WO2021130190A1 - Ensemble d'isolation thermique et acoustique comprenant un produit d'isolation thermique et acoustique et une membrane en face avant - Google Patents

Ensemble d'isolation thermique et acoustique comprenant un produit d'isolation thermique et acoustique et une membrane en face avant Download PDF

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thermal
acoustic insulation
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micro
insulation assembly
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Gary JACQUS
Carole DURANTET
Pierre Leroy
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Saint Gobain Isover SA France
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
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    • G10K11/168—Plural layers of different materials, e.g. sandwiches

Definitions

  • TITLE THERMAL AND ACOUSTIC INSULATION KIT INCLUDING A THERMAL AND ACOUSTIC INSULATION PRODUCT AND A
  • the invention relates to a thermal and acoustic insulation assembly for marine applications, such as, for example, ships, making it possible to insulate the metal walls of ships.
  • thermal insulation products made from mineral wool such as, for example, the product Ultimate sold by the company Saint-Gobain Isover to insulate this type of wall.
  • a membrane is placed on the front face of the thermal and sound insulation product, i.e. the face of the product which is intended to face the room to be insulated (face opposite to that intended to be turned towards the wall).
  • This membrane typically has a surface density of between 2 and 10 kg / m 2 and a volume density of between 2000 and 2200 kg / m 3 to make it possible to significantly improve sound insulation.
  • the major drawback of this membrane is that it is airtight, which has a negative impact on sound absorption. The noise level in the sound-emitting rooms can then be significantly increased.
  • thermal and acoustic insulation assembly comprising a thermal and acoustic insulation product and a membrane on the front face, which makes it possible to significantly improve the acoustic absorption while not degrading the insulation. acoustic.
  • the invention provides a set of thermal and acoustic insulation comprising:
  • thermal and acoustic insulation product in mineral wool comprising a first face, called the front face, intended to be turned towards the inside of a part, and a second face, called the rear face, intended to be turned towards a wall ,
  • the micro-perforated membrane has an air flow resistance of between 0.5 kPa.s / m and 10 kPa.s / m, preferably between 1 kPa.s / m and 5 kPa.s / m.
  • the micro-perforated membrane has:
  • a perforation rate of between 0.01 and 5%, preferably between 0.05% and 2%, or even between 0.1% and 1%,
  • a perforation radius of between 0.01 and 0.5 mm, preferably between 0.1 and 0.25 mm.
  • the micro-perforated membrane has a density over face of between 2 and 10 kg / m 2 .
  • the thermal and acoustic insulation product has a density of between 13 kg / m3 and 200 kg / m3, preferably between 13 kg / m3 and 100 kg / m3, or even between 24 kg / m3 and 100 kg / m3.
  • the thermal and acoustic insulation product has a thickness between 10 mm and 150 mm, preferably between 15 mm and 150 mm, or even between 20 mm and 150 mm.
  • the thermal and acoustic insulation product is essentially composed of aluminosilicate type glass fibers.
  • the micro-perforated membrane is glued or bonded or coupled at least in part to the front face of the thermal and acoustic insulation product.
  • the thermal and acoustic insulation assembly further comprises a mineral wool surfacing disposed on the face of the micro-perforated membrane opposite the thermal and acoustic insulation product.
  • the surfacing has a surface density of between 0.01 kg / m 2 and 10 kg / m 2 , preferably between 0.1 kg / m 2 and 5 kg / m 2 .
  • the surfacing has a density of between 20 kg / m3 and 200 kg / m3, preferably between 30 kg / m3 and 150 kg / m3, or even between 30 kg / m3 and 90 kg / m3.
  • the surfacing has a thickness of between 0.5 mm and 20 mm, preferably between 5 mm and 15 mm, or even between 5 mm and 15 mm.
  • the invention also relates to the use of the thermal and acoustic insulation assembly described above on a metal wall of a ship.
  • Fig. 1 shows a sectional view of the thermal and acoustic insulation assembly according to the present invention mounted on a metal wall of a ship.
  • the reference numbers which are identical in the various figures show similar or identical elements.
  • the invention relates to a set of thermal and acoustic insulation comprising:
  • thermal and acoustic insulation product in mineral wool comprising a first face, called the front face, intended to be turned towards the inside of a part, and a second face, called the rear face, intended to be turned towards a wall ,
  • micro-perforated membrane placed on the front face of the thermal and acoustic insulation product.
  • Micro-perforations in the membrane control both sound absorption and sound insulation. Indeed, the membrane behaves like a resistive veil allowing greater dissipation of the wave in the thermal and acoustic insulation product located behind the membrane.
  • the presence of micro-perforations only slightly reduces sound insulation compared to a non-perforated membrane while improving sound absorption.
