PLAQUE DE PLATRE AVEC GRANULES DE PLATRE

La présente invention se rapporte à une plaque de plâtre comprenant au moins une couche de granulés de plâtre.

Les usines de fabrication de plaques de plâtre se sont engagées dans une démarche économique de réduction d'« eau perdue ». En effet, le processus de séchage des plaques de plâtre, qui vise à éliminer l'eau excédentaire, est une étape qui nécessite beaucoup d'énergie et son coût n'est pas négligeable. Aussi, afin de réduire les coûts de production engendrés par le processus de séchage des plaques et augmenter les cadences de production, cette réduction d'eau est devenue indispensable.

Afin de répondre aux exigences des industriels il est devenu nécessaire de trouver un autre moyen pour réduire la quantité d'eau à évaporer dans les plaques de plâtre.

La typologie des plaques de plâtre représente aujourd'hui une solution dans la démarche économique de réduction d'« eau perdue » utilisée dans les usines de fabrication de plaques de plâtre.

Aussi le problème que se propose de résoudre l'invention est de fournir de nouvelles plaques de plâtre nécessitant moins d'eau au cours de leur fabrication.

De manière inattendue, les inventeurs ont mis en évidence qu'il est possible de réduire la quantité d'eau à évaporer dans les plaques de plâtre par réalisation d'une plaque à structure modifiée comprenant notamment un cœur obtenu à partir d'un plâtre non fluide, additionné d'eau, et mis en forme avec un procédé à faible temps de séjour.

Dans ce but la présente invention se rapporte à une plaque de plâtre comprenant au moins un parement ;

au moins une couche de granulés de plâtre, chaque granulé présentant un diamètre moyen compris de 200 μηη à 3 mm ;

au moins une couche de liaison entre le parement et la couche de granulés de plâtre ladite couche de liaison comprenant du plâtre et ne comprenant pas de granulés de plâtre.

La présente invention se rapporte également à un procédé de fabrication de plaques de plâtre selon l'invention comprenant les étapes suivantes :

a) amener au moins un premier parement ;

b) préparer une première composition de plâtre ;

c) étaler la composition obtenue à l'étape b) sur le premier parement pour obtenir une première couche de liaison ;

d) préparer des granulés de plâtre en utilisant un granulateur à haut taux de cisaillement et à faible temps de séjour ;

e) verser les granulés obtenus à l'étape d) sur la première couche de liaison obtenue à l'étape c) pour obtenir une couche de granulés ; f) amener un deuxième parement ;

g) préparer une deuxième composition de plâtre ;

h) étaler la deuxième composition obtenue à l'étape g) sur le deuxième parement pour obtenir une deuxième couche de liaison ;

i) déposer le deuxième parement obtenu à l'étape h) sur la surface supérieure de la couche de granulés de la préforme obtenue à l'étape e) en mettant en contact le coté enduit du parement avec la couche de granulés;

j) appliquer une pression sur la préforme obtenue à l'étape i).

La présente invention se rapporte également à l'utilisation d'une plaque de plâtre selon l'invention pour la fabrication d'éléments pour le domaine de la construction.

Enfin, la présente invention se rapporte également à des éléments pour le domaine de la construction obtenus à partir d'une plaque de plâtre selon l'invention.

L'invention offre au moins un des avantages décrits ci-après.

Un des avantages est que la plaque de plâtre selon l'invention permet de réduire la quantité d'eau utilisée dans les usines et nécessaire pour la fabrication de plaques de plâtre par rapport aux quantités classiquement utilisées.

Avantageusement, la plaque de plâtre selon l'invention permet de préparer une plaque de plâtre présentant une haute densité améliorant la résistance mécanique, la tenue au feu et la performance acoustique.

Un autre avantage est que la plaque de plâtre selon l'invention offre un gain d'énergie. En effet la réduction de la consommation en eau permet de réduire les coûts de production liés au coût de séchage, voire dans certains cas de supprimer l'étape de séchage. En conséquence, il est possible d'augmenter les cadences de production, l'opération de séchage correspondant à une étape limitante pour les capacités de production.

Avantageusement, la plaque de plâtre selon l'invention présente des résultats très satisfaisants sur tous les types de plâtres.

