CONFORT Maisons en bois et acoustique

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1 62_67 acoustique_5 17 3/07/11 13:29 Page 62 CONFORT Maisons en bois et acoustique Perçu comme une réelle pollution, le bruit à domicile s avère un fléau des temps modernes. L acoustique fait partie des cibles confort de toute démarche de qualité environnementale. Pour protéger un bâtiment en bois d un environnement bruyant et optimiser le confort acoustique intérieur, des solutions souvent mixtes, sont à prendre en compte, le plus en amont possible, lors de la conception et mise en œuvre. Les structures en bois se combinent aujourd hui parfaitement à des solutions qui assurent un bon confort acoustique : chape flottante, plafond suspendu, matériaux d isolation à forte inertie... Le bruit : notions Loin d entrer dans les détails, quelques généralités s imposent pour comprendre le problème. Physiquement, le bruit est la superposition de sons de niveaux et de fréquences différents. Physiologiquement, il est le plus souvent associé à une gêne. Une source acoustique fait vibrer l air ou d abord un élément de construction avant d atteindre notre oreille. Celle-ci, qui reste en éveil en permanence, perçoit des sons compris entre 20 et hertz (graves à aigus), c est ce qu on appelle la fréquence. Le niveau sonore, lui, est exprimé en décibels (db (A)) et permet d apprécier effectivement la sensation de bruit ressentie. L indice (A) qui suit le db indique une pondération par fréquence tenant compte de la plus grande sensibilité de notre ouïe aux hautes qu aux basses fréquences. Ainsi, l échelle de niveaux de bruit allant de 10 à 120 db sert de référence (voir schéma): bruits légers de 10 à 40 db (chambre calme), bruits gênants de 40 à 60 db (conversation), fatigants de 60 à 80 db (télévision), dangereux de 80 à 100 db (musique forte, train) pour atteindre le seuil de la douleur de 100 à 130 db (moteur d avion au sol, marteau piqueur). Des perceptions subjectives entrent aussi en ligne de compte : la durée d exposition, un bruit isolé dans le silence ) mais des études ont pu démontrer qu il faut réduire le niveau de bruit de 10 db pour avoir l impression d entendre deux fois moins de bruit. La réglementation La réglementation en Europe est cadrée par des normes européennes qui définissent certains points mais n imposent pas de niveau d isolation acoustique. Des normes européennes définissent notamment l indice d affaiblissement acoustique (Rw) et le niveau de pression du bruit de contact (Ln,w). En Belgique, la nouvelle norme belge NBN S définit les critères acoustiques pour les immeubles d habitation. Elle est d application pour tous les logements ayant fait l objet d une demande de permis de construire ou de rénover après le 29 avril Pour les logements dont le permis 62 Knauf Brio est un procédé de chape sèche flottante (plâtre armé) très fine mais résistante. Doté d une sous-couche isolante contrecollée en usine, il diminue la transmission des bruits d impact: parfait pour les planchers intermédiaires des maisons à ossature bois!

2 62_67 acoustique_5 17 3/07/11 13:29 Page 63 La plaque de plâtre Placo Impact convient parfaitement pour l isolation des maisons à ossature bois. Très résistante, assainissante, acoustique, elle diminue les bruits de 50% par rapport à un ouvrage en plaques standards. d urbanisme a été demandé avant cette date, ce sont les anciennes normes NBN S et 401 qui sont d application. Ces prescriptions ne sont cependant que des recommandations et n ont pas force contraignante. Il n existe, au niveau national, de réglementation imposant le respect d un niveau d isolation acoustique lors de la construction ou de la rénovation d un logement qui si le cahier des charges stipule que la nouvelle norme doit être respectée (et il doit alors préciser quel niveau d isolation doit être atteint, normal ou élevé). Cette norme vise à s harmoniser avec les normes des autres pays européens. Néanmoins, les critères étant liés à un paramètre culturel, chaque pays a défini ses propres valeurs minimales. Des études belges ont montré que 30 % des habitants considèrent comme insatisfaisant un isolement acoustique DnT,w inférieur à 54 db et un isolement aux bruits d impact L nt,w supérieur à 54 db; ce sont les limites du confort normal dans la nouvelle norme. La norme définit également un niveau de confort supérieur, qui s applique plutôt aux constructions neuves parce qu il est très difficile à atteindre en rénovation. Néanmoins, 10 % de la population juge encore ce niveau insuffisant...