L'invention se rapporte à une plaque à base de plâtre dotée de propriétés acoustiques. Une telle plaque peut être utilisée notamment pour la réalisation d'un parement mural, de plafond ou de plancher, et d'une cloison de séparation.

Les plaques à base de plâtre sont généralement des plaques composites comprenant une âme en plâtre disposée entre deux couches de revêtement en papier ou en carton. Ces plaques possèdent des propriétés mécaniques qui répondent aux normes en vigueur, en particulier une bonne résistance à la flexion sous charge.

Les plaques à base de plâtre en tant que telles ne présentent pas de performances acoustiques particulières. Lorsqu'on souhaite améliorer ces performances, il est connu d'associer à ladite plaque un matériau isolant phonique tel qu'une laine de verre ou de roche ou un polymère, pour former un produit composite. Ce produit composite peut être maintenu en place au moyen de profilés, d'une colle, de vis ou de chevilles selon l'usage visé.

Les plaques à base de plâtre les plus usuelles ont une épaisseur moyenne de 12,5 mm et sont commercialisées généralement sous la dénomination « BA 13 ». Ces plaques présentent une masse surfacique de l'ordre de 9 kg/m ² . Il est certes bien connu que l'on peut améliorer les performances acoustiques d'une plaque en augmentant sa masse surfacique, par exemple jusqu'à 12 kg/m ² , sans modifier son épaisseur, mais cela se traduit nécessairement par une augmentation de la quantité de plâtre dans la plaque.

De ce fait, le coût de la plaque est plus élevé.

La pose d'une plaque de masse surfacique plus élevée présente aussi des inconvénients : à cause de l'augmentation du poids, la manipulation de la plaque est plus délicate et éprouvante, et aussi du fait que la plaque est plus dense, il est plus difficile de la transpercer quand la fixation au support est effectuée à l'aide de vis. Ces inconvénients deviennent majeurs quand la plaque doit être fixée en hauteur, par exemple sur un plafond ou pour réaliser une cloison.

La présente invention a pour but de fournir une plaque à base de plâtre qui présente des propriétés acoustiques améliorées, tout en conservant de bonnes propriétés mécaniques.

Ce but est atteint selon l'invention en remplaçant l'une au moins des couches de revêtement en papier ou en carton de la plaque à base de plâtre par un textile comprenant des fibres de polymère thermoplastique et/ou en incorporant ledit textile dans l'âme en plâtre.

La plaque à base de plâtre comprend ainsi un textile renfermant des fibres d'un polymère thermoplastique qui constitue la ou les couches de revêtement de l'âme en plâtre et/ou qui est noyé dans le plâtre constituant l'âme.

Par « textile », on entend un non-tissé (aussi dénommé « intissé »), notamment se présentant sous la forme d'un voile ou d'un mat, ou un tissu.

Le textile conforme à l'invention renferme au moins 70 % en poids de fibres constituées d'au moins un polymère thermoplastique.

A titre d'exemples de tels polymères thermoplastiques, on peut citer les polyoléfines telles que le polyéthylène, le polypropylène, le polybutène-1 et le polyméthylpentène; les polyamides sous forme d'homopolymères ou de copolymères tels que les Nylon ^® 6-6, 6-9, 6-12, 10, 1 1 et 12, et le polyamide- imide; les homopolymères et les copolymères d'acrylonitrile, notamment l'acrylonitrile-styrène, l'acrylonitrile-méthacrylate de méthyle, l'acrylonitrile- butadiène-styrène et l'acrylonitrile-styrène-acrylate; les polyimides; les polyesters tels que les poly(alkylène téréphtalate), notamment le polytéréphtalate d'éthylène (PET) et le polytéréphtalate de butylène (PBT), et les poly(alkylène naphtalate), notamment le polynaphtalate d'éthylène; les poly(acide lactique); les polyhydroxyalcanoates; les polymères vinyliques tels que le poly(alcool vinylique), le poly(acétate de vinyle), le poly(chlorure de vinyle) et le poly(fluorure de vinyle); les copolymères d'éthylène et d'un composé vinylique, notamment d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA) et d'éthylène et d'alcool vinylique (EVAL); les polymères d'acide (méth)acrylique tels que les poly(acide (méth)acrylique) et les copolymères d'éthylène et d'acide (méth)acrylique; les polymères de (méth)acrylate d'alkyle, notamment le polyméthacrylate de méthyle; les polycaprolactones ; les polystyrènes; les polymères de styrène et d'un anhydride, notamment d'anhydride maléique; les copolymères d'une oléfine et d'un monomère fluoré, notamment le poly(tétrafluoroéthylène), le poly(éthylène tétrafluoroéthylène), le perfluoroéthylène propylène et le poly(chlorotrifluoroéthylène); les polycarbonates; les polycétones; les polyéthercétones; les polyéthersulfones; les polyimides; et les polyuréthanes linéaires. Le polypropylène, les polymères d'acide (méth)acrylique ou de (méth)acrylate, les poly(acide lactique), les polyhydroxyalcanoates, le PET, le PBT et le polynaphtalate d'éthylène sont préférés. Le polypropylène, les polymères d'acide (méth)acrylique ou de (méth)acrylate et le PET sont particulièrement préférés.