Enfin l'invention a pour avantage de pouvoir être utilisée dans l'une des industries, par exemple l'industrie du bâtiment, l'industrie de la construction d'éléments en plâtre ou l'industrie cimentière, et dans l'ensemble des marchés de la construction (bâtiment, génie civil ou usine de préfabrication).

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description et des exemples donnés à titre purement illustratif et non limitatif qui vont suivre.

Par l'expression « liant hydraulique », on entend de préférence selon la présente invention tout composé ayant la propriété de s'hydrater en présence d'eau et dont l'hydratation permet d'obtenir un solide ayant des caractéristiques mécaniques. Le liant hydraulique selon l'invention peut en particulier être un liant hydraulique à base de sulfate de calcium. De préférence, le liant hydraulique selon l'invention est du plâtre.

Par l'expression « liants hydrauliques à base de sulfate de calcium », on entend selon l'invention les liants hydrauliques à base de sulfate de calcium partiellement anhydre ou totalement anhydre.

Par les termes suivants, on entend de préférence selon la présente invention :

- pour gypse ou sulfate de calcium hydraté : CaSCU^h^O) ;

- pour sulfate de calcium semihydrate ou sulfate de calcium partiellement anhydre: CaSO ₄ '0.5H ₂ O ;

- pour sulfate de calcium anhydre ou anhydrite (type II ou type III) ou sulfate de calcium totalement anhydre : CaS0 ₄ .

Par le terme "plâtre", on entend de préférence selon l'invention aussi bien le sulfate de calcium sous sa forme CaSC O.Sh^O que sous sa forme CaSCU^h^O) après hydratation.

Par l'expression « composition de plâtre », on entend de préférence selon la présente invention un mélange d'eau et de liant hydraulique à base de sulfate de calcium semihydrate (préférentiellement du plâtre), la composition étant moussée ou non moussée, et éventuellement additionnée d'autres composés (par exemple, des charges, des adjuvants etc .).

Par le terme « prise », on entend de préférence selon la présente invention le passage à l'état solide par réaction chimique d'hydratation du liant. La prise est généralement suivie par une période de durcissement.

Par le terme « durcissement», on entend de préférence selon la présente invention l'acquisition des propriétés mécaniques d'un liant hydraulique, après la fin de la prise.

La plaque de plâtre comprend différentes catégories d'eau. Tout d'abord, l'eau d'hydratation représente l'eau nécessaire pour l'hydratation du sulfate de calcium anhydre ou partiellement anhydre. D'autre part, la plaque de plâtre comprend de l'eau excédentaire qui représente l'eau nécessaire pour l'obtention de la consistance du mélange eau/plâtre avant sa prise. Cette eau n'est pas prise en compte dans l'eau d'hydratation.

Par l'expression « éléments pour le domaine de la construction », on entend de préférence selon la présente invention tout élément constitutif d'une construction comme par exemple un sol, une chape, un mur, une cloison, un plafond, une poutre, un plan de travail, un pilier, un poteau, une corniche, un coffrage, un moule, un doublage ou un système d'isolation.

Tout d'abord l'invention se rapporte à une plaque de plâtre comprenant

au moins un parement ; au moins une couche de granulés de plâtre, chaque granulé présentant un diamètre moyen compris de 200 μηη à 3 mm ;

au moins une couche de liaison entre le parement et la couche de granulés de plâtre ladite couche de liaison comprenant du plâtre et ne comprenant pas de granulés de plâtre.

La plaque de plâtre selon l'invention comprend des granulés de plâtre. Ces granulés sont individualisés et ne forment pas une couche pleine ou compacte comme cela est le cas pour une plaque de plâtre conventionnelle du type BA13 fabriquée à partir d'une composition de plâtre fluide de type coulis. Il est à noter que la plaque de plâtre selon l'invention peut comprendre selon une variante, plusieurs couches de granulés. Selon une variante de l'invention il est possible de réaliser une plaque de plâtre où plusieurs couches de granulés sont intercallées entre plusieurs couches de liaison.

Ces granulés peuvent se présenter sous forme sphérique ou avec un facteur de forme proche de un.

Ces granulés de plâtre peuvent être creux ou comprendre un matériau léger ce qui les rend allégés. Lorsque ces granulés sont allégés, c'est la fraction solide de plâtre qui les compose qui est diminuée par remplacement d'un matériau plus léger (par exemple la vermiculite, la perlite, l'aérogel, le liège etc), et présente une certaine porosité.

