FR2960474A1 - Structure multicouches a alveoles avec depot metallique - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une structure multicouches (1) comportant au moins une première couche (10) comprenant un premier film polymère (13) portant sur une première face (15) un dépôt métallique (50), cette première face (15) étant une face libre de la première couche (10), et au moins une deuxième couche (20) comprenant un deuxième film polymère (23). La deuxième couche (20) est jointe en plusieurs zones de jonction à la première couche (10) sur la première face (15) portant le dépôt métallique (50), ces zones de jonction définissant une région de contact (30) entre la première couche (10) et la deuxième couche (20), la première couche (10) et la deuxième couche (20) hors de cette région de contact (30) formant au moins une alvéole (42).

Description

La présente invention concerne une structure multicouche comportant au moins une première couche comprenant un premier film polymère portant sur une première face un dépôt métallique, cette première face (15) étant une face libre de ladite première couche (10), et une deuxième couche comprenant un deuxième film polymère. On connaît des structures constituées de plusieurs couches telles que un film polymère, avec éventuellement un dépôt métallique, un film métallique, de la mousse polymère, de la laine de verre, de la laine de roche. Par empilement de ces couches, on cherche à multiplier les barrières thermiques afin d'isoler thermiquement l'air situé d'un côté de la structure de l'air situé de l'autre coté. De telles structures multicouches sont cependant peu isolantes, car l'air est libre de circuler entre les couches et donc de passer par les côtés de la structure d'un espace entre deux couches à un autre espace entre deux couches, ce qui contribue à transférer la chaleur au travers de la structure multicouches. On peut enfermer la structure dans un cadre qui emprisonne les bords des couches de cette structure, afin d'empêcher la circulation d'air. Cependant la matière de ce cadre agit alors comme un pont thermique qui diminue fortement les propriétés d'isolation thermique de la structure. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. L'invention vise à proposer une structure multicouches dont les propriétés d'isolation thermiques sont améliorées. Ce but est atteint grâce au fait que la deuxième couche est jointe en plusieurs zones de jonction à la première couche sur la première face portant ledit dépôt métallique, ces zones de jonction définissant une région de contact entre la première couche et la deuxième couche, la première couche et la deuxième couche hors de cette région de contact formant au moins une alvéole.
Grâce à ces dispositions, la face métallisée du premier film portant le dépôt métallique est en contact avec le volume d'air (ou de gaz) présent dans l'espace entre ce premier film et la deuxième couche. Ceci présente plusieurs avantages par rapport à la solution de l'art antérieur où cet espace est rempli par un autre matériau tel que de la mousse ou des fibres comme la laine. En effet, ces matériaux étant opaques aux infrarouges, les infrarouges sont absorbés puis reémis par ces matériaux.
Cependant cette reémission est faible car le gradient de température entre les fibres ou les parois des porosités de la mousse est très faible. La dissipation de chaleur par rayonnement par ce matériau est donc très faible. Même si la première couche est métallique, la barrière du métal au transfert thermique radiatif est minimisée par son contact avec le matériau ci-dessus, et le métal contribue seulement à limiter la transmission des rayonnements infrarouge et infrarouge lointain. Au contraire, dans la solution de l'invention, le dépôt métallisé étant directement au contact avec le volume d'air (ou de gaz), qui est davantage transparent au rayonnement thermique que les mousses ou les fibres, le rayonnement thermique réémis par le dépôt métallisé ne va pas contribuer à réchauffer l'espace entre la première couche et la deuxième couche. De plus, étant donné que cette face métallisée a une plus basse émissivité que l'autre face du premier film (par exemple en polymère) de la première couche, elle réémet moins de rayonnement en direction de cette autre face (et donc au travers de la première couche), et étant donné que cette face métallisée est opaque, il ne peut y avoir de transmission de rayonnement au travers de la première couche.
