La présente invention concerne un panneau composite du type communément appelé « sandwich » c'est-à-dire comportant un écarteur, également appelé « âme », préférentiellement positionné entre au moins deux « peaux ». La présente invention concerne ainsi de manière générale un panneau composite multicouches.

Lorsque l’écarteur est positionné entre deux peaux, les peaux peuvent être généralement identiques c’est-à-dire que la construction du panneau peut présenter une symétrie par rapport au plan médian de l'écarteur.

Ces peaux peuvent être constituées à base d'un matériau composite d'où la dénomination donnée à l'ensemble de panneau composite même si généralement l'âme n'est pas elle-même en matériau composite.

De manière générale, un matériau composite est un matériau composé de fibres de renfort associé à une « matrice ». La matrice, généralement un polymère thermoplastique ou thermodurcissable, comble l'espace entre les fibres du renfort tout en assurant une adhésion (pouvant être excellente) avec ces dernières permettant ainsi le transfert jusqu'aux fibres de renfort des efforts subits par le panneau lors de son utilisation. Classiquement, les fibres de renfort ont la particularité de posséder un module de Young élevé, généralement beaucoup plus élevé que celui de la matrice.

L'écarteur quant à lui est typiquement choisi parmi des matériaux faiblement denses présentant toutefois une bonne résistance à la compression pour permettre une pression suffisante lors de son assemblage avec les peaux.

Les peaux sont typiquement associées sur l'écarteur par collage, lequel est assuré par la résine présente dans les peaux elles-mêmes ou par une colle spécifique ajoutée. Ce type de construction dit « sandwich » permet une bonne rigidité pour une masse volumique globalement faible.

De nombreuses utilisations de ces panneaux composites existent, notamment comme produits de Publicité sur Lieu de Vente (dits produits PLV). Toutefois, ce type de panneau composite PLV est souvent réalisé à partir de matériaux synthétiques tels que la fibre de verre, les résines et écarteur à base de polymères pétro-sourcés (issu du pétrole) ou mono matériau, pair exemple sous forme de plaques de polyméthacrylate, se dégradant difficilement, voire très difficilement, et laissant un impact environnemental important.

C’est pourquoi des alternatives bio-sourcés ont été proposés, par exemple par l’utilisation de PLA (acide polylactique). Un tel panneau composite possède l’avantage de présenter des impacts environnementaux, déterminés par une ACV (Analyse de Cycle de Vie), extrêmement faibles.

En revanche, les panneaux PLV existant supportent des traitements de surfaces très variables telles des impressions, des assemblages avec des films décoratifs, ainsi que des mises en forme par pliages, cintrages, etc, en vue de la fabrication de présentoirs et stands de publicité.

Ainsi, pour un rendu visuel acceptable, il est préférable que ce type de panneau présente un état de surface « poli miroir » ainsi que des profils particuliers par exemple des bords arrondis, tout en étant avantageusement très facilement usinable par des moyens mécaniques ou par découpe laser.

Différents critères de qualités sont ainsi définis : vaguelettes, porosités ou encore craquelures.

Les vaguelettes sont des défauts visibles essentiellement en lumière rasante présentant des formes arrondies imbriquées provenant de variations d'épaisseur du/des polymère(s) présent(s) à la surface du panneau ceci alors que par ailleurs la rugosité de surface peut être satisfaisante.

Les porosités se présentent sous forme de petits cratères et proviennent de l'éclatement de bulles de gaz essentiellement la vapeur d’eau issues des couches de composites internes au panneau en cours de fabrication.

Les craquelures forment des lignes présentant des surépaisseurs ou des creux et proviennent de la libération des tensions internes du polymère lors de la fabrication du panneau composite. En outre, de tels panneaux peuvent atteindre des dimensions importantes. Par exemple l'un des formats le plus courant correspond à une surface rectangulaire de 1220 mm x 2440 mm pour une épaisseur de 3 mm.

Par ailleurs, il est avantageux que ce type de panneau présente une épaisseur constante, une bonne planéité en dépit de ses dimensions importantes, une résistance mécanique adaptée ainsi qu’une résistance à la rayure exprimée à travers une dureté Shore D qui doit être comprise entre 60 et 90, ceci à des températures de mises en œuvre jusqu'à 70°C.

Ainsi US2012170649 décrit un composite basé sur G utilisation de fibres naturelles et de PLA mais sans exigences particulières quant à la qualité de la surface.

CN103302864 décrit un bio-composite à base de fibres naturelles et de PLA. Les couches de surface sont réalisées entièrement à base de PLA. Toutefois, il ne s’agit pas d’une structure multicouche de type « sandwich ». De plus, l’application PLV avec son niveau d’exigence n’est pas considérée.

EP2729289 décrit des structures composites ayant une rugosité contrôlée, toutefois le niveau de rugosité n’est pas celui du poli-miroir. En outre, les fibres utilisées ne sont pas des fibres naturelles.

Ainsi, jusqu'à présent il n'a pas été possible de réaliser de tels panneaux composites, en particulier PLV, à base de matériaux bio-sourcés répondant totalement à l’ensemble des exigences évoquées ci-dessus. En effet et de manière plus spécifique, les panneaux PLV basés sur des matériaux bio-sourcés proposés jusqu'alors ne peuvent présenter les niveaux de planéité exigés, ni prétendre à un aspect de surface exempt d’un certain nombre de défauts tels que les « vaguelettes », « porosités » et « craquelures » évoqués ci-dessus.

La présente invention entend donc proposer un panneau de type sandwich basé sur des matériaux bio-sourcés répondant entièrement, grâce à une construction particulière, au cahier des charges des panneaux de type PLV.

La présente invention entend donc ainsi proposer :

des panneaux composites bio-sourcés compétitifs du point de vue économique et qualitatif par rapport aux panneaux PLV existants ;

des panneaux PLV bio-dégradable ou compostables ; une solution à l'utilisation d'écarteurs réalisés à base de matériaux bio-sourcés recyclés ;

utilisation d’un écarteur obtenu à partir des recyclas de panneaux sandwich bio-sourcés ; et/ou

des procédés simples et économiques pour la production industrielle de panneaux PLV bio-sourcés.

RESUME DE L’INVENTION

A cet effet l’invention a pour objet un panneau composite du type précité (« sandwich ») comportant au moins une peau composite, préférentiellement deux peaux composites pouvant être de part et d’autre d’un écarteur (encore appelé âme), ladite ou lesdites peaux comprenant au moins deux couches de matériau composite (identifiés comme première(s) couche(s) et deuxième(s) couche(s) de matériau composite), ledit matériau composite comportant au moins une fibre de renfort d’origine naturelle et une matrice d’au moins un polymère bio-sourcé, caractérisé en ce que :

al) (la ou) les peaux dudit panneau composite comprennent en outre sur leur face extérieure, qui n’est pas en contact avec l’écarteur, au moins une couche d’au moins un polymère thermoplastique bio-sourcé semi-cristallin ayant un taux de cristallinité inférieur à 20%, préférentiellement inférieure à 10% ; bl) ladite au moins une couche de polymère thermoplastique bio-sourcé semi -cristallin présente un état de surface sans défauts visibles, en particulier sans défauts de « vaguelettes », de « porosités » ou de « craquelures », avec un « poli -miroir », c’est-à-dire présente une rugosité de surface inférieure à 0,8 micromètres selon la norme ISO 4287 ;

cl) entre les couches adjacentes de matériau composite soit entre (la ou) les premières couches de matériau composites d’une part et (la ou) les deuxièmes couches de matériau composites d’autre part sont positionnées au moins une couche comprenant au moins une feuille d’un matériau cellulosique (50A, 50B) présentant une masse surfacique comprise entre 20 g/m ² et 250 g/m ² et optionnellement un module de Young dans le sens privilégié d’orientation des fibres supérieur à 2 Giga Pascal ; et/ou dl) entre deux couches adjacentes compris dans (la ou) les peaux dudit panneau composite, ainsi qu’entre l’écarteur et chacune (de la ou) des peaux, sont positionnées (une ou) des couches d’une épaisseur comprise entre 20 micromètres et 1 mm d’au moins un polymère bio-sourcé assurant le collage de l’ensemble des couches entre elles ainsi que le collage (de la ou) des peaux avec l’écarteur.

