Panneaux à base de moelle de tournesol

L’invention concerne des panneaux à base de moelle de tournesol, utilisables dans le domaine du bâtiment, et présentant des propriétés avantageuses sur le plan de l’isolation thermique, phonique ainsi que contre le feu.

L’invention concerne également leur procédé de fabrication.

L’utilisation de matériaux biosourcés concourt significativement au stockage de carbone atmosphérique et à la préservation des ressources naturelles. On entend par « matériau biosourcé » un matériau issu de la biomasse d’origine animale ou végétale.

Toutefois, pour être utilisables dans le secteur du bâtiment, ces matériaux doivent non seulement présenter des propriétés respectant les normes de sécurité en vigueur, mais également des propriétés physiques, mécaniques etc. permettant de les mettre en œuvre dans toutes les dispositions souhaitées (comme isolant thermique ou phonique, comme revêtement sur des surfaces planes ou non etc.). On a maintenant trouvé que de panneaux fabriqués à partir de moelle de tournesol et d’un liant permettaient d’obtenir les propriétés recherchées.

En particulier, on a trouvé que les panneaux à base de moelle de tournesol selon l’invention permettaient de fabriquer des panneaux de revêtement mural permettant leur application sur des surfaces courbes, notamment des surfaces courbes en 3 axes.

On a également trouvé que les panneaux à base de moelle de tournesol selon l’invention permettaient de fabriquer des panneaux de revêtement mural ayant dimension « hors standard » (dimensions qui dépassent les dimensions standard des papier peint) et facile à installer sur une surface.

Par « panneau à base de moelle de tournesol », on entend un panneau dont la composition comprend de la moelle de tournesol, de préférence sous forme broyée.

Un panneau désigne ici un élément de tout type de contour et/ou de toute forme géométrique en trois dimensions. Il peut s’agir par exemple d’un panneau plan, aussi bien que d’un panneau courbe, ou comportant au moins deux pans inclinés l’un par rapport à l’autre. Un tel panneau est par exemple configuré pour être utilisé en parement de paroi de bâtiment, quelle que soit une forme de la paroi à revêtir.

La moelle de tournesol est la partie intérieure de la tige de tournesol.

Selon un aspect de l’invention, on utilise uniquement la moelle de tournesol.

La préparation de la matière première consiste à séparer la moelle de la tige à partir des tiges récoltées dans les champs après la récolte des fleurs de tournesol.

Selon autre aspect de l’invention, on peut utiliser également un broyât de tournesol comprenant la moelle et la tige de tournesol.

L’invention concerne donc, selon un premier aspect, un panneau à base de moelle de tournesol, comprenant, en pourcentage pondéral :

- 55 à 75%, de préférence de 60 à 75%, de moelle de tournesol ou de broyât de tournesol,

- 10 à 40%, de préférence de 10 à 15%, de liant,

- 0 à 30%, de préférence de 10 à 20%, d’au moins un pigment,

- 0 à 5%, de préférence de 1 à 3%, d’au moins un additif, en particulier un agent conservateur,

- la somme des composants n’excédant pas 100%.

Avantageusement, ledit panneau à base de moelle de tournesol, consiste en, en pourcentage pondéral :

- 55 à 75%, de préférence de 60 à 75%, de moelle de tournesol ou de broyât de tournesol,

- 10 à 40%, de préférence de 10 à 15%, de liant,

- 0 à 30%, de préférence de 10 à 20%, d’au moins un pigment,

- 0 à 5%, de préférence de 1 à 3%, d’au moins un additif, en particulier un agent conservateur,

- la somme des composants n’excédant pas 100%.

Dans la présente description, la quantité de liant est exprimée sous forme sèche (poudre).

Les pourcentages pondéraux sont exprimés par rapport au poids total des composants du panneau. Selon un aspect préféré, ledit panneau à base de moelle de tournesol, comprend, en pourcentage pondéral :

- 60 à 75% de moelle de tournesol ou de broyât de tournesol,

- 12 à 15% de liant,

- 8 à 10% d’au moins un pigment,

- 2 à 3% d’agent anti-moisissure,

- la somme des composants n’excédant pas 100%.

Avantageusement, ledit panneau à base de moelle de tournesol, consiste en, en pourcentage pondéral :

- 60 à 75% de moelle de tournesol ou de broyât de tournesol,

- 12 à 15% de liant,

- 8 à 10% d’au moins un pigment,

- 2 à 3% d’agent anti-moisissure, la somme des composants n’excédant pas 100%.

Selon un autre aspect préféré, ledit panneau à base de moelle de tournesol, comprend, en pourcentage pondéral :

- 60 à 75%, de préférence 70 à 75%, de moelle de tournesol,

- 12 à 15% de liant,

- 8 à 10% d’au moins un pigment,

- 2 à 3% d’agent anti-moisissure,

- la somme des composants n’excédant pas 100%.