Il en résulte une meilleure isolation thermique pour une structure comprenant un ensemble selon l'invention formé de cette première couche et de cette deuxième couche. Avantageusement, la région de contact entre la première couche et la deuxième couche comprend un ensemble de lignes continues croisées formant un réseau de telle sorte les parties de la première couche et de la deuxième couche séparées par ces lignes forment un ensemble d'alvéoles disjointes fermées. Par exemple, la totalité de l'espace entre la première couche et la deuxième couche est un ensemble d'alvéoles disjointes fermées.
L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit, d'un mode de réalisation représenté à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective et en coupe d'une structure multicouches selon l'invention,
la figure 2 est une vue en perspective et en coupe d'une autre configuration d'une structure multicouches selon l'invention, la figure 3 est une vue en perspective et en coupe d'une autre configuration d'une structure multicouches selon l'invention, la figure 4 est une vue en perspective et en coupe d'une autre configuration d'une structure multicouches selon l'invention, la figure 5 est une vue en coupe d'une autre configuration d'une structure multicouches selon l'invention. Dans la description qui suit les termes "intérieur" et "extérieur" indiquent, en référence à deux couches adjacentes quelconques, respectivement l'espace entre ces deux couches et la région à l'extérieur de ces deux couches. La figure 1 montre un exemple de structure bi-couches selon l'invention. La première couche 10 est constituée d'un premier film polymère 13 portant sur une de ses faces, appelée première face 15, un dépôt métallique 50. Le film polymère 13 de la première couche 10 peut lui-même être constitué de plusieurs films polymères. Par exemple, le film polymère 13 est constitué d'un film de polyéthylène (PE) en sandwich entre deux films de Surlyn® (fabriqué par Dupont de Nemours). On fixe sur la première face 15 portant le dépôt métallique 50 une deuxième couche 20 constituée d'un deuxième film polymère 23. Cette fixation est effectuée de façon connue en utilisant par exemple un deuxième film 23 comprenant du Nucrel® (fabriqué par Dupont de Nemours). La fixation du deuxième film 23 sur le premier film 13 est effectuée en certaines zones de jonction sélectionnées de la surface du premier film 13. On appelle région de contact 30 la réunion de ces zones de jonction. La première couche 10 et la deuxième couche 20 hors de cette région de contact 30 définissent un espace 40 qui a une géométrie variable selon la répartition des zones de jonction formant la région de contact 30. Dans tous les cas, cet espace 40 a, en au moins une partie, la forme d'une alvéole 42, c'est-à-dire qu'en cette partie, la première couche 10 et la deuxième couche 20 forment au repos une alvéole 42 occupant un certain volume, comme représenté sur la figure 1. Une couche est au repos lorsqu'elle n'est pas contrainte.
Par exemple, la région de contact 30 est configurée de telle sorte que la deuxième couche 20 est gondolée lorsque la première couche 10 est plane. En figure 1, la région de contact 30 entre la première couche 10 et la deuxième couche 20 est un ensemble de lignes continues croisées 38 formant un réseau de telle sorte qu'une partie ou la totalité de la première couche 10 et de la deuxième couche 20 forme un ensemble d'alvéoles 42 disjointes fermées séparées par ces lignes, ces alvéoles 42 formant ainsi un damier.
Ces lignes continues 38 peuvent être courbes ou rectilignes. Par exemple, la première moitié de ces lignes 38 sont parallèles entre elles, l'autre moitié de ces lignes 38 étant parallèles entre elles et perpendiculaires aux lignes 38 de la première moitié, de telle sorte que les alvéoles 42 séparées par ces lignes 38 forment un damier rectangulaire, comme représenté sur la figure 1. Etant donné que la première face 15 du premier film 10 portant le dépôt métallique 50 est en contact avec le volume d'air présent dans les alvéoles 42 entre la première couche 10 et la deuxième couche 20, ou, de façon équivalente, entre le premier film 10 et le deuxième film 20, et que cette face métallisée 15 constitue la face du premier film 20 ayant la plus basse émissivité, le flux thermique au travers de ces alvéoles 42 est minimisé. Il en résulte une meilleure isolation thermique pour une structure multicouches 1 comprenant un ensemble formé de cette première couche 10 et de cette deuxième couche 20, comparé à une structure multicouches où c'est la face opposée à la face métallisée 15 du premier film 10 qui est en contact avec le volume d'air présent dans les alvéoles 42 entre la première couche 10 et la deuxième couche 20, car cette face opposée, étant en polymère, a une émissivité plus élevée. En outre, étant donné que les alvéoles 42 sont fermées, tout le volume d'air entre la première couche 10 et la deuxième couche 20 est emprisonné dans ces alvéoles 42, et par conséquent les transferts thermiques par convection entre ces deux couches sont minimisés. Il en résulte une meilleure isolation thermique que si les alvéoles 42 étaient ouvertes.
