Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
CA 02208312 1997-06-19
COUVERTURE EN ZINC POUR TOITURE
La présente invention se rapporte à une toiture comportant un support de
couverture sur lequel
une couverture est posée, la couverture comprenant un assemblage de feuilles
en zinc ou en
acier galvanisé ayant une face tournée vers ledit support, ladite face étant
munie d'un
revêtement organique.
Les couvertures en zinc sont traditionnellement posées sur des supports en
sapin ventilés. A
cause du coût élevé de ce support traditionnel, on cherche à le remplacer par
des supports
moins chers, notamment des supports non-ventilés éventuellement non-
compatibles avec le
zinc ou l'acier galvanisé tels que les panneaux de particules, le contre-
plaqué, le béton et les
isolants rigides. Cependant, de nombreux phénomènes de corrosion de
couvertures de zinc
posées sur ces supports non-ventilés ont été signalés. Pour résoudre ces
problèmes il serait
nécessaire, d'après le document EP-B-0410822, d'améliorer la ventilation entre
le support de
couverture et les plaques de zinc pour éviter les condensations et d'isoler le
zinc du support
non- ventilé, notamment si le support est en bétoq. C'est pourquoi ce document
propose de fixer
directement sur le support non ventilé des plaques intermédiaires en matière
plastique
présentant à leur face supérieure des aspérités en forme de plots tronconiques
et d'attacher les
feuilles de zinc à des pièces de support posées sur ces plaques intermédiaires
et fixées au
support, l'écartement produit par les aspérités entre les plaques
intermédiaires et les feuilles de
zinc créant un espace de ventilation sous les feuilles de zinc. Cette
technique s'est avérée très
utile pour résoudre les problèmes de corrosion, mais elle présente néanmoins
l'inconvénient
d'être relativement onéreuse.
Le but de la présente invention est de fournir une couverture telle que
définie ci-dessus, qui
évite les inconvénients mentionnés ci-dessus.
A cet effet, selon l'invention, ledit support est non-ventilé et ledit
revêtement possède une
épaisseur de 50 à 150 micromètres, est élastique, durable et étanche à la
vapeur d'eau, l'autre
face des feuilles étant soit non-revêtue soit revêtue par tout procédé de
traitement de surface
appliqué dans un but purement esthétique.
En effet, des essais de corrosion et de vieillissement accélérés, effectués
sur des feuilles de
zinc, dont une face était munie du revêtement susdit, et simulant les
contraintes que doit subir
sur une très longue période la face inférieure d'une couverture de zinc posée
directement sur un
support non-ventilé ont démontré que la couverture selon l'invention doit être
particulièrement
résistante à la corrosion, même si elle est posée directement sur un support
non-ventilé.
Pour garantir la constance de la qualité du revêtement, il est hautement
recommandable que
celui-ci soit appliqué en continu, notamment entre un poste de débobinage et
un poste de
bobinage, chez le producteur de feuilles de zinc ou dans un atelier spécialisé
dans l'application
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de revêtements; l'élasticité du revêtement doit donc être telle que la feuille
revëtue puisse subir,
sur le chantier ou dans l'atelier du couvreur-zingueur, les opérations de
façonnage nécessaires
à sa pose sans que le revètement ne s'abfme.
II est évident que le revêtement doit ètre suffisamment dur pour que les
diverses manipulations,
que la feuille revêtue doit subir jusqu'au moment où elle se trouve
définitivement posée sur le
support, ne laissent pas de traces dans le revêtement ou en tous cas pas de
traces profondes.
L'épaisseur d'au moins 50 micromètres est essentielle pour éviter à coup sOr
que d'éventuelles
petites rayures subies à la suite des manipulations susdites ne puissent
découvrir le zinc.
En prenant de l'âge, le revêtement ne peut ni se craqueler ni s'écailler, car
il est essentiel qu'il
reste étanche à la vapeur d'eau. II convient de signaler ici qu'il existe une
synergie parfaite entre
la feuille de zinc et son revétement dans ce sens qu'ils se protègent l'un
l'autre contre le pire de
leurs ennemis respectifs, à savoir le rayonnement ultraviolet dans le cas du
revêtement et les
condensations dans le cas du zinc ou de l'acier galvanisé.