  • the dimensions of the perforations and the perforation rate are dimensioned to control both sound absorption and sound insulation. A low rate of perforation makes it possible to limit the degradation of the insulation (compared to the case of a waterproof membrane of the prior art).
  • the dimensions of the perforations are small so as to optimize the dissipation of energy by viscous friction of the air set in motion by the acoustic wave. Acoustic absorption is thus greatly improved.
  • FIG. 1 shows a sectional view of the thermal and acoustic insulation assembly according to the present invention, mounted on a wall 2, which is for example a metal wall made of steel or aluminum of a ship.
  • All thermal and acoustic insulation comprises a thermal and acoustic insulation product 1 in mineral wool comprising a first face, called the front face 1a, intended to be turned towards the inside of a part to be insulated, and a second face, called rear face 1b, intended to be turned towards a wall 2 of a room to be insulated.
  • the rear face 1b of the thermal and acoustic insulation product is placed against the wall 2.
  • the thermal and acoustic insulation product is made of glass wool or rock wool, consisting essentially of glass fibers of the aluminosilicate type comprising aluminum oxide, AI2O3, in a mass fraction of between 13% and 28%.
  • the thermal and acoustic insulation assembly further comprises a micro-perforated membrane 3 which is positioned on the front face 1a of the thermal and acoustic insulation product 1 made of mineral wool.
  • the micro-perforated membrane 3 typically has a surface density of between 2 and 10 kg / m 2 . It is therefore a heavy membrane which provides good acoustic insulation to the thermal and acoustic insulation assembly.
  • the micro-perforated membrane 3 is typically a viscoelastic layer optionally having at least one of the following properties:
  • the micro-perforated membrane 3 has an air flow resistance of between 0.5 kPa.s / m and 10 kPa.s / m, preferably between 1 kPa.s / m and 5 kPa. s / m. Air flow resistance is measured according to ISO 9053.
  • the resistance to air flow of the micro-perforated membrane 3 is representative of a limited capacity for air to pass through it, which is linked to the presence of the micro-perforations in the membrane.
  • the resistance to air flow of the micro-perforated membrane 3 being between 0.5 kPa.s / m and 10 kPa.s / m, it introduces an energy dissipation by viscous friction of the air set in motion by the acoustic wave. Thus, absorption is greatly improved, especially at low frequencies. If the resistance to air flow is too low, the sound attenuation caused by internal friction is minimal and the absorption effect provided by the membrane is low.
  • the high permeability of the membrane allows the wave to be absorbed by the thermal and acoustic insulation product just behind. If the resistance is too great, most of the sound waves are reflected and the absorption weakens. Typically, below 0.5 kPa.s / m, or even below 1 kPa.s / m, the sound insulation is degraded. Above 10 kPa.s / m, there is no longer any gain in absorption.
  • the micro-perforated membrane 3 has in addition, for a thickness
  • the micro-perforated membrane can be pierced with multi-diameter micro-perforations.
  • the perforations can have any shape of geometry, for example a circular, oblong or even slot-shaped shape.
  • micro-perforated membrane 3 has for example:
  • perforation rate in percentage of hole area / total area of between 0.01 and 5%, preferably between 0.05% and 2%, or even between 0.1% and 1%,
  • a perforation radius of between 0.01 and 0.5 mm, preferably between 0.1 and 0.25 mm.
  • perforation rates of between 0.01 and 5%, preferably between 0.05% and 2%, or even between 0.1% and 1%, makes it possible to optimize both the sound insulation and the acoustic absorption: for lower perforation rate values, the tendency is towards the waterproof membrane, while for higher perforation rate values, there is a risk of greatly degrading the insulation.
  • a perforation rate of between 0.01% and 5% thus advantageously makes it possible to obtain an acceptable compromise between a significant gain in sound absorption and a very moderate loss in sound insulation.
  • the micro-perforated membrane 3 is preferably glued or linked or coupled at least in part to the front face 1a of the thermal and acoustic insulation product 1.
  • the bond or adhesion is preferably carried out by gluing, for example in the form of spots or lines of glue.
  • the entire surface of the back layer of the membrane is not necessarily coated with glue.
  • the thermal and acoustic insulation product 1 typically has a density of between 13 kg / m 3 and 200 kg / m 3 , preferably between 13 kg / m 3 and 100 kg / m 3, or even between 24 kg / m 3. m 3 and 100 kg / m 3 .
  • This density range gives the thermal and acoustic insulation product sufficient mechanical strength properties for the envisaged application, namely the insulation of substantially vertical walls of ships.
  • the thermal and acoustic insulation product 1 also typically has a thickness of between 10 mm and 150 mm, preferably between 15 mm and 150 mm, or even between 20 mm and 150 mm. This range of thickness allows good mechanical strength of the thermal and acoustic insulation product and sufficient absorption of acoustic waves for the intended application.