De manière avantageuse, le textile renferme un mélange d'au moins deux fibres de polymère thermoplastique différentes, en particulier un mélange de fibres de polypropylène et de fibres de polymère d'acide (méth)acrylique ou de (méth)acrylate, ou de fibres de polypropylène et de fibres de PET. Dans ce cas, la quantité de fibres de polypropylène représente 10 à 90 % de la masse totale des fibres de polymère thermoplastique, de préférence est au moins égale à 50 %, et avantageusement est au moins égale à 70 %.

Les fibres de polymère thermoplastique peuvent être des fibres monofilament ou des fibres multi-filaments constituées de plusieurs mono-filaments. Les fibres sont continues dans le cas d'un tissu et peuvent être continues ou coupées dans le cas d'un non-tissé.

Ces fibres présentent une masse linéique qui varie généralement de 1 à 25 dtex, de préférence de 3 à 15 dtex, et avantageusement de 5 à 12 dtex. La longueur des fibres coupées varie de 0,5 à 15 cm, de préférence de 1 à 10 cm et avantageusement de 2 à 8 cm.

Les fibres de polymère thermoplastique peuvent avoir une section simple ou multilobée, avantageusement trilobée, tétralobée ou pentalobée. Les lobes peuvent présenter une forme arrondie ou comporter des arêtes. La forme des lobes peut être complexe, par exemple en forme de T ou de Y, et chaque lobe peut présenter plusieurs ramifications. Il est connu de définir pour des fibres multilobées un rapport de modification qui correspond au rapport du diamètre (R) du cercle circonscrit de la section des fibres au diamètre (r) du cercle inscrit. Ce rapport R/r est de préférence compris entre 2 et 7, et avantageusement entre 3 et 6.

Les fibres multilobées sont avantageusement des fibres de polypropylène, de PET ou de Nylon ^® .

De telles fibres multilobées sont décrites notamment dans EP 0 201 812 et EP 2 272 999.

Le textile peut renfermer jusqu'à 30 % en poids de fibres à base d'un polymère non thermoplastique, en particulier des fibres cellulosiques non modifiées telles que les fibres de coton ou de bois, ou modifiées chimiquement telles que des fibres de viscose ou de rayonne. Les fibres peuvent encore être des fibres de verre se présentant sous la forme de filaments unitaires ayant un diamètre qui varie de 5 à 30 μιτι, de fils comprenant une pluralité de ces filaments de verre (fil de base) ou d'un assemblage de plusieurs fils de base (stratifils ou « roving »). La masse linéique des fils de verre varie de 30 à 1500 tex.

Lorsque le textile est un non-tissé, les fibres de polymère thermoplastique et éventuellement les autres fibres à base d'un polymère non thermoplastique ou de verre sont liées entre elles de manière conventionnelle par exemple par un traitement mécanique, notamment par aiguilletage ou jet d'air, ou par un traitement thermique, notamment par « spun bonding » qui consiste à lier les fibres par la chaleur immédiatement après avoir été filées ou extrudées.

II est possible de consolider le textile lié mécaniquement ou thermiquement en utilisant un liant aqueux qui contient au moins un polymère choisi parmi les copolymères d'une oléfine telle que l'éthylène, le propylène, le butylène ou l'isobutylène et d'acétate de vinyle, les copolymères d'acétate de vinyle et d'acide (méth)acrylique ou d'acrylate, les copolymères de (méth)acrylate et d'un monomère autre que l'acétate de vinyle, en particulier le styrène, les homopolymères d'acide (méth)acrylique ou d'acrylate, les terpolymères d'acétate de vinyle, d'une oléfine et d'un monomère d'ester vinylique, et les polymères d'acrylonitrile, notamment les copolymères d'acrylonitrile et de (méth)acrylate, en particulier d'acrylonitrile et de méthacrylate de méthyle, et les terpolymères d'acrylonitrile, de butadiène et de styrène. Les copolymères de (méth)acrylate et de styrène sont préférés, en particulier les copolymères d'acrylate de butyle et de styrène.