Ainsi, l’objet de la présente invention concerne donc également un panneau tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que ledit panneau présente au moins une peau composite, mais ne présente pas de seconde peau composite sur une autre face de l’écarteur (encore appelée âme).

L’objet de la présente invention concerne en outre une peau composite telle que définie ci-dessus, c’est-à-dire comprenant au moins deux couches de matériau composite, ledit matériau composite comportant au moins une fibre de renfort d’origine naturelle et une matrice d’au moins un polymère bio-sourcé, et

a’I) pouvant comprendre en outre sur au moins l’une de ses faces extérieures au moins une couche d’au moins un polymère thermoplastique bio-sourcé semi-cristallin ayant un taux de cristallinité inférieur à 20%, préférentiellement inférieure à 10% ;

b’I) ladite au moins une couche de polymère thermoplastique bio-sourcé semi -cristallin présente un état de surface sans défauts visibles, en particulier sans défauts de « vaguelettes », de « porosités » ou de « craquelures », avec un « poli -miroir », c’est-à-dire présente une rugosité de surface inférieure à 0,8 micromètres selon la norme ISO 4287 ; et/ou

c’I) entre les couches adjacentes de matériau composite soit entre la première couche de matériau composite d’une part et la seconde couche de matériau composite d’autre part sont positionnées au moins une couche comprenant au moins une feuille d’un matériau cellulosique présentant une masse surfacique comprise entre 20 g/m ² et 250 g/m ² et optionnellement un module de Young dans le sens privilégié d’orientation des fibres supérieur à 2 Giga Pascal ; et d’I) optionnellement sur une surface de la peau est positionnée au moins une couche d’une épaisseur comprise entre 20 micromètres et 1 mm d’au moins un polymère bio-sourcé pouvant assurer le collage de la peau avec un support tel qu’un écarteur (encore appelé âme).

L’objet de la présente invention concerne ainsi un procédé de fabrication d’un panneau composite tel que décrit ci-dessus comprenant les étapes suivantes :

a2) la superposition entre au moins deux plaques, par exemple métalliques présentant un poli miroir sur leur(s) face(s) en contact avec l’empilement formé, d’au moins un film et/ou un précurseur de film à base d’au moins un polymère bio-sourcé, d’au moins un comélé, d’au moins un écarteur et optionnellement d’au moins une feuille cellulosique présentant préférentiellement un taux d’humidité inférieure à 5% ;

b2) le placement de l’empilement selon l’étape a2) dans une presse chauffante à une température comprise entre 160 et 230°C, préférentiellement à une température de 200°C ;

c2) la mise en œuvre optionnelle dans la presse chauffante d’une étape de dégazage, comportant par exemple au moins 3 cycles de dégazage comprenant : un premier cycle à une première pression comprise entre 0,4 et 0,6 bar, préférentiellement 0,5 bar, pour une durée comprise entre 1 et 3 minutes, suivi d’un dégazage d’une durée comprise entre 1 et 5 secondes ; un second cycle à une seconde pression comprise entre 0,6 et 0,8 bar, préférentiellement 0,7 bar, pour une durée comprise entre 1 et 3 minutes, suivi d’un dégazage d’une durée comprise entre 1 et 5 secondes ; un troisième cycle à une troisième pression comprise entre 0,9 et 1,5 bar, préférentiellement 1 bar, pour une durée comprise entre 2 et 3 minutes, suivi d’un dégazage d’une durée comprise entre 1 et 5 secondes ;

d2) le refroidissement d’au moins une plaque d’une température comprise entre 160 et 230°C, préférentiellement à une température de 200°C, à une température comprise entre 10 et 50°C, préférentiellement 30°C, pendant une durée d’au moins 100 secondes, préférentiellement comprise entre 100 secondes et 150 secondes ; et

e2) la récupération du panneau composite obtenu, par exemple par extraction du panneau composite hors d’une presse de refroidissement utilisée à l’étape d2) ; caractérisé en ce que ledit au moins un film et/ou un précurseur de film à base d’au moins un polymère bio-sourcé est placé dans l’empilement à l’étape al) de manière à :

- être compris dans les couches de surface, et/ou

- participer au collage des couches entre elles.

En outre l’objet de la présente invention concerne un procédé de réalisation d’un panneau composite comprenant les étapes suivantes :

a3) superposition entre au moins deux plaques, par exemple métalliques présentant un poli miroir sur leur(s) face(s) en contact avec l’empilement formé, d’au moins un film et/ou un précurseur de film à base d’au moins un polymère bio-sourcé, d’au moins un comélé, et optionnellement d’au moins une feuille cellulosique présentant préférentiellement un taux d’humidité inférieure à 5% ;

b3) placement de l’empilement selon l’étape a3) dans une presse chauffante à une température comprise entre 160 et 230°C, préférentiellement à une température de 200°C ;

c3) mise en œuvre optionnelle dans la presse chauffante d’une étape de dégazage pouvant comporter par exemple au moins 3 cycles de dégazage comprenant : un premier cycle à une première pression comprise entre 0,4 et 0,6 bar, préférentiellement 0,5 bar, pour une durée comprise entre 1 et 3 minutes, suivi d’un dégazage d’une durée comprise entre 1 et 5 secondes ; un second cycle à une seconde pression comprise entre 0,6 et 0,8 bar, préférentiellement 0,7 bar, pour une durée comprise entre 1 et 3 minutes, suivi d’un dégazage d’une durée comprise entre 1 et 5 secondes ; un troisième cycle à une troisième pression comprise entre 0,9 et 1,5 bar, préférentiellement 1 bar, pour une durée comprise entre 2 et 3 minutes, suivi d’un dégazage d’une durée comprise entre 1 et 5 secondes ;

d3) refroidissement d’au moins une plaque d’une température comprise entre 160 et 230°C, préférentiellement à une température de 200°C, à une température comprise entre 10 et 50°C, préférentiellement 30°C, pendant une durée d’au moins 100 secondes, préférentiellement comprise entre 100 secondes et 150 secondes ; et e3) récupération du panneau composite obtenu, par exemple par extraction du panneau composite hors d’une presse de refroidissement utilisée à l’étape d3) ;

caractérisé en ce que ledit procédé comprend une étape supplémentaire f3) où un tapis YOM est intercalé avant la presse entre au moins l’une des plaques enserrant l’empilage selon l’étape a3) et un plateau de la presse.

Dans un mode de réalisation particulier, le tapis YOM est intercalé entre une tôle et un plateau de presse, ce qui permet d’améliorer l’état de surface du panneau selon la présente invention, si l’on souhaite une surface de type « poli-miroir ». Le panneau est alors en contact avec la tôle lors de sa formation.

Dans un mode de réalisation particulier, le tapis YOM peut être nu ou intercalé entre une feuille démoulante (telle qu’une feuille siliconnée en contact avec le panneau lors de sa formation) et un plateau de presse, ce qui permet un aspect moins poli du panneau.

L’objet de la présente invention concerne ainsi un panneau composite susceptible d’être obtenue selon l’un des procédés décrits présentement pouvant être par exemple caractérisé par une présence inférieure à 10% V/V de cavités, préférentiellement inférieure à 1% V/V de cavités et/ou en ce que ledit panneau présente une planéité mesurée selon la norme NF EN 10029 de ± 1%.

L’objet de la présente invention concerne de plus l’utilisation d’au moins un polymère thermoplastique bio-sourcé pour produire une couche de surface pour panneau composite caractérisé en ce que ladite couche de surface de polymère(s) thermoplastique(s) bio-sourcé(s) est semi-cristalline avec un taux de cristallinité inférieur à 20%, préférentiellement inférieur à 10%.

L’objet de la présente invention concerne également une couche de surface pour panneau composite comprenant au moins un polymère thermoplastique bio-sourcé caractérisé en ce que ladite couche est semi-cristalline avec un taux de cristallinité inférieur à 20%, préférentiellement inférieur à 10%.

L’objet de la présente invention concerne en outre l’utilisation d’une feuille de matériau cellulosique, présentant préférentiellement une masse surfacique comprise entre 20 g/m ² et 250 g/m ² et optionnellement un module de Young dans le sens privilégié d’orientation des fibres supérieur à 2 Giga Pascal, pour diminuer les irrégularités liées à utilisation d’au moins un comélé bio-sourcé dans un panneau composite.