  • the thermal and acoustic insulation product 1 has a Young's modulus of between 5 kPa and 2 MPa and a damping of between 0% and 50%.
  • the Young's modulus and damping measurements are carried out according to the ISO 18437 standard and according to the article by C. Langlois, R. Panneton and N. Atalla: Po lynomial relations for quasi-static mechanical characterization of isotropy poroelas- tic materials, J. Acoust. Soc. Am., 110: 3032-3040, 2001. Young's modulus is significant for sound insulation properties.
  • the thermal and acoustic insulation assembly further comprises a mineral wool surfacing 6 arranged on the face of the micro-perforated membrane opposite to the thermal and acoustic insulation product 1, therefore on the front face of the membrane.
  • the micro-perforated membrane 3 the rear face of the micro-perforated membrane 3 being placed against the front face 1 a of the thermal and acoustic insulation product 1.
  • the surfacing 6 is a thin layer compared to the thermal and acoustic insulation product 1.
  • the surfacing 6 makes it possible to further improve sound absorption, in particular at a higher frequency than the micro-perforated membrane 3.
  • the surfacing 6 typically has a surface density of between
  • the surfacing 6 typically has a density of between 20 kg / m 3 and 200 kg / m 3 , preferably between 30 kg / m 3 and 150 kg / m 3 , or even between 30 kg / m 3 and 90 kg / m 3 . This density range gives the surfacing 6 mechanical strength properties.
  • the surfacing 6 typically has a thickness of between 0.5 mm and 20 mm, preferably between 5 mm and 15 mm, or even between 5 mm and 15 mm. This density range gives the surfacing 6 properties of mechanical strength and sound absorption.
  • the assembly formed by the thermal and acoustic insulation product 1 and the micro-perforated membrane 3 is fixed to the metal wall 2 by means of needles 5 and washers 4, the needles 5 passing through the washers 4, the micro-perforated membrane 3 and the thermal and acoustic insulation product 1 and being planted in the wall 2.
  • the surfacing 6, when present, can also be held by the needles 4 and washers 5 or, as shown in Figure 1, be glued over the micro-perforated membrane.
  • the coupling of the thermal and acoustic insulation assembly to the metal wall 2 can be done by any other known means for attaching membranes to insulation products.
  • a first reference set which includes a thermal and acoustic insulation product and a waterproof membrane
  • thermo and acoustic insulation product which comprises the same thermal and acoustic insulation product, a micro-perforated membrane according to the invention and a surfacing.
  • the thermal and acoustic insulation product common to the three thermal and acoustic insulation assemblies is a mineral wool panel of the Ultimate brand from Saint-Gobain Isover, with a density of 24 kg / m 3 and a thickness of 50 mm.
  • the waterproof membrane of the first set of thermal and acoustic insulation has an air flow resistance of 70 kPa.s / m. This is the SeaProtect dB Flex Alu brand membrane from Saint-Gobain Isover.
  • the micro-perforated membrane of the second and third sets of thermal and acoustic insulation is the same membrane from the SeaProtect dB Flex Alu brand from Saint-Gobain Isover, but which has been perforated. After perforation, it has an air flow resistance of 0.640 kPa.s / m, a thickness of 1.7 mm, a surface density of 3 kg / m 2 , a perforation rate of 0.4% and a micro-perforation radius of 0.319 mm.
  • the micro-perforated membrane has a surface density of 3.25 kg / m 2 .
  • the surfacing of the third set of thermal and acoustic insulation is the surfacing of the Ultimate brand at Saint-Gobain Isover. It has a face density of 0.36 kg / m 2 , a density of 24 kg / m 3 and a thickness of 15 mm.
  • the first set of thermal and acoustic insulation has a sound absorption aw of 0.05 and a sound insulation R w of 51 dB.
  • the second set of thermal and acoustic insulation has a sound absorption aw of 0.25 and a sound insulation R w of 50 dB.
  • the third set of thermal and acoustic insulation has a sound absorption aw of 0.65 and a sound insulation R w of 51 dB.
  • thermal and acoustic insulation assembly does indeed make it possible to greatly improve the acoustic absorption by barely degrading, if at all, the acoustic insulation, an effect of all the more marked when the surfacing is present in addition.
  • the invention also relates to the use of the thermal and acoustic insulation assembly according to the invention on a metallic, steel or aluminum wall of a ship with the aim of greatly improving the acoustic absorption in hardly, if at all, degrading the sound insulation of a ship's room.

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Abstract

L'invention concerne un ensemble d'isolation thermique et acoustique comprenant : - un produit (1 ) d'isolation thermique et acoustique en laine minérale comprenant une première face, dite face avant (1a), destinée à être tournée vers l'intérieur d'une pièce, et une deuxième face, dite face arrière (1b), destinée à être tournée vers une paroi (2), - une membrane micro-perforée (3) disposée sur la face avant (1a) du produit (1 ) d'isolation thermique et acoustique. L'invention permet d'améliorer significativement l'absorption acoustique tout en ne dégradant pas l'isolation acoustique.