De manière avantageuse, la température de transition vitreuse (Tg) des polymères entrant dans la constitution du liant varie de -50 à +80°C, de préférence de -40 à +60°C, avantageusement de -10 à +25°C et mieux encore de 0 à +10°C, mesurée par analyse calorimétrique différentielle selon la norme ISO 1 1357-1 :2009.

L'application du liant sur le textile peut se faire par tout moyen connu de l'homme du métier, par exemple par pulvérisation, imprégnation ou enduction.

Le textile présente généralement une masse surfacique qui varie de 50 à 800 g/m ² , de préférence 60 à 500 g/m ² et avantageusement 80 à 300 g/m ² .

Le textile peut être constitué de plusieurs textiles identiques ou différents liés ensemble par un traitement mécanique ou thermique, et l'assemblage de ces textiles peut être consolidé au moyen d'un liant aqueux, comme cela est décrit plus haut.

L'âme de la plaque est obtenue à partir d'une composition à base de plâtre qui comprend du gypse calciné et d'éventuels additifs.

L'âme peut ainsi comprendre les additifs suivants dans les proportions pondérales suivantes, exprimées en parts pour 100 parts en poids de plâtre :

- 0,1 à 25 parts d'un agent d'adhésion dont la fonction est d'augmenter l'adhésion du revêtement lorsque ce dernier est en papier ou en carton avec le plâtre, de préférence au plus 15 parts,- 0,001 à 10 parts d'un accélérateur de prise, par exemple le sulfate de calcium hydraté ou le sulfate de potassium,

- 0,001 à 10 parts d'un retardateur de prise,

- 0 à 10 parts d'un biocide, par exemple le sodium omadine,

- 0,0001 à 1 part d'un agent moussant qui a pour rôle de créer des pores afin de diminuer la densité du produit final. A titre d'exemple, on peut citer les alkyléthers sulfate de sodium et le laurylsulfate de sodium,

- 0 à 10 parts d'au moins un agent hydrofugeant, par exemple un siloxane ou un polysiloxane, - 0 à 20 parts d'au moins un agent anti-feu, par exemple la vermiculite, la silice, notamment de dimension micrométrique, une argile ou des fibres métalliques,

- 0 à 20 parts d'au moins un agent de renforcement, par exemple des fibres de polymère, des fibres minérales, notamment en verre, et des fibres animales ou végétales.

De préférence, l'agent d'adhésion est un amidon, notamment préalablement traité avec un acide, une dextrine, une farine végétale, notamment de blé ou de maïs, un dérivé de cellulose, par exemple une méthylcellulose ou une hydroxyméthylcellulose, un polymère vinylique, par exemple un polyalcool vinylique, un polyacétate de vinyle ou un copolymère éthylène-acétate de vinyle, un polymère d'acide (méth)acrylique ou de (méth)acrylate d'alkyle, par exemple un polyméthacrylate de méthyle, une polyvinylpyrrolidone notamment réticulée par un polystyrènesulfonate, un latex styrène-butadiène, une résine polyester ou une résine epoxy.

De préférence encore, l'agent de renforcement est constitué d'au plus 5 parts de fibres de verre ayant une longueur variant de 3 à 12,5 mm et un diamètre variant de 5 à 50 μιτι, de préférence au plus 3 parts.

La plaque à base de plâtre est formée selon un procédé connu en soi qui consiste à mélanger du gypse calciné en poudre (hémihydrate de sulfate de calcium) avec de l'eau pour former une pâte qui est déposée en continu entre deux feuilles de papier ou de carton.

Le produit formé est pressé pour obtenir l'épaisseur désirée, puis il est transporté en continu sur un convoyeur sur une distance permettant à la pâte d'atteindre un niveau de durcissement suffisant pour pouvoir être découpé en plaques de longueur déterminée. Les plaques sont ensuite séchées dans une étuve afin d'éliminer l'excès d'eau.

L'épaisseur de la plaque ainsi obtenue peut varier de 6 à 25 millimètres, et de préférence est de l'ordre de 12,5 millimètres.

Classiquement, l'hémihydrate de sulfate de calcium (CaSO ₄ .0,5 H ₂ O ; gypse calciné), qu'il soit naturel ou synthétique, c'est-à-dire issu notamment de la désulfuration des gaz de centrales thermiques, subit une réaction d'hydratation en présence d'eau et se transforme en dihydrate de sulfate de calcium (CaSO ₄ .2 H ₂ O : gypse).