L’objet de la présente invention concerne ainsi un panneau composite comprenant au moins un comélé bio-sourcé en combinaison avec au moins une feuille de matériau cellulosique, présentant préférentiellement une masse surfacique comprise entre 20 g/m ² et 250 g/m ² et optionnellement un module de Young dans le sens privilégié d’orientation des fibres supérieur à 2 Giga Pascal.

L’objet de la présente invention concerne également l’utilisation d’un tapis YOM dans la fabrication par thermoformage d’un panneau composite pour répartir la pression de façon uniforme sur la surface des outils de thermoformages, tels que les moules de thermoformage en contact avec ledit panneau composite.

L’objet de la présente invention concerne en outre une presse pour la fabrication de panneau composite comprenant un tapis YOM intercalé entre un moule et un plateau de presse.

DEFINITIONS

Dans la présente description, la norme ISO 4287 est appliquée en particulier selon les critères de spécification géométriques des produits, états de surfaces méthode du profil, termes définitions et paramètres d’état de surface selon l’amendement Al d’août 2009.

Dans la présente description, la norme ISO 1133 est appliquée en particulier selon les critères de l’ISO 1133-1 :2011 et ISO 1133-2 : 2011, à savoir : Plastiques- Détermination de l’indice de fluidité à chaud des thermoplastiques, en masse (MFR) et en volume (MVR) - Partiel : méthode normale, et Partie 2 : méthode pour les matériaux sensibles à l’historique temps-température et/ou à l’humidité. Dans la présente description, la norme ISO 535 est appliquée en particulier selon les critères de FIS0535 :20l4, à savoir : Papier et carton - Détermination de l’absorption d’eau - Méthode de Cobb.

Dans la présente description, la norme européenne NF EN 10029 est appliquée en particulier pour la détermination de la planéité selon les critères de de NF EN 10029 Février 2011.

Dans le cadre de la présente invention, l’expression « précurseur de film » comprend tout composé classique que l’homme du métier peut avoir à sa disposition pour obtenir un film, par exemple le composé du film voulu peut être sous forme d’un liquide (plus ou moins visqueux pour la mise en œuvre de la présente invention), poudre, granule, fibre, tissu, comélé, etc. et sous l’effet de la chaleur, d’une réaction chimique et/ou de la pression devient un film.

Le terme « V/V » désigne « volume sur volume », donc un ratio d’un volume de cavités, ici par rapport à un volume total de couche de matériau composite considérée, telle qu’une peau selon la présente invention.

DESCRIPTION DETAILLEE

Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus, comprend la caractéristique al).

Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus est caractérisé en ce qu’il comprend la caractéristique bl).

Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus comprend la caractéristique cl).

Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus comprend la caractéristique dl).

Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus, comprend la caractéristique al) et b 1).

Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus, comprend la caractéristique al) et cl).

Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus, comprend la caractéristique al) et dl).

Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus, comprend la caractéristique bl) et cl). Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus, comprend la caractéristique bl) et dl).

Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus, comprend la caractéristique cl) et dl).

Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus, comprend la caractéristique al), b 1) et cl).

Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus, comprend la caractéristique al), bl) et dl).

Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus, comprend la caractéristique al), cl) et dl).

Dans un mode de réalisation particulier, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité caractérisé en ce que ledit panneau composite tel que décrit ci-dessus, comprend la caractéristique bl), cl) et dl).

En outre, l’invention a pour objet un panneau composite du type précité comportant deux peaux de part et d’autre d’un écarteur, lesdites peaux étant constituées d’un moins deux couches d’un matériau composite consistant en fibres de renfort d’origine naturelle et en une matrice d’un polymère bio-sourcé, caractérisé en ce que :

- les peaux dudit panneau composite comportent sur leur face extérieure, qui n’est pas en contact avec l’écarteur, des couches d’un polymère bio-sourcé semi- cristallin ayant un taux de cristallinité inférieur à 20 ;

- lesdites couches de polymère bio-sourcé semi-cristallin présentent un état de surface sans défauts visibles, en particulier sans défauts de « vaguelettes », de « porosités » ou de « craquelures », avec un « poli-miroir », c’est-à-dire présente une rugosité de surface inférieure à 0,8 micromètres selon la norme ISO 4287 ;

- entre les couches adjacentes de matériau composite soit entre la couche sont positionnées des couches consistant en une feuille d’un matériau cellulosique présentant une masse surfacique comprise entre 20 g/m ² et 250 g/m ² et un module de Young dans le sens privilégié d’orientation des fibres supérieur à 2 Giga Pascal ;

- entre deux couches adjacentes constituant les peaux dudit panneau composite, ainsi qu’entre l’écarteur et chacune des peaux, sont positionnées des couches d’un polymère bio-sourcé assurant le collage des couches entre elles et des peaux avec l’écarteur d’une épaisseur comprise entre 20 micromètres et 1 mm.

Plus particulièrement l'invention concerne un panneau composite multicouches (sandwich) entièrement bio-sourcé c’est-à-dire que tous ses constituants, fibres, résine, colle et écarteur sont issus de la bio-masse. De plus le panneau selon l’invention est recyclable, bio-dégradable ou compostable.

De manière avantageuse, l'invention concerne un panneau sandwich composite dont l'écarteur est obtenu par recyclage de matériaux bio-sourcés.

Selon des modes de réalisation préférés de l’invention, le panneau composite présente également l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise (s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :

- le polymère bio-sourcé semi-cristallin constituant les couches de surface des peaux présente un taux de cristallinité compris entre 1% et 20%, préférentiellement compris entre 2% et 15%, plus préférentiellement compris entre 3% et 12%, par exemple compris entre 5% et 10% ou encore entre 10% et 20% ;

- les couches de surface des peaux présentent une dureté Shore D comprise entre 60 et 90 ;

- le polymère biosourcé semi-cristallin constituant la couche de surface des peaux est choisi parmi l’acide poly lactique (PLA), le groupe constitué des homopolymères d’hydroxyalcanoates et des copolymères d’hydroxyalcanoates, ainsi que de leurs dérivés et de leurs mélanges ;

- le polymère constituant la couche de surface des peaux présente un MFI selon la norme ISO 1133 compris entrel,5 g/lO mn et 90 g/lO mn ainsi qu’une TG comprise entre 45°C et 90°C ;

- les fibres constituant les matériaux composites sont choisies parmi les fibres cellulosiques telles les fibres de lin, de chanvre, de jute, de ramie, de bananier, de coton, de viscose et de cellulose régénérée ; - la matrice constituant les matériaux composites est choisie parmi l’acide poly lactique (PLA), les homopolymères d’hydroxyalcanoates et des copolymères d’hydroxyalcanoates, ainsi que de leurs dérivés et de leurs mélanges ;

- la matrice constituant le matériau composite présente un MFI mesuré selon la norme ISO 1133 compris entre 1,5 g / 10 mn et 90 g / 10 mn et une température de transition vitreuse (TG) comprise entre 45°C et 90°C ;

- le polymère constituant les couches de collage présente un MFI mesuré selon la norme ISO 1133 entre 1,5 g/l0mn et 90 g/lO mn et une température de transition vitreuse (TG) comprise entre 45°C et 90°C ;

- le polymère constituant les couches de collage présente un MFI mesuré selon la norme ISO 1133 entre 6 g/l0mn et 38 g/l0mn et une TG comprise entre 45°C et 70°C ;

- les feuilles cellulosiques sont constitués d’un papier Kraft d’une masse surfacique comprise entre 20 g/m ² et 250 g/m ² ;

- les feuilles cellulosiques sont constituées d’un non-tissé à base de fibre d’origine naturelle d’une masse surfacique de 20 g/m ² à 150 g/m ² , préférentiellement entre 30 g/m ² à 125 g/m ² ;

- les feuilles cellulosiques présentent un indice COBB 60 déterminé selon la norme ISO 535 compris entre 80% et 100% de la masse surfacique desdites feuilles cellulosiques ;

- les feuilles cellulosiques sont totalement imprégnées par le polymère des couches de collage adjacentes ;

- l’écarteur (11) est à base de matériau bio-sourcé

- l’écarteur est constitué de granules de liège ;

- l’écarteur est constitué tout ou partie de particules issues du recyclage du panneau composite selon l’invention ;

- le panneau selon l’invention présente une planéité mesurée selon la norme NF EN 10029 de ± 10%, préférentiellement de ± 1% ;

- le panneau selon l’invention présente une coloration réalisée par des pigments pouvant être par exemple uniformément répartis dans les couches composites. L’invention a également pour objet une peau composite constituée de l’assemblage de premières couches de matériaux composites et de secondes couches de matériaux composites, et de feuilles cellulosiques collées entre elles par les couches d’un polymère bio-sourcé assurant le collage de l’ensemble des couches entre elles ainsi que le collage (de la ou) des peaux avec l’écarteur, le cas échéant.