De préférence, les granulés de la plaque de plâtre selon l'invention sont en forme de billes, pleines ou creuses. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les granulés de la plaque de plâtre selon l'invention sont des billes creuses ou des billes de plâtre allégées.

Les granulés de la plaque de plâtre selon l'invention présentent un diamètre moyen compris de 200 μηη à 3 mm. De préférence, ces granulés présentent un diamètre moyen de 500 μιιι à 2 mm, plus préférentiellement de 600 μηη à 1 ,8 mm. Avantageusement, cette taille de granulés permet d'éviter que la plaque de plâtre selon l'invention se rompe lors d'un test de compression ou présente une rupture fragile. La plaque selon l'invention ne se brise pas lors d'un test de compression, contrairement à une plaque comprenant des granulés de grandes tailles ou une plaque de plâtre standard (sans granulés). Avantageusement, cette taille de granulés permet également un meilleur remplissage de la couche de granulé en limitant les effets de parois.

Les granulés de la plaque de plâtre selon l'invention présentent de préférence un ratio E/D≥ 5 dans lequel E est l'épaisseur de la plaque de plâtre selon l'invention et D est le diamètre moyen des granulés, ainsi pour une plaque de plâtre selon l'invention d'épaisseur 13 mm, la couche de granulés présente une épaisseur de l'ordre de 12 mm et donc des granulés dont le diamètre moyen doit être inférieur ou égal 2,5 mm. Il est à noter que la plaque de plâtre selon l'invention peut comprendre un mélange de granulés de diamètre différents.

De préférence, la densité apparente de la couche de granulés de plâtre est comprise de 1 ,0 à 1 ,8, de préférence de 1 ,0 à 1 ,5, plus préférentielement de 1 ,0 à 1 ,3.

De préférence, les granulés de plâtre de la plaque de plâtre selon l'invention présente un ratio E/P (Eau / plâtre en masse sèche) compris de 0,18 à 0,30, de préférence de 0,22 à 0,27, plus préférentielement de 0,23 à 0,25.

De préférence, la couche de liaison de la plaque de plâtre selon l'invention présente un ratio E/P (Eau / plâtre en masse sèche) compris de 0,4 à 0,8, de préférence de 0,5 à 0,7, plus préférentiellement de 0,5 à 0,6.

De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention ne présente pas de comportement de rupture fragile en compression.

De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention présente une épaisseur variable, de préférence comprise de 9 à 80 mm, et plus préférentiellement égale 13 mm.

De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention présente une résistance mécanique en compression d'au moins 20 MPa, de préférence d'au moins 40 MPa, en particulier lorsque cette plaque présente une épaisseur de 13mm.

De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention présente une résistance en flexion de 5 à 8 MPa, en particulier lorsque cette plaque présente une épaisseur de 13 mm.

De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention présente des granulés de plâtre obtenus en utilisant un granulateur à fort taux de cisaillement et à faible temps de séjour.

De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention comprend

- deux parements ;

une couche de granulés de plâtre, chaque granulé présentant un diamètre moyen compris de 200 μηη à 3 mm ;

deux couches de liaison entre les parements et la couche de granulés de plâtre ladite couche de liaison comprenant du plâtre et ne comprenant pas de granulés de plâtre.

Les granulés de plâtre de la plaque de plâtre selon l'invention comprennent de la poudre de plâtre agglomérée. De préférence, la poudre de plâtre agglomérée est le constituant majoritaire. De préférence, ces granulés sont obtenus à partir d'une poudre agglomérée en présence d'eau.

Avantageusement, la plaque de plâtre selon l'invention peut comprendre par ailleurs divers additifs ou adjuvants incorporés dans les granulés de plâtre ou dans la composition de plâtre de la couche de liaison. La plaque de plâtre selon l'invention peut avantageusement comprendre des adjuvants utilisés générallement par exemple des fluidifiants, des régulateurs de prise (accélérateurs, retardateurs), des épaississants (par exemple l'amidon), des plastifiants, des agents de surface, des hydrofugeants, des agents moussants, des charges inertes, etc.