Avantageusement, ledit panneau à base de moelle de tournesol, consiste en, en pourcentage pondéral :

- 60 à 75%, de préférence 70 à 75%, de moelle de tournesol,

- 12 à 15% de liant,

- 8 à 10% d’au moins un pigment,

- 2 à 3% d’agent anti-moisissure,

- la somme des composants n’excédant pas 100%.

Les tiges sont broyées et tamisées pour séparer la moelle de tournesol. La moelle de tournesol peut, par exemple ; être séparée des tiges par aspiration à travers un tamis. La moelle de tournesol est également ensuite broyée et tamisée, afin d’obtenir, de préférence, une granulométrie comprise entre 3 et 15 mm, en particulier entre 5 et 12 mm.

Après broyage et tamisage, le broyât de tournesol a, de préférence, une granulométrie comprise entre 3 et 50 mm, en particulier entre 5 et 20 mm.

De préférence, la moelle de tournesol est utilisée à raison d’une masse volumique de 50 kg/m ³ à 200kg/m ³ .

Les panneaux à base de moelle de tournesol selon l’invention peuvent être fabriqués par un procédé comprenant les étapes suivantes :

- préparation du mélange comprenant la moelle de tournesol ou le broyât de tournesol, le liant, et de manière optionnelle, au moins un pigment,

- pulvérisation d’eau sur le mélange,

- pressage à chaud du mélange dans un moule, et

- démoulage du panneau ainsi obtenu.

Le cas échéant, un séchage à une température comprise entre 30 et 100°C, par exemple en étuve, peut être effectué pour faciliter la manipulation.

Le mélange de la moelle de tournesol ou du broyât de tournesol, du liant et, le cas échéant, du pigment en poudre peut être réalisée par des moyens usuels, par exemple dans une bétonnière. Le mélange est effectué pendant la durée nécessaire à l’obtention d’un mélange homogène, par exemple au moins 30 minutes.

Le pigment peut, par exemple, être choisi parmi les pigments minéraux ou organiques (par exemple, algues, microalgues ou bactéries, végétaux supérieurs etc.).

Selon un aspect de l’invention, le liant est une colle qui peut-être choisie, par exemple, parmi des colles d’origine naturelle telles que la colle d’amidon, les colles à base de cellulose telles que la méthylcellulose, les colles de protéine animale (de chitine, par exemple) ou végétale (de tournesol, par exemple), ou encore les colles à papier peint de type « Quelyd® M2 » (Bostik).

On peut également utiliser comme liant, par exemple, un mélange comprenant une colle, un liant minéral (par exemple du plâtre, ciment, chaux) et au moins une charge supplémentaire de type sable, poudre de marbre pour apporter plus de rigidité aux panneaux.

Lors de la pulvérisation de l’eau sur le mélange, on peut ajouter à l’eau, de manière optionnelle, au moins un additif, par exemple un agent conservateur, tel qu’un agent anti-moisissures.

On utilisera, de préférence, une huile essentielle ou un mélange d’huiles essentielles, telles que, par exemple, les huiles essentielles de lavande et de citronnelle.

Le mélange peut être ensuite placé dans le moule afin d'être pressé à température élevée, par exemple comprise entre 80°C et 100°C sous pression, par exemple une pression de l’ordre de 50 bar. De préférence, le moule est laissé sous pression pendant une durée d’au moins 1 h.

Alternativement, le pressage peut être réalisé à température ambiante (par exemple, entre 15°C et 30°C).

Avantageusement, l’épaisseur du panneau selon l’invention est comprise entre 1 et 100 mm, de préférence 2 à 50 mm.

Les panneaux à base de moelle de tournesol selon l’invention présentent des propriétés intéressantes en termes de régulation thermique, d’absorption acoustique et de résistance au feu.

Les tests au feu effectués avec panneau seul ou collé sur un support plaque de plâtre à faces cartonnées M1 , ou sur des supports en pose libre, avec différentes compositions et épaisseurs, ont été réalisés par un laboratoire agréé, et ont conduit à la certification M1 pour tous les essais.

Les panneaux à base de moelle de tournesol selon l’invention présentent des propriétés d’absorption acoustique particulièrement intéressantes à des fréquences basses (entre 0 à 1000Hz), avec un coefficient d’absorption supérieur à 0,5.

Pour une utilisation en revêtement mural, les panneaux selon l’invention peuvent être collés à l’aide d’une colle universelle forte à haute performance.

L’invention concerne également, selon des aspects ultérieurs, l’utilisation des panneaux à base de moelle de tournesol pour revêtir un support, en particulier pour un revêtement mural et/ou en tant que panneaux de régulation thermique et/ou pour isolation phonique.

L’invention concerne également un procédé de régulation thermique d’une surface, dans lequel on applique sur ladite surface un panneau à base de moelle de tournesol tel que décrit plus haut.