L’invention a également pour objet une peau composite constituée de l’assemblage de premières couches de matériaux composites et de secondes couches de matériaux composites, et de feuilles cellulosiques collées entre elles par les couches d’un polymère bio-sourcé assurant le collage de l’ensemble des couches entre elles ainsi que le collage (de la ou) des peaux avec l’écarteur, le cas échéant, présentant en ouutre une coloration réalisée par des pigments, préférentiellement uniformément répartis dans les premières et secondes couches composites

L’invention a également pour objet des procédés de réalisation d’un panneau composite, en particulier adapté aux applications PLV possédant les caractéristiques décrites présentement.

Un premier procédé consiste en :

- la fourniture de nappes précurseurs sous forme de comélés de fibres d’origine naturelle et de fibres d'un polymère bio-sourcé, de films (et/ou précurseur(s) de film(s)) à base d’un polymères bio-sourcé destinés au collage des couches, de films (et/ou précurseur(s) de film(s)) d'un polymère bio-sourcé destinés à constituer les couches des surfaces, de feuilles cellulosiques et d’un écarteur ;

- le séchage des feuilles cellulosiques de façon à ce qu’elles présentent un taux d’humidité inférieure à 5% ;

- la superposition, entre deux plaques métalliques présentant un poli miroir sur sa face en contact avec l’empilement, des comélés, film(s) et/ou un/des précurseur(s) de film(s), feuilles et écarteur dans l’ordre suivant :

* un film et/ou un précurseur de film de polymère de surface ;

* un comélé ;

* un film et/ou un précurseur de film de polymère de collage ;

* une feuille cellulosique ;

* un film et/ou un précurseur de film de polymère de collage

* un comélé ;

* un film et/ou un précurseur de film de polymère de collage ;

* l'écarteur ; * un film et/ou un précurseur de film de polymère de collage ;

* un comélé ;

* un film et/ou un précurseur de film de polymère de collage ;

* une feuille cellulosique ;

* un comélé ;

* un film et/ou un précurseur de film de polymère de surface ;

- le placement de l’empilement ci-dessus avec les deux plaques métalliques dans une presse chauffante à 200°C ;

- une étape de dégazage par exemple par la mise en œuvre dans la presse chauffante d’au moins 1 cycle de dégazage (préférentiellement 3cycles de dégazage) consistant en :

* un (premier) cycle à 0,5 bar d’une durée entre 1 à 3 mn, suivi d’un dégazage entre 1 à 5 s ;

* un (second) cycle à 0,7 bar d’une durée entre 1 à 3 mn, suivi d’un dégazage entre 1 à 5 s ; et/ou

* un (troisième) cycle à 1 bar d’une durée entre 2 à 3 mn, suivi d’un dégazage entre 1 à 5 s ;

- le transfert de l’empilement vers une presse de refroidissement ;

- le refroidissement des plaques métalliques de 200°C à 30°C pendant une durée de lOOs à l50s ;

- l’extraction du panneau composite hors de la presse de refroidissement.

Un second procédé consiste en :

- la fourniture de nappes précurseurs sous forme de comélés de fibres d’origine naturelle et de fibres d'un polymère bio-sourcé, de films (et/ou de précurseur(s) de films) d'un polymère bio-sourcé destinés à constituer les couches des surfaces, de feuilles cellulosiques et d’un écarteur ;

- le séchage des feuilles cellulosiques de façon à ce qu’elles présentent un taux d’humidité inférieur à 5% ;

- la superposition, entre deux plaques métalliques présentant un poli miroir sur sa face en contact avec l’empilement, des comélés, films (et/ou de précurseur(s) de films), feuilles et écarteur dans l’ordre suivant : * un film (et/ou d’un précurseur de film) de polymère de surface ;

* un comélé ;

* une feuille cellulosique ;

* un comélé ;

* l'écarteur ;

* un comélé ;

* une feuille cellulosique ;

* un comélé ;

* un film (et/ou d’un précurseur de film) de polymère de surface ;

- le placement de l’empilement ci-dessus dans une presse chauffante à 200°C ;

- une étape de dégazage par exemple par la mise en œuvre dans la presse chauffante d’au moins 1 cycle de dégazage (préférentiellement 3cycles de dégazage) consistant en :

* un (premier) cycle à 0,5 bar d’une durée entre 1 à 3 mm, suivi d’un dégazage entre 1 à 5 s ;

* un (second) cycle à 0,7 bar d’une durée entre 1 à 3 mn, suivi d’un dégazage entre 1 à 5 s ; et/ou

* un (troisième) cycle à 1 bar d’une durée entre 2 à 3 mn, suivi d’un dégazage entre 1 à 5 s ;

- le transfert de l’empilement vers une presse de refroidissement ;

- le refroidissement des plaques métalliques de 200°C à 30°C pendant une durée de lOOs à l50s ;

- l’extraction du panneau composite hors de la presse de refroidissement.

De manière préférée, le procédé de réalisation d’un panneau composite selon les deux procédés décrits ci-dessus peuvent consister à intercaler un tapis YOM entre une plaque métallique enserrant l’empilage menant au panneau composite et un plateau de la presse de refroidissement.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donné uniquement à titre d'exemple et fait en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : [Fig. 1] est une vue en coupe d'un panneau selon l'invention.

[Fig. 2] est un synoptique explicitant les phases du procédé menant au panneau selon l’invention.

L'invention concerne donc un panneau de type sandwich présentant un écarteur et des peaux composites bio-sourcées devant répondre au cahier des charges exigeant des panneaux PLV.

Un tel panneau présente une épaisseur comprise entre 2 mm et 50 mm.

Le panneau selon l'invention est constitué par la superposition de différents matériaux dont nous allons ci-après préciser la nature.

Comme on l'a vu plus haut la construction du panneau est préférentiellement symétrique par rapport au plan médian de l'écarteur. Cela assure un équilibrage des tensions au moment de la fabrication du panneau et assure un maintien de la planéité du panneau lors de son utilisation.

Toutefois dans des cas particuliers où l'on recherchera par exemple un cintrage ou le panneau pourra être asymétrique c’est-à-dire que les peaux de part et d'autre de l'écarteur pourront être de construction différente, par exemple présenter un nombre de plis différent ou être de natures différentes c’est-à-dire par exemple ne pas présenter le même polymère ou la même nature de fibres.

Pour simplifier le propos nous considérerons par la suite que le panneau est de construction symétrique par rapport au plan médian de l’écarteur.

En se référant à la figure 1 qui présente une coupe du panneau composite 10 selon l’invention on note que chacune des peaux 12 A, 12B présente deux faces respectivement 123, 124 et 125, 126.

Les faces 123 et 125 sont tournées vers l’écarteur 11.

Plus précisément la face 123 de la peau 12A est tournée vers la face 111 de l’écarteur tandis que la face 125 de la peau 12B est tournée vers la face 112 de l’écarteur. Entre la face 111 de l’écarteur et la face 123 de la peau 12A se trouve une couche de collage 221 A.

De même entre la face 112 de l’écarteur et la face 125 de la peau 12B se trouve une couche de collage 221B.

La peau 12A,12B est constituée, en contact avec la couche de collage 221 A, 221 B d’une première couche de matériau composite 30A, 30B assemblée à une feuille cellulosique 50A, 50B par l’intermédiaire d’une couche de collage 222A, 222B, laquelle feuille cellulosique 50A, 50B étant associée sur son autre face à une seconde couche de matériaux composite 31 A, 31B par l’intermédiaire d’une seconde couche de collage 223 A, 223B.

Sur cette seconde couche de matériau composite 223A, 223B se trouve la couche de surface 40 A, 40B.

Il est entendu que l’invention ne se limite pas au panneau composite de la figure 1. En effet le nombre de couches composites dans chacune des peaux peut être supérieur, la présence d’une couche composite supplémentaire entraînant la présence d’une couche de feuille cellulosique et d’une couche de collage supplémentaires.