Selon différentes variantes de l'invention, la composition de plâtre de la couche de liaison ou les granulés de plâtre peuvent comprendre en outre :

un agent fluidifiant par exemple les Poly Mélamine Sulfonates (PMS), les Poly Naphtalène Sulfonates (PNS), les Poly Carboxylate Polyoxyéthylène (PCP) ;

un agent épaississant par exemple des dérivés cellulosiques, par exemple la carboxyméthylcellulose, la méthylhydroxypropylcellulose ou la méthylhydroxyethylcellulose, des gommes végétales par exemple les gommes acacia, adragante, caroube, dextrane, diutane, gellane, guar, scléroglucane, xanthane, welane, des polyoxydes d'éthylène, de l'amidon ou ses dérivés, la gélatine, les polysaccharides, les hydrocolloïdes, l'agar, les carraghénanes ou leurs mélanges;

un agent mouillant par exemple des alcools, des polyols et en particulier des diols ;

un agent dispersant par exemple des polymères carboxyliques ou leurs sels ;

- des agents régulateurs de prise de type accélérateur (par exemple, germe de gypse, K ₂ S0 ₄ , sel de sulfate, du Bail Milled Accelerator qui est un mélange de 50% de gypse, 40% d'amidon et 10% de lignosulfate de calcium) ou de type retardateur (par exemple des protéines dégradées ou non dégradées, des sucres, des polyacrylates) ;

- des charges inertes par exemple du carbonate de calcium, du gypse, du gypse issu des rébus de plaques de plâtre ;

des charges légères par exemple la vermiculite, la perlite, l'aérogel, le liège etc ;

des fibres, par exemple des fibres végétales ou minérales, des déchets de papier .

Selon différentes variantes de l'invention, la composition de plâtre de la couche de liaison ou les granulés de plâtre ne comprennent pas de cendres volantes.

La plaque de plâtre selon l'invention comprend des granulés de plâtre. De préférence, ces granulés sont disposés de façon aléatoire.

La plaque de plâtre selon l'invention comprend au moins un parement. Les parements conventionnels utilisés dans la fabrication des plaques de plâtre conviennent tout particulièrement les parements en fibre de cellulose (par exemple les parements en papier, en papier recyclé) ou en fibre inorganique (par exemple les parements en fibre de verre).

La plaque de plâtre selon l'invention comprend au moins une couche de liaison, par exemple une couche de liaison en plâtre. Les couches de liaison en plâtre des plaques de plâtre conventionnelles conviennent tout particulièrement, par exemple les couches denses présentes dans la plaque de plâtre conventionnelle du type BA13 avec au moins de l'eau et de l'amidon comme constituants principaux du plâtre.

La fabrication de plaques de plâtre en générale est connue, et plus particulièrement des plaques de plâtre présentant un coeur en plâtre dont la densité varie en fonction de la distance par rapport à la surface. Des procédés sont connus pour la fabrication de plaques de plâtre présentant une couche de coeur de faible densité qui intégrent des agents moussants dans la composition. Cette couche de coeur est prise en sandwich entre des couches de surface à haute densité (couche dense). Les couches de plâtre de surface sont solidaires du parement. Généralement, le dispositif pour fabriquer ce type de plaque, comprend :

des moyens d'amenée d'un parement,

un premier mixeur de préparation d'une première composition de plâtre, des moyens d'application de la première composition de plâtre sur un parement,

des moyens d'étalement de cette première composition de plâtre pour obtenir une première couche de surface sur le parement,

des moyens de calibrage permettant de maîtriser l'épaisseur de cette première couche de surface,

un deuxième mixeur de préparation d'une deuxième composition de plâtre,

des moyens d'application de la deuxième composition de plâtre pour obtenir une couche de coeur sur la première couche de surface, des moyens de calibrage de l'épaisseur de cette couche de coeur, un troisième mixeur de préparation d'une troisième composition de plâtre, des moyens d'amenée d'un deuxième parement,

des moyens d'application de la troisième composition de plâtre sur le deuxième parement,

des moyens d'étalement pour obtenir une deuxième couche de surface, des moyens de calibrage permettant de maîtriser l'épaisseur de cette deuxième couche de surface,

des moyens de retournement du deuxième parement,

des moyens de mise en forme d'une plaque de plâtre,

des moyens d'entraînement du parement et des couches. Ce procédé connu de fabrication de plaques de plâtre peut être utilisé pour la fabrication des plaques de plâtre selon l'invention. La Demanderesse a trouvé qu'en adaptant ce procédé connu, des plaques de plâtres comprenant au moins une couche de granulés de plâtre peuvent être fabriquées.

