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La présente invention à trait à des perfectionnements
aux procédés et dispositifs d'isolation des batiments et en parti-
culier sur le plan thermique et sur le plan phonique, tels ceux
décrits dans la demande de brevet principale EN 7323521 déposée
le 27 juin 1973 sous le titre "Processus global d'association et
de valorisation des isolations thermique et phonique".
La présente invention permet de réduire jusqu'à un
niveau très acceptable les diverses nuisances, bruit, froid,
chaleur, qui agressent l'homme dans son cadre de vie à l'intérieur
des bâtiments. Sa conception lui permet également de servir
éventuellement au passage desfluides tels que eau chaude et froide
ou de cables.
Dans l'état actuel de la technique on observe que la
venue du chauffage électrique intégré a entraîné une très bonne
mise en oeuvre d'isolation thermique avec cependant quelques
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réserves sur les qualités au feu de certains isolants ainsi que
sur, la qualité résultante des bâtiments à inertie faible face aux
constructions climatiques d'été.
De nombreux procédés et dispositifs d'isolation sont
connus de l'art antérieur, mais s'il est courant de réaliser des
isolations thermiques et des isolations phoniques, aucun système
ne propose le recours à une solution commune consistant en une com-
~ binaison nouvelle d'éléments dont certains sont connus de 1'homme
;~ de l'art, combinaison qui permet une grande efficacité d'isolation
tant phonique que thermique sans recours à la simple addition des
techniques correspondantes. Selon la pr~sente invention, au con-
traire, on parvient à une combinaison de ce type présentant de
plus l'avantage d'une économie d'investissement et d'exploitation
; et d'une technique simplifié de mise en oeuvre par rapport à l'art
antérieur.
De plus, il est à noter que la présente invention
permet de résoudre de facon simple et économique le problème du
chauffage ou de la réfrigération, selon les saisons, en recourant
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notamment à l'énergie solaire comme source unique ou comme
source d'appoint.
La présente invention en créant des matériaux com-
posites thermiques et acoustiques appelés thermophoniques permet
d'associer les qualités de ces deux isolations tout en gardant
un coût moyen de construction très acceptable. Par ailleurs, la
très grande souplesse de conception de ces matériaux permet
de surajouter aux qualités sus-mentionnées celles d'effets nouveaux
tels que la variation de l'inertie du bâtiment en fonction des
conditions climatiques extérieures.
On pourra enfin incorporer directement au bloc isolant
thermophoniques un système de chauffage tel que peinture graphitée,
tissu chauffant, câble, chauffant, etc....
Avant d'aborder les m~yens à mettre en oeuvre, il
convient de rappeler quelques notions et d'en tirer les principaux
enseignements.
A) Amélioration de la qualité thermique d'un bâtiment
La qualité thermique d'un bâtiment peut se d~finir
par ses possibilités d'être un frein aux agressions climatiques
extérieures (chaleur, froid, vent, humidité, etc....)
; On con,coit immédiatement qu'il y a antinomie entre
le fait de créer une barrière thermique destinée en hiver à con-
server autant que possible les calories à l'intérieur d'une
. .
, enceinte et ce en évitant des déperditions importantes avec
l'extérieur et le fait qu'en été il faudra non seulement se pré-
munir contre les calories extérieures maiségalement évacuer aussi
rapidement que possible celles qui sont à l'intérieur de l'enceinte
et ce d'autant plus que la barrière thermique tendra à s'y opposer.
Il s'agit donc de créer un bâtiment dans lequel la barrière thermi-
~, 30 que peut évoluer en fonction des conditions climatiques extérieu-
res. La mise en oeuvre de ce phénonème est l'une des applications
les plus intéressantes de l'invention.
.
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1 - 2 -
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On notera également qu'en l'état actuel de la tech-
nique on utilisera pour la partie thermique des matériaux
aux propriétés les plus remarquables sur le triple plan des qua-
lités thermiques et acoustiques ainsi que sur leurs qualités au
feu, telles que laine de verre ou mousse phénolique. :
B) Amélioration des qualités acoustiques d'un bâtiment
Deux types de bruits sont à conbattre: bruits aériens
et bruits d'impact, plus un certain nombre d'autres bruits con-
joints tels que circulation d'eau, chaufferie, machinerie, etc
. Sans entrer dans les détails, il est bien connu que
le meilleur moyen de se prémunir au moins contre les deux types
de bruit serait de réaliser des parois
- lourdes,
- étanches à l'air,
- faiblement tendues (résonances, cas des vitrages
par exemple)-.