A présent vont être décrits en détail les constituants du panneau composite bio- sourcé selon l’invention.

S’agissant de l’écarteur 11, tous les types d’écarteurs à base de matériaux bio- sourcés sont envisageables, tels les écarteurs en nid d’abeille à base de fibres cellulosiques (généralement papier ou carton), les écarteurs à base de carton ondulé, les écarteurs en balsa, les écarteurs à base de mousses bio-sourcées, de feuilles de bambou, les écarteurs à base de particules cellulosiques agglomérées, etc.

La masse surfacique de l’écarteur 11 est choisie entre 50 kg/m ³ et 350 kg/m ³ , de préférence entre 200 kg/m ² et 300 kg/m ³ .

Le type d'écarteur privilégié pour les constructions sandwich bio-sourcées selon l’invention est constitué de particules de liège préférentiellement de liège recyclé. On peut citer comme fournisseur de ce type d’écarteur convenant pour l’invention la société Agglolux.

Les différentes couches intermédiaires de collage 221 A, 222A, 233A ; 221B, 222B, 223B sont à base d’un polymère thermoplastique semi-cristallin bio-sourcé ayant un MFI déterminé selon la norme ISO 1133 compris entre 1,5 g/lO mn et 90 g/lO mn, une température de transition vitreuse comprise entre 45 °C et 75°C ainsi qu'un taux de cristallinité compris entre 0% et 40%. Sa température de fusion est comprise entre l55°C et l80°C. On peut citer comme polymères convenant pour l'invention l’acide poly lactique (PLA), les homopolymères d’hydroxyalconoates, les copolymères d’hydroxyalcanoates, leurs dérivés et leurs mélanges.

Les couches de collage ont une épaisseur comprise entre 0,03 mm et 0,5 mm. Un exemple de polymère convenant à l'invention est le PLA fourni sous forme d’un film de 0,35 mm. On peut citer le film PLA 04010 de la société INFIANA.

Le taux de cristallinité du polymère dans le produit fini est inférieur à 40%.

Les couches composites sont constituées de fibres de renfort « noyées » dans une matrice de polymère thermoplastique.

Les couches composites 30A, 31 A ; 30B, 31B sont issues de nappes textiles précurseurs ou semi-finis appelées « comélés ».

On entend par comélé un mélange intime de fibres de différentes natures. En l'occurrence il s'agit de fibres de renfort mélangées à des fibres à base de polymères thermoplastiques bio-sourcés.

Après fusion des fibres et compression, le polymère issu des fibres rempliera l’espace entre les fibres de renfort et constituera ainsi la matrice de la couche composite.

De tels comélés peuvent être obtenus par aiguillettage en fin d’une ligne de fabrication de non-tissés appelée par « voie sèche » consistant en une ouvraison- mélange/cardage/nappage. De tels comélés sont, par exemple, disponibles sous le nom commercial de ECOLINE® fournis par la société NORAFIN.

D'autres modes de liage peuvent être envisagés en alternative à l'aiguilletage par exemple des modes de liages par jet d'eau plus adapté aux fibres courtes et aux comélés de faibles poids. Des produits réalisés par ce procédé sont disponibles sous l'appellation de ECOLINE SL® et fournis par la société NORAFIN.

Il peut également s'agir de nappes d’ « UniDirectionnel » de fibres de lin disponibles sous la marque Flaxtape® de la société LINEO.

Des tissus réalisés à partir de fils consistant en des mélanges de fibres de renfort et de fibres thermoplastiques peuvent encore être utilisés. On peut citer ici les produits connus sous l’appellation BIOTEX de la société Composite Evolution.

Des types de tissus particuliers se différenciant par leur armure, c’est-à-dire par la façon dont les fils de chaîne et de trame s’entrecroisent, peuvent être choisis selon les performances mécaniques souhaitées pour le panneau composite. On peut citer par exemple des taffetas fournis par la société LINEO, des sergés de la société Depestele ou encore les bi-biais de Terre de Lin.

Les fibres de renfort, issues des comélés, présentes dans les couches composites sont des fibres d’origine naturelle préférentiellement libériennes telles le lin, le chanvre, la jute, mais toutes les autres fibres végétales peuvent également être employées, telles les fibres de coco, bambou, bananier, ramie raphia, sisal, etc .

On privilégiera toutefois les fibres de lin et de chanvre pour leur module de Young plus élevé.

La longueur des fibres de renfort est comprise entre 5 mm et 30 mm.

Les comélés privilégiés pour l'invention ont une masse surfacique comprise entre 20 g/m ² et 1500 g/m ² .

Les polymères issus des fibres thermoplastiques constituant les comélés et servant de matrices aux couches composites sont quant à eux choisis parmi les polymères thermoplastiques semi-cristallins bio-sourcés ayant un MLI déterminé selon la norme ISO 1133 compris entre 1,5 g/lO mn et 90 g/lO mn, une température de transition vitreuse comprise entre 45°C et 85°C ainsi qu'un taux de cristallinité inférieur à 40%.

Leur température de fusion est comprise entre l55°C et 2lO°C.

Le pourcentage massique de fibres thermoplastiques par rapport aux fibres de renfort est compris entre 10% et 95%, préférentiellement entre 40 et 60%.

On peut citer comme fibres thermoplastiques adaptées à l'invention les fibres Ingeo™ Biopolymer 6201D de la société Nature Works.

Comme nous le verrons la couche de collage peut être constituée par un « excès » de polymère en provenance des couches composites et non pas systématiquement par l’ajout d’un film. Dans ce cas le pourcentage massique de fibres thermoplastiques sera plus élevé, supérieur à 50%.

On peut citer comme polymères thermoplastiques bio-sourcés convenant à la réalisation des fibres destinées à servir de matrice l’acide poly lactique (PLA), les homopolymères d’hydroxyalconoates, les copolymères d’hydroxyalconoates leurs dérivés et leurs mélanges. La masse volumique de chaque couche composite dans le produit fini est comprise entre 1,15 kg/m ³ et 1,35 kg/m ³ .

La couche constituée de la feuille cellulosique consiste préférentiellement en un papier, et encore plus particulièrement un papier Kraft.

Ce type de papier est défini par sa composition à base de 100% de fibres cellulosiques naturelles (ou pâte à bois) provenant essentiellement de pins ou de sapins, non traitées chimiquement (de couleur brune) et donc biodégradable et recyclable. Il présente un aspect frictionné et vergé.

Un papier Kraft convenant pour l’invention est le papier Kraft vergé de la société HERMET.

Sa masse surfacique est comprise entre 20 g/m ² et 250 g/m ² .

Alternativement au papier Kraft, il est possible d'utiliser des non-tissés « voie sèche » à base de fibres naturelle d’une masse surfacique comprise entre 50 et 150 g/m ² . Par exemple un type de non-tissé convenant pour l’invention est SL ECOLINE® de la société NAROFIN.

Des produits liés par jets d’eau appelé couramment « Spunlace », peuvent également convenir comme le Spunlace 100% viscose ou le Spunlace 100% lin de la société NORAFIN.

Les couches de surface 40A, 40B du panneau consiste en un polymère thermoplastique choisi parmi les polymères semi-cristallins bio-sourcés ayant un MFI déterminé selon la norme ISO 1133 compris entre 1,5 g/lO mn et 90 g/lO mn, une température de transition vitreuse comprise entre 45°C et 90°C ainsi qu'un taux de cristallinité inférieur à 40%.

Sa température de fusion est comprise entre l55°C et 2lO°C.

Le taux de cristallinité des couches de surface 40A, 40B dans le produit fini est inférieur à 10%.

Lorsqu’il est dit que les couches de collage, les couches de surface ou la matrice des couches composites sont à base de polymères bio-sourcés cela signifie qu’ils peuvent être mélangés à différents adjuvants tels des plastifiants également bio- sourcés ou des charges inertes d’origine végétale, minérale ou organique.

Ces adjuvants peuvent permettre de réduire significativement le prix de revient du panneau composite mais ont essentiellement pour rôle d’améliorer les propriétés mécaniques, thermiques, la résistance aux UV (Rayonnements Ultras Violets), de prévenir le jaunissement ou encore de permettre une coloration du panneau composite.