Le procédé de fabrication de plaques de plâtre selon l'invention comprend les étapes suivantes :

a) amener au moins un premier parement ;

b) préparer une première composition de plâtre ;

c) étaler la composition obtenue à l'étape b) sur le premier parement pour obtenir une première couche de liaison ;

d) préparer des granulés de plâtre en utilisant un granulateur à haut taux de cisaillement et à faible temps de séjour ;

e) verser les granulés obtenus à l'étape d) sur la première couche de liaison obtenue à l'étape c) pour obtenir une couche de granulés ;

f) amener un deuxième parement ;

g) préparer une deuxième composition de plâtre ;

h) étaler la deuxième composition obtenue à l'étape g) sur le deuxième parement pour obtenir une deuxième couche de liaison ;

i) déposer le deuxième parement obtenu à l'étape h) sur la surface supérieure de la couche de granulés de la préforme obtenue à l'étape e) en mettant en contact le coté enduit du parement avec la couche de granulés;

j) appliquer une pression sur la préforme obtenue à l'étape i).

Les compositions de plâtre utilisées dans le procédé selon l'invention peuvent être préparées en utilisant des malaxeurs, par exemple des malaxeurs à haute énergie ou des malaxeurs à haut taux de cisaillement (par exemple malaxeur flexomix de la société Hosokawa).

La composition et les granulés de plâtre durcissent rapidement par hydratation du plâtre.

Ensuite, les plaques sont séchées, par exemple par chauffage dans des séchoirs afin d'éliminer l'excès d'eau.

La plaque de plâtre selon l'invention possède des qualités mécaniques excellentes. La résistance mécanique de la plaque de plâtre selon l'invention est généralement évaluée par la mesure de la résistance en flexion ou en compression. En particulier, les résistances mécaniques en compression sont excellentes, les plaques de plâtre ne présentent pas de rupture fragile contrairement à la plaque de plâtre standard du type BA13.

La présente invention se rapporte aussi à l'utilisation d'une plaque de plâtre selon l'invention pour la fabrication d'éléments pour le domaine de la construction. Enfin, la présente invention se rapporte aussi à des éléments pour le domaine de la construction obtenus à partir d'une plaque de plâtre selon l'invention.

Brève description des figures :

Les figures suivantes illustrent l'invention sans en limiter la portée.

La figure 1 représente une vue shématique en coupe d'un exemple de plaque de plâtre selon l'invention.

La figure 2 représente une vue shématique en coupe d'un exemple de procédé de fabrication d'une plaque de plâtre selon l'invention.

La figure 3 représente la force de compression en fonction du déplacement.

Description de modes de réalisation de l'invention :

Les modes de réalisation suivants illustrent l'invention sans en limiter la portée. En faisant référence à la figure 1 , la plaque de plâtre selon l'invention comprend un premier et second parement (1 et 2), des première et seconde couches denses (3 et 4), une couche de cœur (5) comprenant des granulés (6).

Les exemples suivants illustrent l'invention sans en limiter la portée. EXEMPLES

1/ Composition pour former les granulés

Les granulés ont été le résultat du mélange homogène de plusieurs constituants en utilisant un granulateur à fort taux de cisaillement et à temps de séjour très court par exemple, un granulateur Flexomix 160 de la société Hosokawa avec une durée de granulation d'une fraction de seconde à quelques secondes. Les proportions des constituants des granulés de plâtre étaient les suivantes : o plâtre (dans ce cas d'origine synthétique) : 100g o eau : 27g

2/ Préparation des compositions de plâtre

2-1 / La composition de plâtre utilisée pour la formation des couches denses a été le résultat du mélange homogène de plusieurs constituants à l'aide d'un malaxeur classiquement utilisé pour la préparation de composition de plâtre (par exemple un mélangeur Turbotest 33/300 de la société Rayneri). Les proportions des constituants de la composition de plâtre étaient les suivantes :

o plâtre (dans ce cas d'origine synthétique) : 100g o eau : 60g

o amidon (C ⁺ 05072 de Cerestar) : 0.2g

Les étapes de la préparation de la composition utilisée pour la couche dense étaient les suivantes :

o Pesée des constituants

o Introduction puis homogénéisation de l'eau et du retardateur de prise dans le bol de mélange