Les parois lourdes, par exemple à 400kg/m étant
difficilement acceptables en construction courante, on utilise de
préférence des cloisons doubles remplies d'un matériau isolant. .
Il convient aussi de rappeler qu'il serait illusoire de réaliser
à grands frais une isolation acoustique convenable si on néglige
les points faibles tels que fenêtres, portes, tuyauteries, etc
Sur le plan pratique l'invention prend tous ces
points en considération et peut leur apporter des solutions
originales.
De même si l'étanchélt~ des cloisons n'est pas
. rigoureusement observée, les fuites acoustiques ainsi engendrées
entraînent une très nette diminution de l'intérêt de l'isolation
acoustique.
En ce domaine encore la possibilité d'utilisation de
. panneaux préfabriqués thermophoniques présente un intérêt non
. négligeable. L'intérêt du double cloisonnement des parois est
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identique en isolation thermique et acoustique d'où l'intérêt de
le rendre cornmun dans sa mise en oeuvre.
Par ailleurs, un espacement de quelques centimètres
de la double paroi pour permettre l'isolation thermique fait de
lui-même passer l'indice d'isolement acoustique de 3~ dB pour un
intervalle de 2 cm à 40,5 dB pour 5 cm et 42 dB pour 10 cm ce
qui n'est pas négligeable.
Une observation importante enfin: l'emploi pour
l'isolation acoustique d'un matériau résilient lourd du type
plastique permet d'intégrer dans sa masse des canaux dont les
utilisations à des fins multiples telles que circulation d'air,
d'eau froide ou chaude, climatisation, etc... constitue l'origi-
nalité principale qui vient se surjouter à l'intérêt intrisèque
des isolations thermiques et phoniques.
On notera enfin que par sa conception même l'invention
appliquée au bâtiment s'adapte parfaitement aux nécessités du
chauffage électrique intégré dont elle devient le meilleur allié.,
J Elle pourra même devenir son support dans le cas oû le procédé de
chauffage pourra s'intégrer directement aux matériaux thermophoni-
ques (ex. peinture graphitée directement projetée sur le matériau
', résilient) ou encore dans le cas oû la mise en oeuvre peut être
commune (chauffage par câbles chauffants par exemple).
L'isolant thermophonique ~e présente sous forme
'~1 de plaques que l'on dispose jointivement même le long des arêtes
entre parois ou entre parois et planchers (par biseau par exemple).
' Les fonctions intermédiaires sont réalisées par décrochement et
recouvrement réalisés dans la masse du matériau résilient. Les
remontées aboutissent soit à des blocs de raccordement des canaux
,,'i soit à des gaines d'arrivée d'air de circulation qui seront consti-
~', 30 tuées de telle sorte que la distribution de l'air dans les canaux
soit uniforme (diminution de la section de gaine par exemple).
L'air de circulation est suivant le type soit rejeté
~;,i directement à l'extrérieur soit repris dans une deuxième gaine
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dite de reprise.
En ce ~ui concerne les fenêtres, les huisseries
peuvent être du type à étanchéité renforcée, quant au vitrage il
sera en principe constitué par un double vitrage classique (avec
toutefois des épaisseurs de vitre différentes) auquel sera adjoint
du côté de la vitre la plus épaisse une troisième vitre distante
d'au moins 5 cm. Le vide ainsi formé sera soit ventilé, soit
hermétiquement clos et déshumidifié.
Ce nouveau type de vitrage se dénommera vitrage
thermophonique. '
En ce qui concerne les portes, elles seront toutes
munies ~ la partie inférieure d'un balai destiné à diminuer au
maximum le pont thermique et acoustique. Les huisseries seront du
type à étanchéité renforcée, dans certains cas et notamment en ce
qui concerne les portes donnant sur l'extérieur elles seront
remplies de sable.
Ce nouveau type de portes se dénommera porte thermo-
phonique.
L'invention décrite ci-dessus s'applique dans sa
totalité ou en partie suivant les limites et buts souhaités à
toutes constructions que quelque nature qu'elles soient, pour les-
quelles on recherche une amélioration très sensible, et ce au
moindre côut, des qualités thermiques et acoustiques.