Description

DESCRIPTION
TITRE : ENSEMBLE D’ISOLATION THERMIQUE ET ACOUSTIQUE COMPRENANT UN PRODUIT D’ISOLATION THERMIQUE ET ACOUSTIQUE ET UNE
MEMBRANE EN FACE AVANT
L’invention concerne un ensemble d’isolation thermique et acoustique pour les applications marines, telles que par exemple les navires, permettant d’isoler les parois métalliques des navires.
Il est connu d’utiliser des produits d’isolation thermique en laine minérale tels que par exemple le produit Ultimate vendu par la Société Saint-Gobain Isover pour isoler ce type de parois. Afin d’améliorer l’isolation acoustique, une membrane est disposée sur la face avant du produit d’isolation thermique et acoustique, c’est-à- dire la face du produit qui est destinée à être tournée vers la pièce à isoler (face opposée à celle destinée à être tournée vers la paroi). Cette membrane a typique ment une densité surfacique comprise entre 2 et 10 kg/m2 et une densité volumique comprise entre 2000 et 2200 kg/m3 pour permettre d’améliorer significativement l’isolation acoustique. Toutefois, l’inconvénient majeur de cette membrane est qu’elle est étanche à l’air, ce qui a un impact négatif sur l’absorption acoustique. Le niveau de bruit dans les pièces d’émission du son peut alors être significativement renforcé.
Il y a donc un besoin pour un ensemble d’isolation thermique et acoustique, comprenant un produit d’isolation thermique et acoustique et une membrane en face avant, qui permette d’améliorer significativement l’absorption acoustique tout en ne dégradant pas l’isolation acoustique.
Pour cela, l’invention propose un ensemble d’isolation thermique et acous tique comprenant :
- un produit d’isolation thermique et acoustique en laine minérale comprenant une première face, dite face avant, destinée à être tournée vers l’intérieur d’une pièce, et une deuxième face, dite face arrière, destinée à être tournée vers une paroi,
- une membrane micro-perforée disposée sur la face avant du produit d’isolation thermique et acoustique. Selon une autre particularité, la membrane micro-perforée a une résistance à l’écoulement de l’air comprise entre 0,5 kPa.s/m et 10 kPa.s/m, de préférence entre 1 kPa.s/m et 5 kPa.s/m.
Selon une autre particularité, la membrane micro-perforée a, pour une épais- seur L, un taux de perforation f et un diamètre de perforation D tels que fϋ2 = 32h c U (oL) où oL désigne la résistance à l’écoulement de l’air de la membrane et h la viscosité dynamique de l’air.
Selon une autre particularité, la membrane micro-perforée a :
- un taux de perforation compris entre 0,01 et 5%, de préférence entre 0,05% et 2%, voire entre 0, 1 % et 1 %,
- un rayon de perforation compris entre 0,01 et 0,5 mm, de préférence entre 0,1 et 0,25 mm.
Selon une autre particularité, la membrane micro-perforée a une densité sur facique comprise entre 2 et 10 kg/m2. Selon une autre particularité, le produit d’isolation thermique et acoustique a une densité comprise entre 13 kg/m3 et 200 kg/m3, de préférence entre 13 kg/m3 et 100 kg/m3, voire entre 24 kg/m3 et 100 kg/m3.
Selon une autre particularité, le produit d’isolation thermique et acoustique a une épaisseur comprise entre 10 mm et 150 mm, de préférence entre 15 mm et 150 mm, voire entre 20 mm et 150 mm.
Selon une autre particularité, le produit d’isolation thermique et acoustique est composé essentiellement de fibres de verre de type aluminosilicate.
Selon une autre particularité, la membrane micro-perforée est collée ou liée ou couplée au moins en partie à la face avant du produit d’isolation thermique et acoustique.
Selon une autre particularité, l’ensemble d’isolation thermique et acoustique comprend en outre un surfaçage en laine minérale disposé sur la face de la mem brane micro-perforée opposée au produit d’isolation thermique et acoustique.
Selon une autre particularité, le surfaçage a une densité surfacique comprise entre 0,01 kg/m2 et 10 kg/m2, de préférence entre 0,1 kg/m2 et 5 kg/m2.
Selon une autre particularité, le surfaçage a une densité comprise entre 20 kg/m3 et 200 kg/m3, de préférence entre 30 kg/m3 et 150 kg/m3, voire entre 30 kg/m3 et 90 kg/m3. Selon une autre particularité, le surfaçage a une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 20 mm, de préférence entre 5 mm et 15 mm, voire entre 5 mm et 15 mm.