L’invention concerne également un procédé d’isolation phonique d’une surface, dans lequel on applique sur ladite surface un panneau à base de moelle de tournesol tel que décrit plus haut.

Avantageusement, ladite surface est une paroi de bâtiment.

Brève description des dessins

La figure 1 représente le coefficient d’absorption acoustique en onde plane sur un panneau à base de moelle de tournesol de 50 mm d’épaisseur.

Un panneau désigne ici un élément de tout type de contour et/ou de toute forme géométrique en trois dimensions. Par exemple, la figure 2 illustre un panneau comportant plusieurs pans, en particuliers ici trois pan, inclinés les uns par rapport aux autres, par exemple à angles droits.

L’invention est illustrée par les exemples qui suivent.

Exemple 1 : préparation d’un panneau à base de moelle de tournesol

1) Préparation du mélange

La moelle de tournesol a été séparée de l’écorce. Elle est tamisée manuellement à l’aide d’un tamis de 0,4mm afin d’éliminer les résidus de poussière. 600g de moelle tamisée sont ensuite placés dans une bétonnière électrique de 67L. La moelle seule tourne pendant 2 min dans la bétonnière.

Pendant que la bétonnière tourne avec la moelle, 72g de pigment vert Montecarlo (Ocres de France) en poudre est ajouté sur la moelle, en continuant à mélanger pendant 3 min afin de bien distribuer le pigment.

On ajoute au mélange 121 ,7g de méthylcellulose en poudre en continuant sans arrêter la bétonnière pendant 15 min. On pulvérise ensuite, 727,71g d’eau auxquels on additionne quelques ml d’un mélange d’huiles essentielles de lavande et de citronnelle à l’aide d’un pulvérisateur professionnel sur le mélange et sans arrêter la bétonnière.

On laisse encore le mélange tourner pendant 15 min dans la bétonnière.

2/ Disposition dans le moule et pressage

Un moule en bois bakélite a été spécialement fabriqué: ce moule est constitué d’un cadre rectangulaire divisé en deux carreaux de 1 ,20x1 ,20m. Le fond et la partie supérieure du moule sont détachés du cadre pour faciliter le démoulage. Le cadre est disposé sur un plan de travail, puis les plaques inférieures sont disposées dans le cadre.

Des feuilles de Téflon® préalablement pliée sur deux côtés sont disposées au fond du moule, pour faciliter le démoulage du panneau une fois pressé.

La moelle de tournesol est versée sur les feuilles de Téflon® en assurant une couche uniforme sur la totalité de la surface. Pour ce faire, un gabarit de 2cm sert à contrôler une épaisseur uniforme.

Une feuille de papier kraft coupée sur mesure est disposée sur la couche de moelle dans chaque espace du cadre. Une couche fine d’eau est pulvérisée sur le papier kraft (environ 100g).

Le deuxième panneau en bois bakélite est disposé sur la feuille de papier kraft. Le moule chargé est soulevé est placé sur le plateau inférieur d’une presse de placage à deux plateaux chauffants de 3x1 ,3m (Ital Press) en assurant une disposition au centre du plateau. La presse doit être déjà chauffée à une température de 80-90°C.

On presse le moule à 90°C et à 50bar jusqu’à que le plateau supérieur touche le bord du moule. On laisse ensuite le moule sous pression pendant 1 h.

3/ Démoulage

La presse est ouverte pour relâcher la pression, puis on sort le moule entier de la presse et on retire le panneau supérieur de bois bakélite.

La feuille de papier kraft est conservée afin d’assurer une bonne tenue du matériau, et elle pourra servir également au collage sur les murs. On retire ensuite les panneaux (120cmx120cm x0,3 cm) à l’aide des plis des feuilles deTéflon®, puis on retire les feuilles de Téflon®.

Exemple 2 : comportement acoustique Le coefficient d’absorption en onde plane d’échantillons de panneaux de 15cmx15cm avec une épaisseur de 50 mm a été mesuré. Pour chaque échantillon, on a prélevé une éprouvette cylindrique de diamètre 45mm.

Les deux faces de chaque éprouvette sont mesurées.

La mesure d'absorption du matériau est réalisée en conditions d'ondes planes dans un tube à ondes stationnaires (tube de Kundt) avec la technique classique des deux microphones. Le coefficient d'absorption a dépend de la fonction de transfert H12 mesurée entre les deux microphones espacés d'une distance s et du nombre d'onde k. Les échantillons sont de forme cylindrique, préparés au diamètre du tube à ondes stationnaires.

La procédure de mesure du coefficient d'absorption en incidence normale (tube de Kundt) s’appuie sur la norme ISO 10534-2.

Les résultats sont représentés sur la figure 1 et montrent des propriétés d’absorption acoustique particulièrement intéressantes à des fréquences basses (entre 0 et 1000Hz), avec un coefficient d’absorption supérieur à 0,5.