Avantageusement, les alvéoles 42 contiennent un gaz plus isolant thermiquement que l'air ambiant. Par exemple, ce gaz est de l'air sec ou de l'argon. Selon une autre configuration, chacune des alvéoles 42 décrites ci-5 dessus présentent un trou 425. Ce trou peut être au travers de la première couche 10 ou de la deuxième couche 20. Avantageusement, la forme de l'alvéole maximise les propriétés d'élasticité de la deuxième couche 20. Par exemple, l'alvéole a une forme 10 cylindrique à base circulaire ou hexagonale. Ainsi, la structure multicouches 1, dans le cas où elle est constituée de couches déformables, peut être aplatie de façon à former une feuille mince, car l'air peut alors sortir des alvéoles 42 par les trous 425. Une telle structure est représentée sur la figure 2. Le volume total d'une 15 structure multicouches 1 contenant un ou plusieurs ensembles formés de telles premières couches 10 et deuxièmes couches 20 peut ainsi être considérablement réduit pendant son transport. Par exemple, la structure multicouches 1, une fois aplatie, peut par exemple être enroulée sur elle-même pour former un rouleau. 20 Une fois sur site, la structure multicouches 1 peut être libérée de contraintes et placée au repos, de façon à retrouver sa configuration initiale déployée. Cette configuration initiale est atteinte grâce à l'élasticité des films déformables formant cette structure, qui tend à faire reprendre aux alvéoles 42 leur forme bombée initiale. La structure multicouches 1, 25 une fois déployée, offre alors une isolation thermique optimale. Par exemple, une telle structure peut être découpée à la taille adéquate, puis placée dans les espaces entre les chevrons sous une toiture d'habitation, de façon a améliorer l'isolation thermique de cette habitation. 30 Si la structure 1 est suspendue par sa face supérieure, le poids des couches situées en dessous de cette face supérieure contribue, sous l'effet de la gravité, à faire reprendre à la structure 1 sa configuration déployée initiale. En effet, la gravité s'additionne alors à l'élasticité des couches de la structure 1. 35 Les trous 425 peuvent être situés au sommet des alvéoles 42, au travers de la deuxième couche 20.
Chaque alvéole 42 peut présenter plusieurs trous 425 répartis sur la première couche 10 et/ou sur la deuxième couche 20. Selon une autre configuration, la région de contact 30 comprend un ensemble de lignes 38 continues disjointes de telle sorte que les parties de la première couche 10 et de la deuxième couche 20 séparées par ces lignes 38 forment un ensemble d'alvéoles 42 disjointes débouchant sur l'extérieur. Par exemple, la totalité de la région de contact 30 est formée de telles lignes 38, comme représenté sur la figure 3. Les alvéoles 42 débouchent sur l'extérieur par les bords latéraux de la deuxième couche 20. Une structure multicouches 1, contenant un ou plusieurs ensembles formés de telles premières couches 10 et deuxièmes couches 20, peut être aplatie durant son transport puis déployée comme expliqué ci-dessus. Dans ce cas, l'air sort naturellement des alvéoles 42 puisque celles-ci débouchent sur l'extérieur. Selon une autre configuration, la région de contact 30 comprend un ensemble de zones 38 disjointes de telle sorte que les parties de la première couche 10 et de la deuxième couche 20 entourant ces zones 38 forment un ensemble d'alvéoles 42 communiquant entre elles. Par exemple, la totalité de la région de contact 30 est formée de telles zones 38, comme représenté sur la figure 4. Ces alvéoles 42 peuvent en outre communiquer avec l'extérieur, par exemple par des trous dans les bords latéraux de la seconde couche 20, ou par des trous 425 dans les alvéoles 42, comme expliqué ci-dessus.