L’invention concerne également l’utilisation de l’ensemble d’isolation ther mique et acoustique décrit ci-dessus sur une paroi métallique de navire. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention vont à présent être dé crits en regard des dessins sur lesquels :
• La Fig. 1 représente une vue en coupe de l’ensemble d’isolation ther mique et acoustique selon la présente invention montée sur une paroi métallique de navire. Les numéros de référence qui sont identiques sur les différentes figures re présentent des éléments similaires ou identiques.
L’invention se rapporte à un ensemble d’isolation thermique et acoustique comprenant :
- un produit d’isolation thermique et acoustique en laine minérale comprenant une première face, dite face avant, destinée à être tournée vers l’intérieur d’une pièce, et une deuxième face, dite face arrière, destinée à être tournée vers une paroi,
- une membrane micro-perforée disposée sur la face avant du produit d’isolation thermique et acoustique.
Les micro-perforations dans la membrane permettent de contrôler à la fois l’absorption acoustique et l’isolation acoustique. En effet, la membrane se comporte comme un voile résistif permettant une plus grande dissipation de l’onde dans le produit d’isolation thermique et acoustique situé derrière la membrane. La présence des micro-perforations ne diminue que légèrement l’isolation acoustique par rapport à une membrane non perforée tout en améliorant l’absorption acoustique. Les di- mensions des perforations et le taux de perforation sont dimensionnés de façon à contrôler à la fois l’absorption acoustique et l’isolation acoustique. Un faible taux de perforation permet de limiter la dégradation de l’isolation (comparé au cas d’une membrane étanche de l’art antérieur). Par ailleurs, les dimensions des perforations sont faibles de façon à optimiser la dissipation d’énergie par frottement visqueux de l’air mis en mouvement par l’onde acoustique. L’absorption acoustique est ainsi for tement améliorée.
La figure 1 représente une vue en coupe de l’ensemble d’isolation thermique et acoustique selon la présente invention, monté sur une paroi 2, qui est par exemple une paroi métallique en acier ou en aluminium d’un navire. L’ensemble d’isolation thermique et acoustique comprend un produit 1 d’isolation thermique et acoustique en laine minérale comprenant une première face, dite face avant 1a, destinée à être tournée vers l’intérieur d’une pièce à isoler, et une deuxième face, dite face arrière 1b, destinée à être tournée vers une paroi 2 d’une pièce à isoler. Sur cette figure, la face arrière 1 b du produit d’isolation thermique et acoustique est posée contre la paroi 2.
Le produit d’isolation thermique et acoustique est en laine de verre ou en laine de roche, par composé essentiellement de fibres de verre de type aluminosili- cate comprenant de l’oxyde d’aluminium, AI2O3, en une fraction massique comprise entre 13% et 28%.
L’ensemble d’isolation thermique et acoustique comprend en outre une mem brane micro-perforée 3 qui est positionnée sur la face avant 1a du produit 1 d’isola tion thermique et acoustique en laine minérale.
La membrane micro-perforée 3 a typiquement une densité surfacique com- prise entre 2 et 10 kg/m2. Il s’agit donc d’une membrane lourde qui apporte une bonne isolation acoustique à l’ensemble d’isolation thermique et acoustique.
La membrane micro-perforée 3 est typiquement une couche viscoélastique ayant de façon optionnelle au moins une des propriétés suivantes :
- un amortissement structural h, égal à tanô et fonction de la fréquence, qui est supérieur ou égal à 5% quelle que soit la fréquence, et/ou
- un module d’Young E, également fonction de la fréquence, qui est inférieur ou égal à 500 MPa. Cette « faible » valeur de module d’Young confère une certaine élasticité/maniabilité à la membrane, qui est particulièrement utile pour la pose sur des parois de navire. Typiquement, la membrane micro-perforée 3 a une résistance à l’écoulement de l’air comprise entre 0,5 kPa.s/m et 10 kPa.s/m, de préférence entre 1 kPa.s/m et 5 kPa.s/m. La résistance à l’écoulement de l’air est mesurée selon la norme ISO 9053.