II convient ici de signaler deux documents où sont décrits des matériaux
mettant en jeu métal et
matières synthétiques, ceci dans le cadre de recouvrements extérieurs de
bâtiments.
Le document DE-A-3444669 décrit des bandes de revêtement en matière
synthétique d'une
épaisseur d'environ 5 mm, protégées par un film métallique d'environ 0.05 mm
sur la face
extérieure. Le film métallique protège la matière synthétique des influences
atmosphériques et
joue également un r6le esthétique. Le document préconise une matière
synthétique souple et
mousseuse telle que le polyéthylène ou le polyuréthanne expansé pour
promouvoir l'isolation
thermique et sonique; le film métallique peut étre du cuivre, de l'acier
inoxydable ou des alliages
a base d'aluminium. Ce document n'aborde pas la question de la ventilation du
support de
toiture.
Le document FR-A-2471859 quant à lui, décrit une feuille métallique à
revètement composite
pour utilisation dans la production de matériaux extérieurs de construction.
Cette feuille
métallique porte un revétement d'une composition renfermant une résine de
chlorure de
polyvinyle, un métal en poudre, un plastifiant et un agent stabilisant, ce
produit ayant une
excellente résistance aux facteurs atmosphériques, comme cela ressort d'un
essai de
vieillissement accéléré intitulé "Sunshine Weather Meter Test". Selon ce même
document, des
feuilles galvanisées recouvertes soit d'une couche de peinture à base d'une
résine
thermodurcissable, soit d'une pellicule de chlorure de polyvinyle et/ou de
polyacrylate ne
conviennent pas toujours du point de vue économique et en ce qui concerne leur
résistance
pour la production de matériaux extérieurs de construction.
Selon l'invention, le revêtement peut ëtre constitué d'une couche de peinture
à base de
polyester (symbole normalisé: SP), polyester silicone (SPSI), polyester
polyamide (SPPA),
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époxy (EP), polyuréthanne (PUR), polyfluorure de vinylidène (PVDF) organosol
de chlorure de
vinyle (PV~O), plastisol de chlorure de vinyle (PVCP), acrylique (AY) ou
acrylique silicone
(AYS), l'épaisseur de la couche à l'état sec étant avantageusement de 50 à 70
micromètres. La
peinture est avantageusement effectuée en continu chez le producteur de
feuilles ou dans un
atelier de peinture par dépvt de la peinture à l'état liquide ou sous forme de
poudre et cuisson
subséquente par passage dans un four. La préférence est donnée à une peinture
polyester
déposée sous forme de poudre. Une telle peinture est commercialisée sous le
nom
"Beckryspeed"" par la firme BICHON S.A.
Le revêtement peut également être constitué d'un film adhésif de polychlorure
de vinyle (PVCF),
polyfluorure de vinyle (PVFF), acrylique (PMMAF), polyéthylène (PEF),
polyuréthanne ou
polyester, l'épaisseur du film étant avantageusement de 80 à 150 micromètres.
L'application du
film est avantageusement effectuée en continu par le producteur de feuilles.
La préférence est
accordée au film polyéthyli3ne. Un exemple d'un tel film est le film adhésif
en polyéthylène basse
i5 densité d'une épaisseur de 100 micromètres, qui est commercialisé sous la
référence 4118 par
la firme NOVACEL S.A. Pour des raisons économiques le revêtement par film
adhésif est à
préférer au revêtement par peinture.
Le revêtement peut être constitué en outre d'une couche de peinture telle que
définie ci-dessus,
qui est recouverte elle-même d'un film adhésif tel que défini ci-dessus.
Inutile de dire qu'un tel
revêtement est encore plus performant que le revêtement par peinture ou par
film adhésif.
Comme déjà mentionné plus haut, l'autre face de la feuille est soit non-
revêtue soit revêtue par
tout procédé de traitement de surtace appliqué dans un but purement
esthétique. C'est ainsi par
exemple que cette face peut être prépatinée.