L'application la plus évidente se situe dans le
domaine des logement par lesquels elle constitue l'amélioration
globale des conditions et du cadre de vie la plus importante et la
plus en conformité avec les réglementations en vigueur, à savoir:
- limitation des nuisances sonores des appartements
à un niveau raisonnable c'est-à-dire non agressif,
- économie d'énergie par diminution importante des
chaleurs perdues,
- amélioration générale de la qualité de la vie,
~,~
- maintien de niveaux de prix acceptables.
On peut donc dire que de fa~on générale, l'invention
concerne un dispositif d'isolation thermique et phonique com-
prenant au moins une couche d~un matériau isolant et ininflamma-
ble prise en sandwich entre deux autres couches, la couche de
matériau isolant ayant une surface plane et une face formant des
sailIies, le volume compris entre les deux faces étant rempli
par le matériau isolant, l'extrémité desdites saillies étant
planes et parallèles à ladite face de ladite couche de matériau
isolant, de fa~on à pouvoir supporter sans être écrasées, une
charge bien distribuée, les saillies s'alignant sur deux direc-
tions perpendiculaires l'une par rapport à l'autre, de façon à
permettre une circulation de fluide dans l'une ou l'autre des di-
rections perpendiculaires.
L'invention concerne aussi un procédé pour la cons-
truction d'un plancher isolé dans lequel une couche isolée est
disposée sur une sous structure plane et horizontale, les sail-
lies apparaissant sur la face inférieure, et une couche de bé-
ton est coulée sur la surface plane de la couche isolante.
Pour mieux faire comprendre les caractéristiques
techniques et les avantages de la présente invention on va en
décrire des exemples de réalisation étant entendu que ceux-ci
ne sont pas limitatifs quant à ~ur mode de mise en oeuvre et aux
applications qu~on peut en faire.
On se référera aux figures suivantes qui représentent
schématiquement: ~
- les figures 1 et 2 des modes de réalisation d'isola-
tion conformes à la présente invention vues en pers-
pective,
- les figures 3 a 6 des applications à des batiments
selon diverses variantes conformes à l'invention,
- les figures 7 à 9 des modes de réalisation de l'iso-
lation.
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La figure 1 représente une isolation appliquées à
un plancher comprenant une dalle porteuse de tout type classique
1, une dalle ou chape flottante 2, et prise en sandwich entre ces
dalles, une isolation conforme à l'invention pouvant se présenter
sous forme d'un matériau composite. Ce matériau présente d'un
côté au moins une couche et de l'autre également au moins une
couche, maintenues écartées, par au moins une famille de saillies
laissant entre elles des créneaux communiquant entre eux et per-
mettant une circulation de fluide. Les couches assurent séparé-
ment ou conjointement l'isolation phonique et thermique. Les sail-
lies sont de préférence solidaire d'au moins l'une des couches et
peuvent être monoblocs avec au moins l'une de ces couches.
A la figure 1 les saillies 3 sont du même matériau
que la couche inférieure 4, la couche 5 supérieure étant rapportée.
Les couches peuvent par exemple être de nature différentes et être
choisies l'une pour ses propriétë phoniques l'autre pour ses pro-
priétés thermiques, mais la possibilité de circulation fluide entre
les saillies ajoute des possibilités sur lesquelles on reviendra
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plus loin, que ne permettent pas d'atteindre la simple juxtaposition
d'isolations classiques. On peut bien entendu concevoir des
dispositions ou, par exemple, les saillies sont solidaire
tantôt d'une couche tantôt de l'autre ou sont solidaires de la
couche supérieure; on peut concevoir également sans sortir du cadre
de la présente invention des dispositifs avec des saillies soli-
daires de chaque couche et se rejoignant à mi-hauteur entre les
deux choches.
A la figure 2, on retrouve les deux dalles 1 et 2,
mais les saillies 3 sont situées sur au moins l'une des faces de
l'isolation~les couches 4 et 5 planes se retrouvant groupées.
Les matériaux utilisés peuvent être de tout type clas-
sique, unique ou multiple. Dans le cas du matériau unique, on
pourra recourir à des qualités différentes d'un même produit et
en particulier à des densités différentes. Il convient de remar-
quer, ici encore que les créneaux intercommuniquant entre eux
assurent une partie appréciable de l'lsolation nottamment sur le
plan thermique.