La quantité de gypse calciné mis en œuvre pour former la pâte varie généralement de 50 à 150 parts en poids pour 100 parts en poids d'eau et de préférence de 60 à 120 parts.

Comme indiqué précédemment, le textile conforme à l'invention remplace l'une au moins des couches de revêtement en papier ou en carton revêtant les faces principales de la plaque à base de plâtre, et/ou ledit textile est incorporé dans l'âme en plâtre.

Selon une première variante, la plaque à base de plâtre comprend un textile qui est disposé sur l'une des faces principales de l'âme en plâtre ou est noyé dans le plâtre.

Selon une deuxième variante, la plaque à base de plâtre comprend deux textiles disposés sur les deux faces principales de l'âme en plâtre, ou un textile sur une de ces faces et l'autre noyé dans le plâtre.

Selon une troisième variante, la plaque à base de plâtre comprend deux textiles disposés sur les deux faces principales de l'âme en plâtre et un troisième textile noyé dans le plâtre.

Dans toutes les variantes précitées, le textile incorporé dans l'âme de la plaque est disposé parallèlement aux couches de papier, de carton ou de textile qui revêtent les faces principales de l'âme, et de préférence le textile se situe à égale distance des deux couches de revêtement.

On ne saurait toutefois exclure de l'invention l'incorporation de plusieurs textiles identiques ou différents dans l'âme de plâtre, ces textiles pouvant être répartis dans l'épaisseur du plâtre de manière uniforme ou non, et notamment pouvant être juxtaposés.

Un autre objet de la présente invention concerne l'utilisation d'un textile tel que décrit ci-dessus renfermant des fibres de polymère thermoplastique pour améliorer les propriétés acoustiques, notamment les propriétés d'isolation acoustique, d'une plaque à base de plâtre comprenant une âme en plâtre disposée entre deux couches de revêtement, dans laquelle ledit textile constitue la ou les couches de revêtement et/ou est noyé dans l'âme en plâtre. La présente invention concerne également un procédé pour améliorer les propriétés acoustiques d'une plaque à base de plâtre comprenant la fourniture d'un textile tel que décrit ci-dessus renfermant des fibres de polymère thermoplastique, et l'incorporation dudit textile dans la plaque à base de plâtre, celui-ci constituant une couche de revêtement et/ou étant noyé dans l'âme en plâtre.

Un autre objet de la présente invention concerne l'utilisation d'une plaque à base de plâtre conforme à l'invention pour améliorer l'isolation acoustique dans un bâtiment. La présente invention concerne également un procédé pour améliorer l'insolation acoustique dans un bâtiment comprenant l'installation d'une plaque à base de plâtre selon l'invention pour former des parements muraux, des faux-plafonds, des planchers et/ou des cloisons de séparation.

La plaque à base de plâtre conforme à l'invention peut être utilisée telle quelle ou en association avec un autre matériau, par exemple une laine minérale ou de bois, ou un polymère pour former un panneau acoustique et/ou thermique, ou encore un film polymère intercalaire assurant la liaison entre deux plaques à base de plâtre pour former panneau composite.

Cette plaque peut être utilisée pour former des parements muraux, des faux-plafonds, des planchers et des cloisons de séparation.

Les exemples qui suivent permettent d'illustrer l'invention sans toutefois la limiter.

EXEMPLES 1 A 7

On fabrique des plaques à base de plâtre comprenant un ou deux textiles conformes à l'invention dans les conditions suivantes :

a) on prépare une composition de plâtre en introduisant 1000 g d'hémihydrate de sulfate de calcium, 5 g d'amidon, 0,1 g d'un accélérateur de prise (gypse traité par du saccharose), 0,05 g d'un retardateur de prise (Plast Retard L commercialisé par SICIT 2000) et 750 g d'eau dans un mélangeur muni d'une tripale à la vitesse de 650 RPM pendant 15 secondes puis 1850 RPM pendant 45 secondes.

b) on prépare une mousse en introduisant 138,5 g d'eau et 1 ,4 g d'agent moussant (Milifoam® commercialisé par Huntsman) dans un mélangeur muni d'une tripale à la vitesse de 3300 RPM pendant 1 minute. c) on introduit la composition de plâtre obtenue à l'étape a) et 30 g de mousse obtenue à l'étape b) dans un mélangeur muni d'une pale planétaire opérant à la vitesse de 250 PM pendant 50 secondes afin d'obtenir une pâte. d) on verse la pâte dans un moule en laiton comportant 4 cavités parallélépipédiques (longueur : 300 mm ; largeur : 30 mm ; profondeur : 13 mm) dont les parois internes sont enduites d'une couche d'huile et le fond est revêtu d'une feuille de carton ou du textile selon l'invention.

