93%, encore plus préférentiellement 85 à 92%, en pourcentage de masse de la masse totale dudit matériau (100).
  14. Procédé (200) de fabrication d’un matériau (100) isolant acoustique et/ou thermique, comprenant :
    - une étape de défibrage (210) de bagasse de canne à sucre, de manière à séparer les fibres (110) de bagasse les unes des autres,
    - une étape de nappage (220) des fibres (110) avec un liant (120), de manière à former un nappé,
    - une étape de liage (230) du nappé, notamment par cuisson du nappé,
    le nappé après liage comprenant entre 80 et 95%, préférentiellement 85 et 93%, encore plus préférentiellement 85 à 92%, de fibres (110) en pourcentage de masse de la masse totale du nappé ;
    - optionnellement, une étape (240) d’application d’un film (310) sur le nappé après l’étape de nappage (220) ou après l’étape de liage (230).
  15. Procédé (200) selon la revendication 14, dans lequel le liant (120) comprend des fibres de liage de type bicomposant comprenant un noyau avec une première température de fusion et une enveloppe avec une deuxième température de fusion inférieure à la première température de fusion, et dans lequel l’étape de liage (230) est une étape de cuisson à une température de cuisson maximale supérieure à la première température de fusion et inférieure à la deuxième température de fusion.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0911208A (ja) * 1995-06-26 1997-01-14 Akio Sato バカスを含む食物繊維のパネル
AU2010262764A1 (en) * 2009-06-19 2012-02-09 Eze Board Australia Pty Ltd Production of perlite and fiber based composite panel board
PT105486A (pt) * 2011-01-15 2012-07-30 Fernanda Maria Spinola Rodrigues Compósito de fibras vegetais, bioresina e suas aplicações

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