Il est par ailleurs évident que, dans toute la mesure
du possible, les matériaux seront ininflammables, incombustibles,
insolubles, imputrescibles, inaltérables, collables, qu'ils ne dé-
gageront pas de fumées nocives en cas d'échauffement important et
que la partie crénelé sera inerte aux fluides qui doivent y
circuler et en particulier à l'air et à l'eau (liquide ou vapeu~).
Enfin, et cela est également à la portée de l'homme de l'art, il
convient que les couches isolantes y compris la zone crénel~es,
ou les zones crénelées, présentent les résistances mécaniques, la
stabilité dimensionnelle et l'élasticité nécessaires, cette
dernière surtout pour le comportement de la couche après mise en
place de la dalle flottante.
La figure 3 représente en perspective schématique
le principe général de circulation fluide dans un plancher appliqué
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.. . .
au conditionnement thermique: l'air arrive par une gaine et s~
répartit dans les zones crénelées 12. Il pénètre dans les pièces
~ar les bouches 13 et ressort par une ~aine 14. Ce système peut
servir au chauffage, ou inversement à la réfrigération. On retrou-
ve sur cette figure les éléments de la figure 1 : dalle porteuse
17 couches 15 et 16 séparées par la zone crénelée 12, dalle flot-
tante 18.
La figure 4 reprend en coupe l'application du principe
de la figure 3 à un batiment. En partie haute est disposé un
dispositif d'échange thermique de tout type adéquat permettant le
chauffage ou la réfrigération de l'air partiellement ou totalement
neuf ou recyclé. En ce qui concerne la reprise de l'air, elle
peut se faire dans les pièces soit par des intercommunications 22
soit par des gaines spécialement disposées à cet effet.
Aux figures 5 et 6, non seulement les planchers sont
équipés d'isolations conformes à l'invention, mais également les
murs, notamment externes, ce qui permet de capter de la chaleur ~.
solaire dans la zone crénelée 31, de l'amener en 32 dans l'échan-
geur 33 par simple effet de cheminée ou de convection. On peut
si 34 est au sud (dans l'hémisphère nord) et 35 au nord, organiser
une double circulation d'air rechauffé en 31 sur la face 34 et
d'air frais en 36 du côté 35. Ce système peut permettre une
grande économie quant aux éventuelles sources de calories ou de
frigories. Cela peut permettre également l'utilisation de pompe9
à chaleur, ou encore à certains moments de la journée le réchauf-
fage de l'eau. En ce qui concerne la figure 6, on a disposé deux
zones crénelées dans l'é~aisseur des murs. Comme à la figure 5 on
récupère en 41 sur la face 44 exposée au soleil des calories
amenées en 42 à l'échangeur 43, tandis que du côté interne, en
46 on peut faire circuler un air de régulation thermique de la
température et de l'inertie du mur. Comme à la figure 5 le reste
des circulations s'effectue comme aux figures 3 et 4. Comme à
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i . .,
la figure 5, l.a fa~ade 45 non exposée au soleil peut servlr de
refroidissement de l'air.
En ce qui concerne la ~abrication du matériau isolant
lui-même de nombreuses solutions peuvent etre envisay~es.
Dans un premier mode de réalisation on peut créer
les saillies par découpage longitudinal et transversal d'une plaque
épaisse d'isolant thermique puis on colle l'isolant phonique
tFig. 7).
On peut procéder comme ci-dessus pour créer des sail-
lies et superposer deux plaques saillies contre saillies (Fig. 8)l'isolant phonique étant ensuite collé sur au moins l'une des
faces.
On peut également procéder par moulage, polyméri-
sation in situ, expension notamment in situ, puis collage.
Les saillies peuvent être pleines ou éventuellement
creuses (ce qui permet le recours à diverses techniques de
moulage ou de formage bien connues).
On peut aussi (Fig. 9) superposer à la dalle port-
euse 50 l'isolant en une ou plusieurs couches planes 51 puis
placer une coquille ou surface gaufrée ou ondulée 52 qui sert de :. :
fond de coffrage pour la dalle flottante 53 tout en ménageant
les créneaux de circulation. ;~
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