La résistance à l’écoulement de l’air de la membrane micro-perforée 3 est représentative d’une capacité limitée de passage de l’air à travers celle-ci, qui est liée à la présence des micro-perforations dans la membrane. La résistance à l’écou lement de l’air de la membrane micro-perforée 3 étant comprise entre 0,5 kPa.s/m et 10 kPa.s/m, elle introduit une dissipation d’énergie par frottement visqueux de l’air mis en mouvement par l’onde acoustique. Ainsi, l’absorption est fortement amé liorée, notamment aux basses fréquences. Si la résistance à l’écoulement de l’air est trop faible, l'atténuation acoustique causée par la friction interne est minime et l'effet d'absorption apporté par la membrane est faible. Toutefois, la forte perméa- bilité de la membrane permet à l’onde d’être absorbée par le produit d’isolation ther mique et acoustique juste derrière. Si la résistance est trop importante, la plupart des ondes acoustiques sont réfléchies et l'absorption s'affaiblit. Typiquement, en dessous de 0,5 kPa.s/m, voire en-dessous de 1 kPa.s/m, l’isolation acoustique est dégradée. Au-dessus de 10 kPa.s/m, il n’y a plus de gain en absorption. De préférence, la membrane micro-perforée 3 a en outre, pour une épaisseur
L, un taux de perforation f et un diamètre de perforation D tels que fϋ2 = 32h c U (oL) où oL désigne la résistance à l’écoulement de l’air de la membrane et h la viscosité dynamique de l’air. Pour une résistance à l’écoulement de l’air donnée, on peut ainsi définir un couple taux de perforation/diamètre de perforation. La mem- brane micro-perforée peut être percée de micro-perforations multi-diamètres. Les perforations peuvent avoir toutes formes de géométrie, par exemple une forme cir culaire, oblongue ou encore en forme de fente.
Ainsi, la membrane micro-perforée 3 a par exemple:
- un taux de perforation (en pourcentage de surface de trou/surface totale) compris entre 0,01 et 5%, de préférence entre 0,05% et 2%, voire entre 0,1% et 1%,
- un rayon de perforation compris entre 0,01 et 0,5 mm, de préférence entre 0,1 et 0,25 mm.
La gamme de taux de perforation comprise entre 0,01 et 5%, de préférence entre 0,05% et 2%, voire entre 0,1% et 1%, permet d’optimiser à la fois l’isolation acoustique et l’absorption acoustique : pour des valeurs de taux de perforation plus faibles, on tend vers la membrane étanche alors que pour des valeurs plus élevées de taux de perforation, on risque de fortement dégrader l’isolation. Un taux de per foration compris entre 0,01% et 5% permet ainsi avantageusement d’obtenir un compromis acceptable entre un gain significatif d’absorption acoustique et une perte très modérée d’isolation acoustique.
La membrane micro-perforée 3 est de préférence collée ou liée ou couplée au moins en partie à la face avant 1a du produit 1 d’isolation thermique et acous tique. La liaison ou l’adhésion est réalisée de préférence par collage, par exemple sous forme de plots ou de traits de colle. Toute la surface de la couche arrière de la membrane n’est pas nécessairement enduite de colle.
Par ailleurs, le produit 1 d’isolation thermique et acoustique a typiquement une densité comprise entre 13 kg/m3 et 200 kg/m3, de préférence entre 13 kg/m3 et 100 kg/m3, voire entre 24 kg/m3 et 100 kg/m3. Cette gamme de densité confère au produit d’isolation thermique et acoustique des propriétés de tenue mécanique suf fisantes pour l’application envisagée, à savoir l’isolation de parois sensiblement ver ticales de navires.
Le produit 1 d’isolation thermique et acoustique a également typiquement une épaisseur comprise entre 10 mm et 150 mm, de préférence entre 15 mm et 150 mm, voire entre 20 mm et 150 mm. Cette gamme d’épaisseur permet une bonne tenue mécanique du produit d’isolation thermique et acoustique et une absorption suffisante des ondes acoustiques pour l’application envisagée.
De préférence, le produit 1 d’isolation thermique et acoustique a un module d’Young compris entre 5 kPa et 2 MPa et un amortissement compris entre 0% et 50%. Les mesures du module d’Young et de l’amortissement sont réalisées selon la norme ISO 18437 et selon l’article de C. Langlois, R. Panneton et N. Atalla : Po lynomial relations for quasi-static mechanical characterization of isotropie poroelas- tic materials, J. Acoust. Soc. Am., 110 :3032-3040, 2001. Le module d’Young est significatif des propriétés d’isolation acoustique.
De façon optionnelle, l’ensemble d’isolation thermique et acoustique com prend en outre un surfaçage 6 en laine minérale disposé sur la face de la membrane micro-perforée opposée au produit 1 d’isolation thermique et acoustique, donc sur la face avant de la membrane micro-perforée 3, la face arrière de la membrane micro-perforée 3 étant disposée contre la face avant 1 a du produit 1 d’isolation ther mique et acoustique. Le surfaçage 6 est une couche fine par rapport au produit 1 d’isolation thermique et acoustique. Le surfaçage 6 permet d’améliorer encore l’ab sorption acoustique, en particulier à plus haute fréquence que la membrane micro- perforée 3. Le surfaçage 6 a typiquement une densité surfacique comprise entre
0,01 kg/m et 10 kg/m , de préférence entre 0,1 kg/m et 5 kg/m . Cette gamme de densité surfacique confère au surfaçage 6 des propriétés d’isolation acoustique.