La présente invention se rapporte également à l'utilisation de feuilles de
zinc ou d'acier
galvanisé, dont une face est munie d'un revétement tei que défini et décrit ci-
dessus et dont
l'autre face est soit non-revêtue soit revêtue dans un but purement
esthétique, pour la réalisation
3o de la couverture selon l'invention, cette réalisation comportant les
opérations de façonnage des
feuilles nécessaires à leur pose et la pose proprement dite des feuilles
façonnées.
Le façonnage et la pose des feuilles revètues, fournies par le producteur de
feuilles, peuvent se
faire suivant la pratique courante. Lorsqu'il s'agit par exemple de réaliser
une couverture à
tasseaux ou une couverture à joints debout sur un support en béton ou en
panneaux de
particules, on peut utiliser les techniques décrites dans "Les techniques de
l'Ingénieur", C1040,
1-14 et C1041, 1-5, pour poser de telles couvertures sur un support en bois,
si ce n'est qu'on
fixera les tasseaux ou les attaches au support par vissage au lieu de par
clouage.
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EXEMPLE i
Après les-opérations de laminage, une bobine de zinc laminé est déroulée sur
une ligne de
parachèvement en même temps qu'un rouleau de film plastique de même largeur
qui comporte
une face recouverte d'adhésif.
Après déroulement, le film est plaqué sur le zinc laminé au moyen d'un
ensemble de rouleaux
presseurs et l'ensemble est réenroulé en bobine. Cette bobine sera ensuite
découpée en
largeur et longueur adéquates pour l'utilisation sur chantiers.
L'épaisseur du zinc est celle couramment utilisée pour les couvertures soit
entre 0,65 et 1 mm.
Le film plastique est en polyéthylène basse densité de 100 micromètres
d'épaisseur. L'adhésif
est un mélange de caoutchouc et de résine de 10 micromètres d'épaisseur.
Les essais suivants confirment le bonne tenue du revêtement à la température
et la bonne
protection du zinc contre la corrosion par condensation de vapeur d'eau. _.
Des échantillons de zinc revêtus du film ont été placés en étuve soit à 100
°C pendant 6 mois,
soit à 70 °C pendant 8 mois, soit à 40 °C pendant 15 mois,
durées qui correspondent à plus de
10 ans d'exposition en site réel sur une couverture.
A la sortie de l'étuve on constate que le film est resté bien adhérant sur le
laminé. Les
échantillons subissent alors un essai de corrosion accéléré, dit essai
Kesternich selon la norme
DIN 500i 7, comportant un cycle par jour consistant à faire déposer par
condensation de la
vapeur d'eau puis à laisser sécher l'échantillon. Après 20 jours (20 cycles)
on enlève le film
plastique et on constate que la face protégée par le film n'est pas corrodée.
L'autre face est
excessivement corrodée par la condensation, par formation d'oxyde de zinc,
appelé rouille
blanche.
Des échantillons de zinc revêtus du film on été placés en étuve pendant 60
jours soit à 90 °C,
soit à 100 °C. Au préalable on a effectué des plis et des emboutis sur
les échantillons pour
simuler les déformations que le produit subira sur un chantier.
Après passage en étuve, les échantillons ont subi 15 jours (15 cycles) un
essai Kesternich.
Après cela, on constate que le film est resté bien adhérent et après
enlèvement du film la face
protégée n'est pas corrodée alors que l'autre face l'est excessivement.
Des échantillons de zinc revëtus du füm ont subi des cycles de température de -
20 °C à + 90 °C
pour simuler de façon accélérée ce qui se passe en réalité sur une couverture.
Après 300 cycles
(1400 heures) on constate que le film est resté bien adhérant. Après 5 jours
d'essai Kestemich
(5 cycles) on constate après enlèvement du film que la face protégée n'est pas
corrodée alors
que l'autre l'est excessivement.