o Homogénéisation du plâtre et de l'amidon

o Mise en route du mélangeur

o Introduction progressive du mélange plâtre/amidon pendant 30 secondes

o Poursuite du malaxage pendant 1 minute avant arrêt du mélangeur

2-2 / Les granulés étaient le résultat du mélange homogène de pl constituants :

o Du plâtre (dans ce cas d'origine synthétique)

o De l'eau

Le mélange homogène a été obtenu en utilisant d'un granulateur Flexomix 160. Ce granulateur était alimenté en continu par une pompe péristaltique pour le liquide et un doseur à vis pour la poudre. Les débits d'alimentation des différents constituants de la composition de plâtre étaient les suivants : o Débit de poudre : 5 kg/min

o Débit de la solution liquide : 1 ,36 l/min

3/ Préparation d'une plaque de plâtre selon l'invention

La préparation d'une plaque de plâtre a nécessité le matériel suivant :

o Un mélangeur rotatif (mélangeur Turbotest 33/300 fabriqué par la société Rayneri)

o Un moyen de formage de plaque de plâtre (unité pilote développée par Lafarge) comprenant deux rouleaux de stockage de parement, de deux moyens d'amenée des parements (formés chacun par deux rouleaux), de deux systèmes d'enduction de la composition de plâtre formant la couche dense (chacun installé sur un moyen de déroulage de parement), d'une trémie doseuse d'alimentation des granulés, d'un moyen de calibrage de l'épaisseur de la plaque formée.

Un granulateur, Flexomix 160, dont la sortie des granulés formés était positionnée à proximité de la trémie d'alimentation des granulés. La préparation de la plaque de plâtre est réalisée selon la séquence suivante en utilisant le matériel décrit ci-dessus:

o Préparation du moyen de formage de plaque de plâtre :

• Chargement des rouleaux de stockage de parement avec un parement cellulosique classiquement utilisé pour former des plaques de plâtre

• alignement des rouleaux de stockage et de manutention de parements

• réglage du système d'enduction de la composition formant la couche dense sur les parements de façon à obtenir une épaisseur finale de la couche dense de 1 mm

• réglage du système de calibrage de la plaque pour obtenir une épaisseur de 13mm

o Chargement des systèmes d'alimentation du granulateur avec les consitutants décrits au paragraphe 2-2/

o Préparation d'une composition de plâtre utilisée pour la formation des couches denses dont la composition est similaire à celle décrite au paragraphe 2-1/

o Chargement de la composition de plâtre utilisée pour la formation des couches denses dans le système d'enduction du moyen de formage

o Mise en route du moyen de formage puis des systèmes d'enduction

o Mise en route du granulateur et alimentation de la trémie doseuse o Formage de la plaque en continu jusqu'à l'obtention d'une plaque de plâtre

o Mâturation de la plaque de plâtre en milieu confiné jusqu'à la complète hydratation du plâtre o Séchage de la plaque dans une étuve ventillée selon le protocole de température suivant :

• Montée en température jusqu'à 180°C en 1 1 minutes

• Pallier en température à 180°C pendant 1 minute

· Descente en température vers 120°C pendant 3 minutes

• Fin du séchage à 45°C pendant 5 minutes

41 Mesure de la densité apparente et de la résistance mécanique en flexion et compression des plaques 4-1/ Méthodologie :

La mesure de densité apparente a nécessité une plaque de plâtre préparée selon le protocole décrit dans l'exemple 3, un moyen de découpe de l'échantillon de plaque de plâtre (par exemple une scie à ruban), un moyen de mesure d'épaisseur (par exemple un pied à coulisse) et un moyen de mesure de masse (par exemple une balance dont la précision est inférieure à 1 % de la masse de l'échantillon pesé).

Un échantillon de plaque de plâtre a été découpé dans la plaque de plâtre en utilisant le moyen de découpe, le centre de l'échantillon correspondant au centre de la plaque de plâtre. L'échantillon de plaque de plâtre était de forme carré, la longueur des côtés étant de 5 cm.

L'épaisseur de l'échantillon de plaque de plâtre a été mesurée précisément en quatre endroits (au centre de chacun des côtés de l'échantillon) en utilisant le moyen de mesure d'épaisseur. L'épaisseur moyenne de l'échantillon était égale à la valeur moyenne des résultats des quatre mesures d'épaisseur, exprimée en centimètre.