Lorsqu'un textile conforme à l'invention est incorporé dans la pâte, on verse d'abord la pâte dans le moule sur une épaisseur de 6 mm, puis on dépose le textile découpé à la dimension du moule et on remplit le moule avec de la pâte.

On dépose une feuille de carton ou un textile à la dimension du moule sur la pâte et on ferme le moule avec une plaque sur laquelle on place deux masses de 5 kg chacune.

Les plaques sont démoulées après 20 minutes, laissées à l'air libre pendant 10 minutes, puis placées dans une première étuve à 180°C pendant 35 minutes et dans une deuxième étuve à 100°C pendant 25 minutes. Les plaques sont conservées dans une enceinte sèche à 40°C.

L'exemple 1 comprend sur une face de la plaque un non-tissé composé de fibres de polypropylène (80 % en poids) et de fibres de poly(acide acrylique) (20 % en poids), de masse surfacique égale à 100 g/m ² (commercialisé sous la référence Fibertex F-80 Extra par la société Fibertex Nonwoven) et sur l'autre face une feuille de carton (V5 commercialisé par la société Saint-Régis).

L'exemple 2 comprend un non-tissé (Fibertex F-80 Extra commercialisé par la société Fibertex Nonwoven) sur chaque face de la plaque.

L'exemple 3 comprend sur une face de la plaque un non-tissé constitué de fibres de PET multilobées (commercialisées sous la référence 4DG® par la société Fiber Innovation Technoloy) de masse surfacique égale à 50 g/m ² et sur l'autre face une feuille de carton (V5 commercialisé par la société Saint-Régis).

L'exemple 4 comprend sur une face de la plaque un non-tissé constitué de fibres de PET multilobées (commercialisées sous la référence 4DG® par la société Fiber Innovation Technoloy) de masse surfacique égale à 150 g/m ² et sur l'autre face une feuille de carton (V5 commercialisé par la société Saint- Régis).

L'exemple 5 comprend un non-tissé composé de fibres de polypropylène (80 % en poids) et de fibres de PET (20 % en poids) de masse surfacique égale à 100 g/m ² (commercialisé par la société Fibertex Nonwoven) dans l'âme en plâtre et une feuille de carton (V5 commercialisé par la société Saint-Régis) sur chaque face de la plaque.

L'exemple 6 comprend un non-tissé composé des fibres de polypropylène (80 % en poids) et de fibres de PET (20 % en poids) et renfermant 4 à 6 % en poids de noir de carbone, de masse surfacique égale à 100 g/m ² (commercialisé par la société Fibertex Nonwoven) dans l'âme en plâtre et une feuille de carton (V5 commercialisé par la société Saint-Régis) sur chaque face de la plaque.

A titre de comparaison, on a préparé dans les mêmes conditions une plaque comportant deux feuilles de carton (V5 commercialisé par la société Saint-Régis) et n'incluant aucun textile conforme à l'invention dans l'âme en plâtre (Exemple 7 comparatif).

Les performances acoustiques des plaques sont évaluées en mesurant leur impédance mécanique MIM (« Measurement of Mechanical Impédance ») dans les conditions de la norme ISO 16940:2008(E). A partir de la courbe de la fréquence d'accélération (dB) en fonction de la fréquence (Hz), on calcule le module d'Young dynamique (en GN/m ² ) et le facteur de perte η (en %). On calcule aussi le gain acoustique par rapport à la plaque de l'exemple 7 (comparatif).

Les résultats sont donnés dans le tableau 1 .

Tableau 1

Ex. 1 Ex. 2 Ex. 3 Ex. 4 Ex. 5 Ex. 6 Ex. 7

(comp.)

Masse surfacique (kg/m ² ) 9,30 9,00 10,00 9,80 9,40 9,13 9,1 1

Module d'Young dynamique 2,95 2,61 3,17 2,01 0,90 2,1 1 3,58 (GN/m ² )

Facteur de perte η (%) 0,75 1 ,01 0,88 3,72 7,59 4,70 0,30

Gain acoustique (%) 17,60 27,09 1 1 ,45 43,85 74,86 48,60 -