En particulier les fibres thermoplastiques à base de polymère bio-sourcé constituant le comélé peuvent être teintées dans la masse, c’est-à-dire que des pigments colorés peuvent être ajoutés lors de la réalisation des « compounds » servant à l’extrusion desdites fibres.

Une telle coloration dans la masse des fibres thermoplastiques des comélés permet de réaliser des couches composites 30A, 30B ; 31 A, 31B également colorées de façon homogène et donc un panneau d’aspect uniformément coloré sans que soient nécessaires des opérations subséquentes à sa fabrication, comme des peintures ou des laquages, le choix du taux de cristallinité des couches de surface 40A, 40B permettant, en effet, d’adapter la brillance du panneau composite.

Par « homogène », il est entendu dans le cadre de la présente invention que la coloration est répartie de manière uniforme et/ou régulière, par exemple de manière à ce qu’un observateur standard 10° ne perçoive pas de variation significative par portion de 0,lm ² , voire de portion de 0,0lm ² , de produit analysé.

On a vu que les tentatives de panneaux bio-sourcés présentaient un nombre de défauts rédhibitoires pour le type d'utilisation visée.

Afin de mieux comprendre l'invention il est utile à ce stade d'analyser en détail les raisons de ces défauts et de les placer en perspective par rapport aux solutions proposées par l'invention.

Défaut de « porosité »

Les matières premières utilisées, fibre naturelle, liège ou PLA sous forme de film ont toute un taux de reprise d’humidité compris entre 0,1% et 30%.

Cela signifie qu’un pourcentage moyen de 20% d’eau peut être présent dans l’empilement au moment de l’introduction dans l’étuve.

Même un dégazage poussé ne permet pas d’assécher totalement les différentes couches d’où les migrations de vapeur d’eau conduisant aux défauts de porosité en surface du panneau. En effet lorsque la température dans l’étuve dépasse la température de fusion des polymères présents, l’empilement devient totalement poreux, car les films (et/ou précurseurs de films) éventuellement initialement introduits destinés aux couches de collage disparaissent en tant que tels par effet de retrait.

L’utilisation des feuilles de matériau cellulosique 50A, 50B positionnée entre deux couches adjacentes de comélés amène à cet effet surprenant de bloquer cette migration de vapeur d’eau.

Sans se sentir liée par une interprétation précise les inventeurs pense que de par son caractère hydrophile la feuille cellulosique adsorbe et/ou absorbe le « reliquat » de vapeur d’eau encore en circulation à travers l’empilement en fin de dégazage.

Cette adsorption ou absorption est d’autant plus efficace que la feuille présente une affinité importante pour l’eau. Un indicateur couramment utilisé pour qualifier le caractère hydrophile d’une feuille cellulosique est l’indice COBB 60 déterminé selon la norme ISO 535.

Ainsi l’indice COBB 60 des feuilles cellulosiques utilisées pour l’invention est-il compris entre 50% et 100%, avantageusement entre 80% et 100% de la masse surfacique de ladite feuille.

Cette adsorption, voire absorption est rendue encore plus efficace si les feuilles cellulosiques sont placées en étuve de façon à les assécher le plus possible juste préalablement à leur utilisation dans l’empilement.

Alors que le pourcentage d’humidité des feuilles cellulosiques varie entre 5 à 10% dans les conditions de stockage ordinaire (20°C, 60% d”humidité relative), il est inférieur à 5% au moment où les feuilles cellulosiques sont placées au sein de l’empilement.

Défaut de planéité, défaut de « vaguelettes »

La planéité du panneau est déterminée par des mesures d’épaisseur à l’aide d’un palpeur de type HEIDENHAIN selon la norme NF EN 10029.

Pour l’application PLV le cahier des charges impose une planéité de classe A et B se traduisant par une tolérance de ± 1% sur toute la surface du panneau.

Généralement, les principaux problèmes liés à l'utilisation de matière d'origine bio- sourcée ont trait à G inhomogénéité.

Cette inhomogénéité se manifeste à deux niveaux.

- au niveau des matériaux eux-mêmes. Comme on l'a vu l’écarteur est constitué préférentiellement de recyclas de liège, le liège étant un matériau présentant une bonne compatibilité avec les colles à base de polymère bio-sourcé tel que le PLA, sous forme de granules de tailles variables que l’on peut choisir de manière à conférer à l’écarteur les propriétés de résistance à la compression optimale. Ces particules sont d'une forme aléatoire, généralement approximativement sphérique avec un diamètre de FERET (Df) compris entre 0,5 et 7 mm, liées entre eux par une colle, préférentiellement une colle bio-sourcée.

On privilégie pour l’écarteur un mélange constitué de 10% à 50% de granules de liège d’un diamètre Df compris entre 3 mm à 5 mm et de 50% à 90% de granules ayant un diamètre Df entre 2 mm et 4 mm.

On peut ainsi conférer à l’écarteur une résistance à la compression allant jusqu’à 7 bars et lui faire accepter des déformations d’épaisseur réversible jusqu’à 30%.

La rigidité de compression déterminée selon la norme NF ISO 7322 est comprise entre 80 N/mm et 150 N/mm, préférentiellement supérieure à 135 N/mm.

Par ailleurs on peut ainsi conférer à l’écarteur une très grande facilité d’usinage que ce soit par des outils coupant, par grattage ou ponçage mais également par découpe laser.

Il résulte de ce choix de granulométrie, nécessaire pour une bonne résistance à la compression, un état de surface de l'écarteur particulièrement rugueux. La rugosité moyenne déterminée selon la norme ISO 4288 est d’environ Ra 0,35 mm et est généralement comprise entre 0,2 mm et 0,8 mm.

De même cette irrégularité se manifeste en ce qui concerne les fibres végétales en particulier les fibres libériennes préférentiellement utilisées dans le cadre de l’invention qui peuvent être constituées d'un nombre différent de fibres élémentaires et de ce fait avoir un diamètre également très variable compris entre 20 micromètres et 300 micromètres.

- au niveau du semi-produit.

Quel que soit le procédé envisagé plus haut pour la fabrication du comélé, et du fait même de l’inhomogénéité intrinsèque des matériaux, les nappes précurseurs présentent des irrégularités importantes, d'autant plus importantes que leur masse volumique est faible. Ainsi la masse volumique du comélé aiguilleté de marque ECOLINE NP® utilisé dans un mode de réalisation de l’invention présente-t-il un écart type de ± 0,02 g/cm ³ pour un produit de masse surfacique moyenne de 350 g/m ² et un écart type de ± 0,01 g/cm ³ pour un produit de masse surfacique moyenne de 700 g/m ² .

Ce problème d’inhomogénéité va en particulier s’exprimer au niveau de la planéité. En effet lors de la compression des peaux la rugosité élevée de la surface de l'écarteur et l’irrégularité due à la masse volumique des comélés vont « s'additionner » pour créer des variations de densité dans toute l'épaisseur de chacune des peaux.

Ceci conduira par conséquent à une épaisseur variable des peaux et donc à un défaut de planéité du panneau.

De plus cette variation de densité induira une répartition également variable du polymère de surface ce qui conduira à ces effets de vaguelettes.

Par ailleurs, les problèmes de vaguelettes rencontrées à la surface des panneaux sont également dus à la surépaisseur de la matière thermoplastique bio-sourcée qui a tendance à se rétracter à chaud. Ce phénomène appelé « retrait » est essentiellement dû à la réorganisation du polymère lors du refroidissement. La vitesse de refroidissement et la pression de maintien appliquées pour compenser ce retrait ne jouent pas suffisamment leur rôle dans le procédé de compression d’où la rencontre des défauts de surface « vaguelettes », caractérisés par un affaissement de la matière dans les zones épaisses et volumineuses.

Pour pallier ce problème, les inventeurs ont tenté dans un premier temps d’utiliser au cours du formage du panneau composite des « tapis » YOM (Yamauchi Original Mat) de la société Yamauchyi Corp.

Ce type de « tapis » est constitué d’un caoutchouc renforcé de fibres de verre et permet de répartir la pression de façon relativement uniforme sur la surface des outils de thermoformage pour la fabrication de laminés.