Le volume de l'échantillon de plaque de plâtre a été calculée en multipliant son épaisseur par sa surface, la surface étant le résultat de la multiplication de la longueur de deux des cotés.

La masse de l'échantillon de plaque de plâtre a été mesurée à l'aide du moyen de mesure de masse, exprimé en gramme. La densité apparente de la plaque de plâtre était le résultat du calcul du ratio entre la masse de l'échantillon de plaque de plâtre et le volume de l'échantillon de plaque de plâtre, exprimée en gramme par centimètre cube. Les mesures de résistances mécaniques ont nécessité une plaque de plâtre préparée selon le protocole décrit dans la section 3, un moyen de découpe de l'échantillon de plaque de plâtre (par exemple une scie à ruban), un moyen de mesure d'épaisseur (par exemple un pied à coulisse), une presse, un dispositif de flexion trois points pour la mesure de la résistance mécanique en flexion ou un dispositif de compression pour la mesure de la résistance mécanique en compression.

La presse était un appareil composée d'un plateau fixe et d'une traverse mobile montée sur un cadre rigide. La traverse mobile a été régulée en vitesse, sa position a été mesurée et a été enregistrée au cours du temps. La traverse mobile était équipée en son centre d'un capteur de force permettant de quantifier l'effort appliqué sur l'échantillon. Le capteur de force est choisi pour pouvoir mesurer une gamme de forces comprises de 0 à une valeur supérieure ou égale à 10kN pour le test de flexion et de 0 à 200kN pour le test de compression.

Le dispositif de flexion trois points était composé de :

o deux appuis métalliques, appelés appuis inférieurs, montés sur le plateau inférieur. Ces appuis avaient une partie supérieure de forme cylindrique de 5 mm de rayon, la longueur étant très supérieure à la largeur de l'échantillon à tester. Les parties de forme cylindrique des deux appuis avaient des axes de symétrie parallèles. La distance entre les deux axes de symétrie des cylindres formant la partie supérieure des appuis était de 25 cm, le milieu de la longueur entre les deux cylindres étant positionnée au centre de la traverse,

o Un appui métallique, appelé appui supérieur, monté sur le capteur de force installé sur la traverse mobile supérieure. Cet appui avait une partie inférieure de forme cylindrique de 5 mm de rayon, la longueur étant très supérieure à la largeur de l'échantillon à tester. L'axe de la partie de forme cylindrique de l'appui supérieur était positionné parallèlement à l'axe de symétrie des parties cylindriques formant l'extrémité des appuis inférieurs, le plan vertical le contenant passant à mi-distance des axes de symétrie des parties cylindriques formant l'extrémité des appuis inférieurs.

Le dispositif de compression était composé de :

o Un appui métallique monté sur le plateau inférieur de la presse. La partie supérieure de cet appui était composée d'une pièce métallique ronde, plane et horizontale appelée plateau inférieur. Le diamètre de la pièce métallique ronde était très supérieur au diamètre de l'échantillon à caractériser. o Un appui métallique monté sur le capteur de force installé sur la traverse supérieure de la presse. La partie inférieure de cet appui était composée d'une pièce métallique ronde, plane et articulée par une rotule (appelée plateau supérieur) permettant un contact parfait avec toute la surface de l'échantillon posé sur le plateau inférieur. Le diamètre de la pièce métallique ronde était très supérieur au diamètre de l'échantillon à caractériser.

Un échantillon pour essais de flexion a été découpé dans la plaque de plâtre à l'aide du moyen de découpe, le centre de l'échantillon pour essai de flexion correspondant au centre de la plaque de plâtre. L'échantillon pour essai de flexion était de forme rectangulaire, la largeur étant de 10 cm et la longueur est 40 cm. La direction de la longueur de l'échantillon a été choisie pour être parallèle à la direction de résistance mécanique la plus élevée du parement de la plaque de plâtre (par exemple, pour un parement cellulosique, cette direction était donnée par la direction d'alignement des fibres de celullose générée par le procédé de fabrication).

Un échantillon pour essais de compression a été découpé dans la plaque de plâtre en utilisant du moyen de découpe, le centre de l'échantillon pour essai de compression correspondant au centre de la plaque de plâtre. L'échantillon pour essai de compression était de forme carrée dont la longueur des côtés est de 5 cm.