Le surfaçage 6 a typiquement une densité comprise entre 20 kg/m3 et 200 kg/m3, de préférence entre 30 kg/m3 et 150 kg/m3, voire entre 30 kg/m3 et 90 kg/m3. Cette gamme de densité confère au surfaçage 6 des propriétés de tenue méca nique.
Le surfaçage 6 a typiquement une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 20 mm, de préférence entre 5 mm et 15 mm, voire entre 5 mm et 15 mm. Cette gamme de densité confère au surfaçage 6 des propriétés de tenue mécanique et d’absorption acoustique.
Selon le mode de réalisation représenté sur la Figure 1 , l’ensemble formé par le produit 1 d’isolation thermique et acoustique et la membrane micro-perforée 3 est fixé à la paroi 2 métallique par l’intermédiaire d’aiguilles 5 et de rondelles 4, les aiguilles 5 traversant les rondelles 4, la membrane micro-perforée 3 et le produit 1 d’isolation thermique et acoustique et étant plantées dans la paroi 2. Le surfaçage 6, lorsqu’il est présent, peut également être tenu par les aiguilles 4 et les rondelles 5 ou, comme représenté sur la figure 1 , être collé par-dessus la membrane micro- perforée. Le couplage de l’ensemble d’isolation thermique et acoustique à la paroi 2 métallique peut être fait par tout autre moyen connu pour fixer des membranes à des produits d’isolation.
Trois ensembles d’isolation thermique et acoustique ont été testés en ab sorption acoustique et en isolation acoustique :
- un premier ensemble de référence qui comporte un produit d’isolation thermique et acoustique et une membrane étanche ;
- un deuxième ensemble qui comporte le même produit d’isolation thermique et acoustique et une membrane micro-perforée selon l’invention ;
- un troisième ensemble qui comporte le même produit d’isolation thermique et acoustique, une membrane micro-perforée selon l’invention et un surfaçage. Le produit d’isolation thermique et acoustique commun aux trois ensembles d’isolation thermique et acoustique est un panneau en laine minérale de la marque Ultimate chez Saint-Gobain Isover, de densité 24 kg/m3 et d’épaisseur 50 mm.
La membrane étanche du premier ensemble d’isolation thermique et acous tique a une résistance à l’écoulement de l’air de 70 kPa.s/m. Il s’agit de la membrane de la marque SeaProtect dB Flex Alu chez Saint-Gobain Isover.
La membrane micro-perforée des deuxième et troisième ensembles d’isola tion thermique et acoustique est la même membrane de la marque SeaProtect dB Flex Alu chez Saint-Gobain Isover, mais qui a été perforée. Après perforation, elle a une résistance à l’écoulement de l’air de 0,640 kPa.s/m, une épaisseur de 1,7 mm, une densité de surface de 3 kg/m2, un taux de perforation de 0,4 % et un rayon de micro-perforations de 0,319 mm. La membrane micro-perforée a une densité surfacique de 3,25 kg/m2.
Le surfaçage du troisième ensemble d’isolation thermique et acoustique est le surfaçage de la marque Ultimate chez Saint-Gobain Isover. Il a une densité sur facique de 0,36 kg/m2, une densité de 24 kg/m3 et une épaisseur de 15 mm.
Le premier ensemble d’isolation thermique et acoustique a une absorption acoustique aw de 0,05 et une isolation acoustique Rw de 51 dB.
Le deuxième ensemble d’isolation thermique et acoustique a une absorption acoustique aw de 0,25 et une isolation acoustique Rwde 50 dB.
Le troisième ensemble d’isolation thermique et acoustique a une absorption acoustique aw de 0,65 et une isolation acoustique Rw de 51 dB.
L’absorption acoustique et l’isolation acoustique ont été mesurées sur les trois produits. L’absorption acoustique as est mesurée selon la norme ISO 354. L’in- dicateur awest ensuite calculé selon la norme ISO 11654.
L’isolation acoustique est mesurée selon la norme ISO 10140-2 L’indicateur Rw est ensuite calculé selon la norme ISO 717-1.
Il a été observé un gain en absorption acoustique (aw) de 0,2 et une perte en isolation acoustique (Rw) de -1dB entre le deuxième ensemble d’isolation thermique et acoustique (selon l’invention) et le premier ensemble d’isolation thermique et acoustique (référence), et un gain en absorption acoustique (aw) de 0,6 et sans perte d’isolation acoustique entre le troisième ensemble d’isolation thermique et acoustique (selon l’invention) et le premier ensemble d’isolation thermique et acous tique (référence). II a donc été mis en évidence que l’ensemble d’isolation thermique et acous tique selon l’invention permet bien d’améliorer fortement l’absorption acoustique en dégradant à peine, voire pas du tout, l’isolation acoustique, effet d’autant plus mar qué lorsque le surfaçage est présent en plus.