(source Curbain). En France, la nouvelle réglementation acoustique (NRA), est applicable à tous les bâtiments résidentiels neufs et dont le permis de construire est postérieur à janvier Elle fixe des exigences minimales en matière d isolement. Il s agit d une obligation de résultat in situ, exprimé en décibels, c est-àdire une fois que l habitation est achevée avec les isolements mesurés sur site. Pour une maison individuelle : elle est uniquement soumise par la réglementation à un isolement par rapport aux bruits aériens extérieurs (bruits de route, trains, avions ). En revanche, 63 aucune exigence n est formulée concernant les cloisons intérieures ou les planchers. Pour une maison mitoyenne ou maison en bande : elle doit répondre d une part à un isolement par rapport aux bruits de route et d autre part à un isolement aux bruits aériens qui peuvent être transmis d une habitation à une autre à travers les murs séparatifs, les façades et les sols. Les contraintes réglementaires sont les mêmes que pour les immeubles collectifs. La normalisation européenne impose à présent de nouvelles méthodes de calcul des indices d évaluation de la qualité acoustique d un bâtiment. De nouvelles dispositions réglementaires doivent donc être appliquées aux opérations dont la demande de permis de construire est déposée à compter du 1er janvier Deux nouvelles normes européennes doivent maintenant être utilisées pour calculer les indices uniques d évaluation

3 62_67 acoustique_5 17 4/07/11 22:37 Page 64 Echelle des niveaux sonores de la performance acoustique [1] des produits et des ouvrages, respectivement pour les bruits aériens intérieurs (voix, télévision) ou extérieurs (circulation routière, avion, train), et pour les bruits de choc. Ces deux normes définissent de nouveaux indices d évaluation, exprimés avec de nouvelles unités, et utilisent un nouveau vocabulaire. (Voir tableau) Les sources de bruit et leur transmission Pour réaliser une isolation acoustique correcte, certaines notions sont indispensables. Les bruits perçus à l intérieur d un logement ou d un bâtiment ont différentes origines. Leur transmission se fait de diverses façons : en champs aérien direct ou indirectement au travers de parois. Lorsqu un son rencontre une paroi homogène, l énergie sonore est répartie de différentes manières : la plus grande partie est réfléchie à l intérieur du local, une plus petite est transmise de l autre côté de la paroi Catégorie de bruit Bruit aérien intérieur (exemple entre 2 pièces principales) Bruits d impact Bruits d équipement (exemple en pièce principale) Circulations communes Bruit aérien extérieur et une dernière est dissipée dans la paroi. Toutes les parois d un local participent à la transmission du bruit, chacune se comportant comme un haut-parleur diffusant plus ou moins de bruit. Le bruit peut aussi passer par des jonctions, des fissures, des interstices dûs au manque d étanchéité à l air. Les bruits aériens extérieurs proviennent d un aéroport, d une gare, d une usine, d un chantier... et surtout du trafic routier. En France, l ensemble du réseau routier fait l objet d un classement acoustique, avec une inscription obligatoire au Plan local d urbanisme (PLU) ; le bruit de référence est le bruit route aux fréquences graves. Pour les autres bruits aériens extérieurs,le bruit de référence est le bruit rose qui se caractérise par un niveau sonore constant à toutes les fréquences. Les bruits aériens intérieurs proviennent d une télévision, d une chaîne hi-fi, d une Conséquence sur les valeurs réglementaires 54 db(a) rose devient 53 db 65 db(a) devient 58 db (Niveau à la réception) 30 db(a) (non modifié) rw inchangé (produits absorbants occupent le 1/4 de la surface au sol) 30 db(a) route (non modifié) 64 Spécialiste de l isolation en laine de roche, Rockwool propose toute une gamme de solutions destinées à améliorer également l isolation phonique, notamment dans les maisons à ossature bois.