EP0978528, ainsi que JPH06278153 décrivent de tels tapis en particulier pour le thermo formage. En revanche, jusqu’à la présente invention, de tels tapis étaient utilisés pour la fabrication de petites pièces, tels que des circuits imprimés, mais pas pour des PLV. Les tapis « YOM » sont des tapis de rembourrage résistant à des température allant jusqu’à 250°C et à des pressions jusqu’à l5MPa. De manière avantageuse, l’effet de rembourrage (« cushioning » en anglais) est compris entre 100 et 1700mth, préférentiellement entre 200 et 1000 mth, plus préférentiellement entre 300 et 700 pm, tels que 400 ±50 pm, 500 ±50 pm, ou encore 600 ±50 pm. En outre, de manière avantageuse, la résistance à la chaleur de tels tapis peut être compris entre 0,5 et 6°C/J, préférentiellement entre 1 et 5°C/J, plus préférentiellement entre 1,5 et 3°C/J, tels que 1,7 ± 0,2°C/J, 2,0 ± 0,2°C/J, ou encore 2,2 ± 0,2°C/J. Ainsi dans un mode de réalisation particulier selon la présente invention, le tapis de rembourrage « YOM » utilisé a un effet de rembourrage compris entre 300 et 700 pm et une résistance à la chaleur comprise entre 1,5 et 3°C/J.

En positionnant ce tapis entre les plateaux de la presse de formage et la plaque métallique en contact avec le panneau en formation les inventeurs ont en effet constaté une amélioration de planéité.

Par exemple, il est possible de mettre une couche de liège à la place du film PLA de surface (collé avec le PLA du comélé), pour en faire un matériau d'aspect liège et avoir des plaques planes (planéité accrue) intégrant du liège à cœur, du lin/PLA dans les peaux et une couche fine de liège en surface (en respectant les étapes du procédé selon l’invention). Ainsi, dans ce cas les tapis seront utilisés directement au contact du liège sans ajout de tôle, par exemple.

Dans le cadre de la présente invention, il permet d’adapter localement la pression à la densité et ainsi de minimiser les défauts de planéité.

En revanche, cette amélioration s’est avérée insuffisante pour obtenir des panneaux avec du PLA en surface avec un rendu poli miroir.

A ce stade, la seule façon connue de l'homme de l'art de remédier au problème de planéité est d’augmenter significativement la masse surfacique des comélés de façon à diminuer la valeur de l'écart type de la masse surfacique des nappes précurseurs.

Or une telle solution conduirait à un coût prohibitif du panneau.

La solution proposée dans le cadre de l’invention résulte d'un effet surprenant qui permet de ne pas augmenter inconsidérément les poids des matériaux mises en œuvre. On a en effet constaté que la feuille intermédiaire cellulosique placée entre deux couches successives de composite à des fins d’adsorption de la vapeur d’eau avait également cet effet de « lisser » les irrégularités liées à l'utilisation de comélés bio- sourcés.

L’insertion de la couche cellulosique permet également, en sectionnant le volume du polymère en petites couches fines qui génère un effet « barrière » à la réorganisation du polymère, de réduire son retrait volumique.

De manière étonnante ces effets n’ont lieu que si la feuille cellulosique est placée entre deux couches de matériau composite et si les couches composites ont une masse surfacique supérieure à 100 g/m ² .

Pour être totalement efficace de ce point de vue la masse surfacique de telle feuille cellulosique doit être comprise entre 20 et 250 g/m ² .

Défauts d’usinage, délaminage des couches

On pourrait penser que la présence d’une feuille cellulosique mènerait à fragiliser l’empilement et faciliterait son délaminage particulièrement durant les opérations d’usinage.

Ce problème peut être évité par la nature du polymère utilisé pour la couche de collage que l’on choisira d’un MFI suffisant pour autoriser le mouillage complet de la feuille cellulosique.

En effet comme on l’a vu la feuille cellulosique présente un COBB 60 élevé compris 80% et 100% de sa masse surfacique.

Si le COBB 60 détermine le caractère hydrophile d’un matériau il est à même de caractériser également l’affinité d’un matériau pour tout type de liquide d’une viscosité faible.

C’est la raison pour laquelle, comme nous l’avons vu plus haut, le polymère du film (et/ou du précurseur de film) utilisé pour la couche de collage est choisi entre 1 ,5 g/ 10 mn et 90 g / 10 mn, préférentiellement supérieur à 20 g/ 10 mn.

Par ailleurs pour assurer une bonne cohésion entre les couches et permettre un bon comportement à l’usinage il a été établi que les feuilles cellulosiques doivent présenter un module de Young supérieur à 2 Giga Pascal mesuré dans le sens d’orientation privilégié des fibres cellulosiques. Comme on l'a vu, alternativement le papier est remplacé par un non-tissé qui présentera donc un COBB 60 dans la même plage.

Cette dernière solution à priori moins intéressante économiquement n'est toutefois pas à exclure dans des cas particuliers, par exemple dans des cas de très grandes déformations où le papier même imprégné de polymère aurait du mal à supporter les efforts de cisaillement.

Ainsi les choix combinés de la granulométrie des granules de l’écarteur avec celui du polymère de collage de MFI adapté garantissent-ils une usinabilité suffisante compatible avec les utilisations en particulier de type PLV du panneau composite selon l’invention.

La figure 3 et la figure 4 sont des vues en coupe faite au microscope électronique à balayage d’un panneau selon la présente invention (figure 3) et d’un panneau ne présentant pas les peaux selon la présente invention (figure 4). Il peut être vu que dans la figure 3 l’âme reste majoritairement poreuse, alors que dans la figure 4, le matrice du matériau composite pénètre dans l’âme (du liège, ici). Il en résulte que le matériau de la figure 4 ne présente pas les qualités surfaciques du matériau de la figure 3. Les peaux du matériau selon la figure 4 sont moins homogènes en surface que celles du matériau de la figure 3. Le matériau selon la figure 3 comprend en outre de meilleures propriétés isolantes (les porosités de l’âme, en liège ici, sont préservées). Dans la figure 3, la couche cellulosique est visible, la couche externe est homogène alors que la couche interne (âme) présente de nombreuses porosités. Le matériau composite des peaux est ici en PLA-Lin.

Défauts de craquelures, rugosité incontrôlée.

Le poli miroir « 2P » appelé ainsi du fait de sa surface d’une réflectivité élevée est caractérisé par Ra inférieur à 0,8 micromètres selon la norme EN 10088-2.

Dans le cadre de la présente invention ce sont les films de surface (et/ou précurseurs de films de surface) qui en se solidifiant après avoir atteint leur température de fusion (le cas échéant) au contact des plaques devront présenter ce poli miroir.

Il est connu qu’en refroidissant rapidement un polymère semi-cristallin on obtient un polymère amorphe ou quasi-amorphe donc sans les risques de tensions internes qui se créent entre les cristaux dans le cas d’un polymère fortement cristallin et qui conduisent aux défauts de craquelures. Néanmoins pour les applications PLV un état de surface totalement amorphe n’est pas acceptable pour les raisons d’usinabilité et de résistance à la rayure évoquées plus haut.

Il a été déterminé que des conditions opératoires autorisant l’obtention d’un taux de cristallinité compris entre 5% et 10% permettaient à la fois d’éviter les problèmes de craquelures ce qui conduit au poli miroir recherché, tout en garantissant une dureté dans la plage requise.

Ces conditions opératoires vont être précisées ci-après.

Le procédé permettant d'obtenir le panneau selon l'invention va maintenant être décrit en référence à la figure 2.

Nous décrirons plus précisément le procédé menant au produit de la figure 1.

Dans une première étape 100 les couches qui constitueront le panneau sont fournies : les couches de comélés, les films (et/ou les précurseurs de films) de polymère permettant les collages intermédiaires des couches entre elles, les feuilles cellulosiques, les films (et/ou les précurseurs de films) de surface et enfin deux plaques métalliques (non représentées sur la figure 1).

Les feuilles cellulosiques sont placées en étuve au cours d’une seconde étape 110 pour être totalement asséchées.

Il est entendu que le nombre de couches de comélés et conséquemment le nombre de films de collage (et/ou la quantité de précurseur(s) de film(s)) ainsi que le nombre de feuilles cellulosiques peuvent être supérieur aux couches du produit de la figure 1. Une couche de comélé supplémentaire entraînant l'ajout d'une couche de film (et/ou d’un précurseur de film) de collage ainsi que d'une couche d’une feuille cellulosique.