L'épaisseur de l'échantillon l'essai de flexion a été mesurée précisément en quatre endroits (au centre de chacun des côtés de l'échantillon) en utilisant le moyen de mesure d'épaisseur. L'épaisseur moyenne de l'échantillon était égale à la valeur moyenne des résultats des quatre mesures d'épaisseur, exprimée en centimètre.

L'épaisseur de l'échantillon l'essai de compression a été mesurée précisément en quatre endroits (au centre de chacun des côtés de l'échantillon) en utilisant le moyen de mesure d'épaisseur. L'épaisseur moyenne de l'échantillon était égale à la valeur moyenne des résultats des quatre mesures d'épaisseur, exprimée en centimètre.

Un essai de résistance en flexion a été réalisé en sollicitant l'échantillon avec la presse équipée du dispositif de flexion trois points. L'échantillon pour essai de flexion était positionné sur les appuis inférieurs du dispositif de flexion trois points, le centre de l'échantillon étant positionné au centre des appuis inférieurs. La traverse mobile de la presse était alors mise en mouvement afin que les appuis inférieurs et supérieurs du dispositif de flexion trois points se rapprochent. La vitesse de la traverse était de 1 mm/min, et restait fixe tout au long de l'essai. La position de la traverse mobile ainsi que la force mesurée par le capteur de force de la presse étaient enregistrées au cours du temps. Au moment où l'appui supérieur entrait en contact avec l'échantillon, la valeur de la position de la traverse mobile était enregistrée, cette position étant appelée position zéro. L'essai était terminé à la rupture de l'échantillon. Le traitement des données enregistrées permettait d'identifier la valeur maximale de la force mesurée par le capteur de force de la presse au cours de l'essai, appelée force de rupture de l'échantillon pour essais de flexion.

Un essai de résistance en compression a été réalisé en sollicitant l'échantillon avec la presse équipée de dispositif de compression. L'échantillon l'essai de compression était positionné sur le plateau inférieur du dispositif de compression, le centre de l'échantillon étant positionné au centre du plateau inférieur. La traverse mobile de la presse était alors mise en mouvement afin que les plateaux, inférieur et supérieur, du dispositif de compression se rapprochent. La vitesse de la traverse était de 1 mm/min, et restait fixe tout au long de l'essai. La position de la traverse mobile ainsi que la force mesurée par le capteur de force de la presse sont enregistrées au cours du temps. L'essai était terminé quand la force mesurée par le capteur atteignait la limite de capacité du capteur. Le traitement des données enregistrées a permis d'identifier la valeur maximale de la force mesurée par le capteur de force de la presse au cours de l'essai, appelée force de rupture interne (point A sur la figure 3) et force de compaction sans décohésion (point B de la figure 3). Le point A représente un endommagement local de la plaque avec une rupture de un ou de multples granulés sans propagation de la fissure. Le point B représente la fin de l'étape de compaction de la couche de granulés, qui se réorganise suite à la rupture des granulés au point A.

La résistance mécanique en flexion a été obtenu par calcul selon la formule ci-dessous

1.5 x F _f x i

R _f est la résistance mécanique en flexion, en Pascals ;

F _f est la force de rupture de l'échantillon pour essai de flexion, en Newtons ;

I est la distance entre les deux appuis inférieurs, en mètres ;

b est l'épaisseur de l'échantillon pour essais de flexion, en mètres ; L est la largeur de l'échantillon pour essais de flexion, en mètres. La résistance mécanique en compression a été obtenu par calcul selon la formule ci- dessous : où :

R _c est la résistance mécanique en compression, en Pascals ;

F _c est la force de rupture de l'échantillon pour essai de compression, en

Newtons ;

C est la longueur des côtés de l'échantillon pour essais de flexion, en mètres.

4-2/ Mesure de la densité apparente et de la résistance sur les plaques de plâtres selon l'invention :

En utilisant les méthodes décrites au paragraphe 4-1/, la densité apparente et la résistance-mécanique des plaques obtenues au paragraphe 3/ ont été mesurées. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous :

Plaques

N°1 N°2 N°3

Densité apparente (g/cm ³ ) 1 .07 1 .15 1 .25

Résistance mécanique en flexion ( MPa) 5.46 6.65 7.30

A (0.3 à 0.4 mm)

Résistance mécanique en compression 3.5 5 7.5

B (3 à 4 mm)

(MPa)

38 40 45