Une structure multicouches 1, contenant un ou plusieurs ensembles formés de telles premières couches 10 et deuxièmes couches 20, peut être aplatie durant son transport puis déployée comme expliqué ci-dessus. Dans ce cas, l'air sort naturellement des alvéoles 42 puisque celles-ci débouchent sur l'extérieur.
Dans tous les modes de réalisation ci-dessus, il est avantageux que la région de contact 30 formée par l'ensemble des zones de jonction entre la première couche 10 et la deuxième couche 20 ait une superficie très faible par rapport à la superficie totale de la surface du premier film 10 en regard du deuxième film 20. En effet, les zones de jonction agissent comme des ponts thermiques au travers de la structure multicouches car elles absorbent le rayonnement thermique et sont donc émissives. Une
structure dans laquelle ces ponts thermiques sont minimisés est donc plus isolante thermiquement. La structure multicouche 1 selon l'invention peut également être composée d'une superposition quelconque d'ensembles formés chacun d'une première couche 10 et/ou d'une deuxième couche 20 tels que décrits ci-dessus. La deuxième couche 20 est alors en contact avec la première couche 10 de l'ensemble adjacent sur une région de contact inter-ensembles 60, comme illustré en figure 5. Dans ce cas, il est avantageux que la région de contact 30 d'un ensemble et la région de contact inter-ensembles 60 avec l'ensemble adjacent ne soient pas superposées, de façon à minimiser les ponts thermiques. Dans le cas où chacune des alvéoles 42 présentent un ou plusieurs trous 425 au travers des deuxièmes couches 20, et où la structure multicouches 1 doit être apte à être aplatie, les premières couches 10 sont également pourvues de trous, afin de permettre à l'air de s'échapper de l'espace entre la deuxième couche 20 d'un ensemble et la première couche 10 de l'ensemble adjacent. Avantageusement, les trous sont décalés entre deux ensembles 20 adjacents, afin d'optimiser l'isolation thermique fournie par la structure multicouches 1. Alternativement, l'espace entre la deuxième couche 20 d'un ensemble et la première couche 10 de l'ensemble adjacent peut déboucher sur l'extérieur par les bords latéraux de la structure. 25 Dans un ensemble composé d'une première couche 10 et d'une deuxième couche 20 telles que décrites ci-dessus, la région de contact 30 peut être formée d'une combinaison de lignes 38 de contact et/ou de zones 38 de contact telles que décrites ci-dessus. Alternativement, la région de contact 30 peut être formée d'un seul 30 type de lignes 38 de contact ou de zones 38 de contact tel que décrites ci-dessus. Une structure multicouches 1 selon l'invention peut être formée en partie ou totalement d'une combinaison quelconque de tels ensembles. Par exemple, la structure multicouche 1 peut être constituée de 35 plusieurs ensembles superposés, chacun composé d'une première couche 10 et d'une deuxième couche 20 formant des alvéoles disjointes 42. Dans
chaque ensemble, certaines des alvéoles 42 présentent des trous 425, ces alvéoles 42 à trous 425 étant réparties différemment d'un ensemble à l'autre de telle sorte qu'une droite perpendiculaire aux ensembles et traversant les alvéoles traverse toujours le même nombre d'alvéoles 42 à trous 425. Ainsi la structure multicouche 1 ne peut être compactée que partiellement (car les alvéoles 42 sans trous, remplies d'air, ne peuvent être écrasées), mais a, dans son état compacté, une épaisseur sensiblement constante. Dans la description ci-dessus, une première couche 10 est un film 10 polymère portant sur une face un dépôt métallique, et une seconde couche 20 est un film polymère. Selon l'invention, une première couche 10 peut également comprendre plusieurs films, et/ou la seconde couche plusieurs films. La structure multicouche 1 selon l'invention peut également 15 comprendre une superposition quelconque d'ensembles formés chacun d'une première couche 10 et/ou d'une deuxième couche 20 tels que décrits ci-dessus, et de troisièmes couches intercalées entre un ou plusieurs de ces ensembles. Une troisième couche comprend par exemple un troisième film polymère.