4 62_67 acoustique_5 17 3/07/11 13:29 Page 65 radio, d une conversation animée... Ils sont également considérés comme des bruits roses. Ils se propagent principalement par les parois qui séparent les pièces ou encore indirectement par les cloisons latérales. Les bruits de chocs sont les bruits de pas, de chutes d objets, de déplacements de meubles (chaises)... qui sont transmis par le plancher et propagés par le plafond et les parois verticales. Les bruits d équipements,peuvent provenir d une chaudière,du système de ventilation,des tuyauteries, d une machinerie d ascenseur, d une chasse d eau... Aériens, ils sont qualifiés de solidiens lorsqu ils mettent en vibration la structure. A chaque pièce, son confort acoustique Le principe du confort acoustique réside dans l isolation contre les bruits du milieu extérieur mais également contre les bruits entre les pièces de vie de la maison. Selon notre activité, les exigences en matière d isolation acoustique sont en effet différentes. Trois zones de confort acoustique peuvent être définies : La zone Silence : Pièce où le niveau de bruit perçu dans la pièce ne doit pas dépasser 20 db. Exemple : une chambre se situe en zone silence car les bruits ne doivent pas venir perturber le sommeil ou le repos. La zone Calme : Pièce où le niveau de bruit perçu dans la pièce ne doit pas dépasser 35 db. Exemple : un bureau peut être considéré comme une zone calme, dans la mesure où les bruits faibles sont tolérés sans pour autant être gênants. La zone Conviviale : Pièce où le niveau de bruit perçu dans la pièce peut être accepté jusqu à 45 db et dans laquelle les bruits sont tolérés car ils font partie de l usage même de la pièce. Exemple : ces pièces correspondent le plus souvent à des lieux de vie tels qu un salon ou une cuisine (Source Placo). Afin de procéder à une bonne isolation acoustique, il faut tenir compte de trois principes fondamentaux : La loi de masse : plus c est lourd, mieux ça isole. Le bruit se transmettant par vibration, les matériaux lourds et épais qui vibrent moins, isolent mieux que les légers. Autrement dit, à épaisseur égale, une cloison en béton isolera mieux qu une cloison en carreau de plâtre ou en bois, car à volume égal, le béton est plus lourd que le plâtre. Mais le problème est souvent résolu par le principe de «la boîte dans la boîte» : on désolidarise en plaçant 2 cloisons séparées moins épaisses. La loi masse-ressort-masse : en combinant certains matériaux, on peut appliquer le principe dit «masse-ressort-masse» qui amortit les vibrations par par dédoublage + désolidarisation + absorption. Deux masses sont séparées par 65 Si le bois a toute les qualités pour un rendu acoustique chaleureux, il ne dispense pas les maison bois de s isoler contre le bruit! Au cœur de cette maison en bois massif Honka (réalisée en pin sylvestre nordique), il faudra veiller tout particulièrement à se protéger des bruits aériens transmis par les parois et des bruits d impact.

5 62_67 acoustique_5 17 3/07/11 13:29 Page 66 un ressort, lequel peut-être de l air ou un matériau absorbant. Lorsque le bruit heurte la première masse, celle-ci se met à osciller. Le ressort entre les deux couches intercepte ces vibrations et fait office d amortisseur. Le bruit est ensuite considérablement atténué lors de sa transmission à la deuxième masse. L épaisseur et la qualité amortissante du ressort constituent les facteurs essentiels pour déterminer le niveau d absorption des vibrations. Ce principe consiste à utiliser des parois doubles, telles que plaques de plâtre, séparées par de l air rempli par une laine minérale, qui absorbe et dissipe l énergie. En rénovation, cette solution permet un traitement efficace sans surcharger les structures. La loi d étanchéité : là où l air passe, le bruit passe. Fenêtres, bas de portes, coffres de volets roulants, entrées d air sont autant de sources de mauvaise étanchéité qu il convient de ne pas négliger pour obtenir une isolation satisfaisante. Toutefois, le renouvellement de l air du logement est indispensable. Il faudra donc laisser passer l air en limitant le passage du bruit. A noter qu isolations thermique et acoustique ne répondent pas toujours aux mêmes critères, même si elles sont parfois conciliables. Dans une habitation en bois Schématiquement, au sein d une habitation, le bruit est transmis par la structure du bâtiment et par l air avant d atteindre nos oreilles. A chaque catégorie de nuisances sonores correspond une gamme de solutions. Fortement plébiscitées, les constructions bois (ossatures bois, madriers ou rondins) sontelles davantage sujettes à des faiblesses acoustiques? Quels en sont les points forts et les points sensibles? L influence du bois sur le son Le bois est reconnu comme le matériau idéal pour la correction acoustique, en atteste son utilisation dans nombre de salles de concert et studios d enregistrement. La correction acoustique consiste à améliorer la qualité acoustique d une pièce, à