L’invention concerne également l’utilisation de l’ensemble d’isolation ther- mique et acoustique selon l’invention sur une paroi métallique, en acier ou en alu minium, de navire dans le but d’améliorer fortement l’absorption acoustique en dé gradant à peine, voire pas du tout, l’isolation acoustique d’une pièce de navire.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble d’isolation thermique et acoustique comprenant :
- un produit (1 ) d’isolation thermique et acoustique en laine minérale comprenant une première face, dite face avant (1a), destinée à être tournée vers l’intérieur d’une pièce, et une deuxième face, dite face arrière (1b), destinée à être tournée vers une paroi (2),
- une membrane micro-perforée (3) disposée sur la face avant (1a) du produit (1 ) d’isolation thermique et acoustique.
2. Ensemble d’isolation thermique et acoustique selon la revendication 1 , dans lequel a membrane micro-perforée (3) est une couche viscoélastique, ayant de façon optionnelle :
- un amortissement structural h qui est supérieur ou égal à 5% quelle que soit la fréquence, et/ou
- un module d’Young E qui est inférieur ou égal à 500 MPa quelle que soit la fréquence.
3. Ensemble d’isolation thermique et acoustique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la membrane micro-perforée (3) a une résistance à l’écoulement de l’air comprise entre 0,5 kPa.s/m et 10 kPa.s/m, de préférence entre 1 kPa.s/m et 5 kPa.s/m.
4. Ensemble d’isolation thermique et acoustique selon l’une des revendi cations 1 à 3, dans lequel la membrane micro-perforée (3) a, pour une épaisseur L, un taux de perforation f et un diamètre de perforation D tels que fϋ2 = 32h c U (oL) où oL désigne la résistance à l’écoulement de l’air de la membrane et h la viscosité dynamique de l’air.
5. Ensemble d’isolation thermique et acoustique selon l’une des revendica tions 1 à 4, dans lequel la membrane micro-perforée (3) a :
- un taux de perforation compris entre 0,01 et 5%, de préférence entre 0,05% et 2%, voire entre 0, 1 % et 1 %,
- un rayon de perforation compris entre 0,01 et 0,5 mm, de préférence entre 0,1 et 0,25 mm.
6. Ensemble d’isolation thermique et acoustique selon l’une des revendica tions 1 à 5, dans lequel la membrane micro-perforée (3) a une densité surfacique comprise entre 2 et 10 kg/m2.
7. Ensemble d’isolation thermique et acoustique selon l’une des revendica- tions 1 à 6 dans lequel le produit (1) d’isolation thermique et acoustique a une den sité comprise entre 13 kg/m3 et 200 kg/m3, de préférence entre 13 kg/m3 et 100 kg/m3, voire entre 24 kg/m3 et 100 kg/m3.
8. Ensemble d’isolation thermique et acoustique selon l’une des revendica tions 1 à 7, dans lequel le produit (1) d’isolation thermique et acoustique a une épaisseur comprise entre 10 mm et 150 mm, de préférence entre 15 mm et 150 mm, voire entre 20 mm et 150 mm.
9. Ensemble d’isolation thermique et acoustique selon l’une des revendica tions 1 à 8, dans lequel le produit (1) d’isolation thermique et acoustique est com posé essentiellement de fibres de verre de type aluminosilicate.
10. Ensemble d’isolation thermique et acoustique selon l’une des revendi cations 1 à 9, dans lequel la membrane micro-perforée (3) est collée ou liée ou couplée au moins en partie à la face avant du produit d’isolation thermique et acous tique.
11. Ensemble d’isolation thermique et acoustique selon l’une des revendi- cations 1 à 10, comprenant en outre un surfaçage (6) en laine minérale disposé sur la face de la membrane micro-perforée (3) opposée au produit (1) d’isolation ther mique et acoustique.
12. Ensemble d’isolation thermique et acoustique selon la revendication 11 , dans lequel le surfaçage (6) a une densité surfacique comprise entre 0,01 kg/m et 10 kg/m , de préférence entre 0,1 kg/m et 5 kg/m .
13. Ensemble d’isolation thermique et acoustique selon la revendication 11 ou 12, dans lequel le surfaçage (6) a une densité comprise entre 20 kg/m3 et 200 kg/m3, de préférence entre 30 kg/m3 et 150 kg/m3, voire entre 30 kg/m3 et 90 kg/m3.
14. Ensemble d’isolation thermique et acoustique selon l’une des revendi cations 11 à 13, dans lequel le surfaçage (6) a une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 20 mm, de préférence entre 5 mm et 15 mm, voire entre 5 mm et 15 mm.
15. Utilisation de l’ensemble d’isolation thermique et acoustique selon l’une des revendications 1 à 14 sur une paroi métallique de navire.
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