20 Avantageusement, cette troisième couche est jointe en plusieurs zones de jonction à la deuxième couche 20 d'un premier ensemble, ces zones de jonction définissant une région de contact dont la surface est inférieure à la surface de cette deuxième couche 20, et cette troisième couche est également jointe en plusieurs zones de jonction à la première 25 couche 10 d'un autre ensemble, ces zones de jonction définissant une région de contact dont la surface est inférieure à la surface de cette première couche 10. Cette troisième couche facilite ainsi l'assemblage entre deux ensembles adjacents. Les régions de contact sont par exemple une combinaison de lignes 38 et/ou de zones 38 telles que décrites ci- 30 dessus. Ces premières, deuxièmes, et/ou troisièmes couches peuvent être ou non munies de trous 425.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Structure multicouches (1) comportant au moins une première couche (10) comprenant un premier film polymère (13) portant sur une première face (15) un dépôt métallique (50), cette première face (15) étant une face libre de ladite première couche (10), et au moins une deuxième couche (20) comprenant un deuxième film polymère (23), ladite structure étant caractérisée en ce que ladite deuxième couche (20) est jointe en plusieurs zones de jonction à ladite première couche (10) sur ladite première face (15) portant ledit dépôt métallique (50), ces zones de jonction définissant une région de contact (30) entre ladite première couche (10) et ladite deuxième couche (20), ladite première couche (10) et ladite deuxième couche (20) hors de cette région de contact (30) formant au moins une alvéole (42).
  2. 2. Structure multicouches (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que ladite région de contact (30) comprend un ensemble de lignes (38) continues croisées formant un réseau de telle sorte que les parties de ladite première couche (10) et de ladite deuxième couche (20) séparées par ces lignes (38) forment un ensemble d'alvéoles (42) disjointes fermées.
  3. 3. Structure multicouches (1) selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que la dite région de contact (30) comprend un ensemble de lignes (38) continues disjointes de telle sorte que les parties de ladite première couche (10) et de ladite deuxième couche (20) séparées par ces lignes (38) forment un ensemble d'alvéoles (42) disjointes débouchant sur l'extérieur.
  4. 4. Structure multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que ladite région de contact (30) comprend un ensemble de zones (38) disjointes de telle sorte que les parties de ladite première couche (10) et de ladite deuxième couche (20) entourant ces zones (38) forment un ensemble d'alvéoles (42) communiquant entre elles.
  5. 5. Structure multicouches (1) selon la revendication 4 caractérisée en ce que ledit ensemble d'alvéoles (42) débouche sur l'extérieur.
  6. 6. Structure multicouches (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que chacune desdites alvéoles (42) présente un trou (425).
  7. 7. Structure multicouches (1) selon la revendication 6, 5 caractérisée en ce que au moins une partie desdits trous (425) est située au travers de ladite première couche (20).
  8. 8. Structure multicouches (1) selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que au moins une partie desdits trous (425) est située au travers de ladite deuxième couche (20). 10
  9. 9. Structure multi-couche (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une troisième couche comprenant un troisième film polymère qui est jointe en plusieurs zones de jonction avec la deuxième couche (20), chaque zone de jonction définissant une région de contact dont la surface est inférieure à 15 la surface de ladite deuxième couche (20).
  10. 10. Structure multicouches (1) selon la revendication 9 et l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que au moins une partie desdits trous (425) est située au travers de ladite troisième couche.
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