Il est également entendu qu’il est possible de ne pas utiliser systématiquement un film (et/ou un précurseur de film) pour le collage entre les couches. La couche de collage peut en effet provenir du polymère présent dans la couche composite. Dans ce cas le pourcentage de fibres thermoplastiques dans le comélé est supérieur à 50%. Ces couches sont empilées, au cours de l’étape 120, dans l'ordre suivant:

- un premier film (et/ou précurseur de film) de polymère de surface qui conduira à la couche de surface 40B dans le produit fini constituant le premier élément de de la peau 12B ; - un premier comélé qui conduira à la couche composite 31B ;

- un premier film (et/ou précurseur de film) de polymère de collage conduisant à la couche de collage 223B ;

- une première feuille cellulosique 50B ;

- un second comélé conduisant à la couche composite 30B et constituant le dernier élément de la peau 12A ;

- un second film (et/ou précurseur de film) de polymère de collage conduisant à la couche de collage 222B entre la peau 12B et l’écarteur i l ;

- l'écarteur 11 ;

- un troisième film (et/ou précurseur de film) de collage conduisant à la couche de collage 221 A pour assembler la peau 12A sur l’écarteur 11 ;

- un troisième comélé menant à la couche composite 30A constituant le premier élément de la peau 12A ;

- un quatrième film (et/ou précurseur de film) de collage pour la couche de collage 222A ;

- une seconde feuille cellulosique 50A ;

- un quatrième comélé pour le composite 31 A ;

- un second film (et/ou précurseur de film) de polymère de surface menant à la couche de surface 40A ;

- Deux plaques métalliques (non représentées sur la figure 1) préférentiellement en acier inox d'une épaisseur de 0,5 mm à 3 mm aux dimensions proches des dimensions correspondant à la surface du panneau à réaliser et présentant un poli miroir sur leur face en contact avec les films (et/ou précurseur(s) de fïlm(s)) de surface sont positionnées de part et d'autre de l’empilement ainsi constitué.

Dans l’étape 130, l'empilement est ensuite placé dans une presse chauffante à 200°C et est soumis à un cycle de pression / dégazage consistant en :

- un premier cycle à 0,5 bar d’une durée entre 1 à 3 mn, suivi d’un dégazage entre 1 à 5 s

- un second cycle à 0,7 bar d’une durée entre 1 à 3 mn, suivi d’un dégazage entre 1 à 5 s - un troisième cycle à 1 bar d’une durée entre 2 à 3 mn, suivi d’un dégazage entre 1 à 5 s

- un dernier cycle de chauffage pendant 2 à 5 mn.

Ce cycle est indispensable pour limiter toute migration d'air ou de vapeur d'eau vers les surfaces du panneau responsables des défauts de porosité.

Le chauffage de la matière se fait de préférence par conduction afin d’assurer une homogénéité de température et assurer une diffusion rapide des calories.

La température de la presse chauffante amène à la fusion des polymères ce qui permet en particulier au polymère présent initialement sous forme de fibres dans le comélé, de par sa viscosité adaptée, de mouiller les fibres de renfort et de mouiller les feuilles cellulosiques.

L'empilement avec les deux plaques en acier est ensuite transféré vers la presse de refroidissement au cours de l’étape 140 où aura lieu le formage à proprement parlé et où il subit une compression de l'ordre de 0,5 à 7 bars selon l’épaisseur du panneau et le nombre de couches composites le constituant.

Cette presse de refroidissement est constituée essentiellement de deux plateaux parfaitement plans régulés à une température comprise entre l5°C à 40°C.

Comme on l’a vu, de manière préférentielle, entre chacune des plaques en acier et un des plateaux plans de la presse de refroidissement est positionné un tapis YOM (non représenté sur la figure 1).

Au contact des deux plateaux, à travers les tapis YOM, les plaques enserrant l'empilement se refroidissent rapidement. Elles passent de 200°C à 30°C pendant une durée comprise entre 100 s et 150 s. Ce temps de refroidissement est choisi de façon permettre à la couche de polymère issu des films (et/ou du/des précurseurs de films) de surface d'atteindre un taux de cristallinité inférieur à 20%, et préférentiellement compris entre 10% et 20%.

L'épaisseur des plaques de 3 mm permet de garantir leur planéité tout en limitant le temps nécessaire au refroidissement dans la presse de refroidissement.

Après ce temps de refroidissement les différentes strates de polymère ont suffisamment refroidies pour s'être solidifiées et assurer la cohésion globale du panneau composite selon l’invention, ce qui permet son retrait hors de la presse de refroidissement donnant lieu à la dernière étape 150. Laissées à température ambiante (vers 20°C) les polymères présents dans les couches internes, couches composites et couches de collage, vont continuer à cristalliser pendant plusieurs jours sans compromettre la planéité du panneau dans le temps.

Au sortir du moule le panneau composite présente une épaisseur inférieure d’au moins 10% à l’épaisseur de l’empilement initial.

La présence des feuilles cellulosiques 50A, 50B a de manière surprenante évité les phénomènes de porosité et de vaguelettes et autorisé une excellente planéité.

Le polymère issu des films (et/ou précurseur(s) de film(s)) de collage ou présent en excès dans les comélés précurseurs des couches composites 30A, 31A et 30B, 31B a quant à lui permis un assemblage parfait ente lesdites couches de composites, les feuilles cellulosiques 50A, 50B et de même qu’entre les peaux 12A, 12B et l'écarteur 11.

Préférentiellement le polymère issu des films (et/ou précurseur(s) de film(s)) de collage à entièrement imprégné les couches cellulosiques assurant un bon comportement du panneau composite (10) en milieu humide et évitant tout délaminage dudit panneau durant les opérations subséquentes d’usinage.

Ainsi le type de construction décrit par l’invention permet-il l’obtention d’un panneau entièrement bio-sourcé parfaitement apte aux applications PLV.

Par ailleurs il convient de noter que la peau 12 A, 12B constituée de l'assemblage de couches de matériaux composites tels que 30A, 31A ; 30B, 31B et de feuilles cellulosiques telles que 50A, 50B collées entre elles par les couches d'un polymère bio-sourcé telles que 221A, 222A, 223A ; 221B, 222B, 223B peut constituer à elle seule un matériau composite utilisable pour de multiples applications y compris pour des applications PLV en particulier lorsque ces dernières ne requièrent pas la fabrication de panneaux ayant des surfaces importantes et ne demandant pas des performances mécaniques trop sévères, ce qui s'avère être souvent le cas pour la construction de présentoirs.

Dans le cas de cette dernière application les panneaux à base de peaux composites telles que 12A, 12B possèdent l'avantage, lorsque les matériaux composites 30A, 31 A ; 30B, 31B les constituant sont teintés dans la masse, de présenter des flancs monocolores. Cela n'est pas le cas d'un panneau sandwich selon l'invention pour lequel l'écarteur 11 présentera toujours une teinte correspondant à la nature des particules ou des feuilles le constituant, généralement brunâtre.

Ainsi le rendu esthétique de tels présentoirs constitués de peaux seules sera-t-il plus attractif.

Le procédé de fabrication du panneau à base de la peau telle 12 A, 12B seule est en tout point semblable à celui du panneau sandwich 10 à ceci prêt évidemment qu'un écarteur 11 n'est pas inséré dans l'empilement avant l'introduction dans la presse chauffante. Le nombre de couches de matériaux composites telles que 30A, 31 A ; 30B, 31B est déterminé par les propriétés mécaniques requises et est généralement supérieur à trois.

Il convient de noter de plus que les panneaux selon l'invention peuvent être très aisément recyclés.

En effet l’intégralité d'un panneau peut être broyée jusqu’à obtenir des granulés de 3 mm de diamètre en moyenne lesquels pourront être assemblés, éventuellement avec des particules de lièges, vierges ou elle-même recyclées, pour constituer des écarteurs aptes à une utilisation dans de nouveaux panneaux PLV.

Le procédé utilisé n’amène pas à des investissements importants puisque des presses exerçant une pression inférieure à 10 bars sont suffisantes. De plus le pourcentage de matière recyclée pouvant être élevé, le panneau selon l’invention s’avère particulièrement économique.

Il convient de noter également que le panneau selon l’invention est totalement compostable. Ainsi des panneaux de 3 mm à 20 mm d’épaisseur avec un écarteur dont l’épaisseur varie de 2,5 mm à 19 mm ont obtenu le classement M4 selon le protocole de la norme NF P 92-501 : 1995.