EXEMPLE 2
Après laminage, une bobine de zinc est soumise à une opération de traitement
de surface par
conversion, donnant sur les deux faces une couche superficielle de phosphate
de zinc, soit de
couleur gris clair, soit de couleur gris foncé, le zinc ainsi obtenu étant
appelé zinc prépatiné. Le
zinc prépatiné est réenroulé en bobine.
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La bobine de zinc prépatiné subit les mêmes opérations que la bobine de zinc
laminé dans
l'exemple 1 et le matériau ainsi obtenu est soumis aux mëmes essais que le
matériau obtenu
dans l'exemple 1: on obtient les mêmes résultats que dans l'exemple 1.
EXEMPLE 3
La bobine de zinc revêtu de l'exemple 1 a été utilisée pour réaliser une
couverture au dessus
d'un local dans lequel on a produit de la vapeur d'eau.
L'intérieur du local est maintenu à 30 °C avec une humidité relative de
100 % et ses murs sont
isolés thermiquement de façon que l'humidité se condense préférentiellement
sur la face
inférieure du zinc laminé protégé par le film.
Ces conditions sont choisies pour accélérer considérablement les phénomènes de
condensation sous la couverture que l'on obtient habituellement.
Après une année d'exposition dans ces conditions, on examine la face interne
de la couverture
et on constate qu'elle n'a pas été du tout corrodée.
EXEMPLE 4
Après les opérations de laminage, on déroule une bobine de zinc laminé à une
vitesse de
5m/min sur une installation de laquage comprenant un poste de préparation de
la surface
(dégraissage, conversion chimique, rinçage, séchage), une cabine de poudrage
avec des
pistolets à poudre permettant de déposer sur une face du zinc laminé une
couche de plus de 50
micromètres de poudre, un four de polymérisation à 250 °C, un
refroidisseur et un réenrouleur.
Cette bobine sera ensuite découpée en largeur et longueur adéquates pour
l'utilisation sur
chantiers.
L'épaisseur du zinc laminé est celle couramment utilisée pour les couvertures,
soit entre 0,65 et
1 mm. La poudre est une poudre polyester "Beckryspeed~" fabriquée spécialement
pour allier
les performances et les avantages de la poudre à la technologie de
l'application en continu.
Les essais suivants confirment la bonne tenue du revêtement. Ils ont été
effectués sur des
éprouvettes planes avec un revêtement de 60 micromètres, comportant un embouti
Erichsen
selon fa norme ISO 1520, un embouti par choc selon fa norme ISO 6272, et un
pli OT sur un
coté.
Les éprouvettes on subi l'essai de corrosion accéléré au brouillard salin
selon la norme NFX
41002 pendant 1000 heures. Après l'essai on constate que l'aspect du
revêtement n'a pas été
modifié, même sur les zones déformées, alors que la face non protégée a été
excessivement
corrodée.
Les éprouvettes ont subi l'essai Kestemich, selon la norme DIN 50017 pendant
1000 heures (42
cycles). Après l'essai on constate que l'aspect du revêtement n'a pas été
modifié, même sur les
zones déformées, alors que la face non protégée a été uniformément corrodée
par la
condensation, par formation de rouille blanche.
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- EXEMPLE 5
On répèté Tes opérations et les essais de l'exemple 4, mais en partant cette
fois-ci avec une
bobine de zinc prépatiné et on obtient les mêmes résultats que dans l'exemple
4.
EXEMPLE 6
On répète les opérations et les essais de l'exemple 4, mais dans
l'installation de poudrage,
entre le refroidisseur et le réenrouleur, on dépose en continu sur fa face
revëtue, un film adhésif
de polyéthylène basse densité de 50 micromètres d'épaisseur. On obtient les
mêmes résultats
que dans l'exemple 4.
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EXEMPLE 7
On répète les opérations et les essais de l'exemple 6, mais en partant cette
fois-ci avec une
bobine de zinc prépatiné. On obtient les mêmes résultats que dans l'exemple 4.
EXEMPLE 8
On répète les opérations de l'exemple 3, mais en utilisant cette fois-ci la
bobine de zinc revêtue
de l'exemple 4. On arrive au même résultat que dans l'exemple 3.
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