traiter la réverbération d un local pour le rendre plus sourd ou plus clair. Des panneaux acoustiques en bois pleins ou ajourés, posés sur un isolant, s avèrent être la meilleure des solutions pour allier la correction acoustique de parois réverbérantes à l esthétique. Le bois est aussi depuis longtemps utilisé dans la fabrication des instruments de musique pour ses propriétés de résonance. Sa capacité à amortir, voire confiner les ondes sonores est dû à sa faible densité et à sa structure alvéolaire constituée de cavités microscopiques organisées en réseau. Celles-ci transforment l énergie acoustique en chaleur et atténuent ainsi les sons. Mais nous évoquons ici les qualités du bois pour une amélioration de la qualité acoustique. Elle ne dispense en rien les maisons en bois de s isoler contre les bruits aériens et les bruits de choc (planchers) qui restent un point sensible dans ce type d habitation! Outre les solutions acoustiques inhérentes à toute construction (isolation thermoacoustique de la toiture, étanchéité des menuiseries et qualité du vitrage), les maisons en bois doivent veiller particulièrement à la réduction de deux types de bruit : les bruits de chocs (bruits de pas, de déplacements et chutes d objets ou de meubles...) transmis à la fois par les planchers intermédiaires et indirectement par les parois verticales. les bruits aériens extérieurs et intérieurs propagés par les parois de séparation (mur, plafond, plancher) ou indirectement par des cloisons latérales. Les solutions face aux bruits aériens Les filières sèches comme les constructions bois s appuient en général sur l effet masseressort-masse. Le but est de laisser un vide d air associé à un isolant, le tout entre deux éléments séparés. Lorsque la première paroi se met à vibrer, la couche d air et d isolant arrête en partie ces vibrations, de sorte qu une infime part parvient à la seconde paroi. Les performances acoustiques obtenues sont alors très acceptables, même avec des matériaux légers comme le bois. De l importance de ces masses et de l efficacité de ce ressort dépendent les performances acoustiques de la paroi. Le secret d une bonne acoustique dans la maison bois consiste en la présence d un résilient dont la densité, pour qu il joue sont effet ressort, devrait être comprise entre 110 et 170 kg/m 3. La clé du problème : la fréquence de résonance. C est la fréquence à laquelle la paroi entre en vibration. Comme tout système résonant, cette fréquence dépend de la masse des parois (rôle masse), de l épaisseur de la lame d air entre 66 les deux parements (rôle ressort), de la nature et de l épaisseur de l isolant (rôle amortisseur). En augmentant la masse et/ou l épaisseur de ces éléments, on gagne en isolement acoustique. Les isolants les plus favorables à une isolation acoustique ou thermo-acoustique (donc à forte inertie) sont les laines minérales, le polystyrène expansé élastifié, les isolants naturels (laine de bois, chanvre, lin, ouate de cellulose...). La performance d une paroi se caractérise par son indice d affaiblissement Rw mesuré en laboratoire de façon normalisée pour tous les composants d un bâtiment (voir tableau cidessous). Cet indice d affaiblissement caractérise la performance en transmission directe d une paroi, à l exclusion des transmissions latérales et des ponts phoniques. Pour minimiser la transmission directe, le concepteur peut améliorer les performances acoustiques de la paroi en renforçant le ressort : une ossature bois dédoublée est plus efficace qu une ossature bois simple relativement rigide, les deux ossatures devant alors être désolidarisées. Les transmissions latérales représentent, dans les systèmes constructifs à ossatures, le facteur prépondérant de la transmission du bruit. Des précautions doivent être envisagées dès la conception technique et être réalisées avec soin lors de la mise en oeuvre. Ainsi, des recoupements au niveau des parements intérieurs des parois adjacentes et des traitements particuliers au niveau des jonctions doivent être prévus. Enfin, pour éviter de créer des ponts phoniques, les interruptions doivent par exemple être soigneusement calfeutrées au moyen de rubans adhésifs appropriés ou de manchons adaptés autocollants. Il est recommandé de ne pas disposer des prises de courant en vis-à-vis et de les écarter d au moins un entraxe d ossature.

6 62_67 acoustique_5 17 3/07/11 13:29 Page 67 Les solutions face aux bruits d impact Pour atténuer le niveau des bruits de choc, on peut d une part renforcer l isolement du plancher et, d autre part, désolidariser le plafond du plancher (loi de masse/ressort/masse). Au-dessus du plancher : Pour renforcer les performances acoustiques d un plancher d étage,il est devenu traditionnel de poser une chape sèche ou de couler la chape en béton sur une sous-couche souple (liège, fibres de bois, mousse,isolant acoustique) et de les désolidariser des parois par la pose d un matériau résilient ou d une bande d isolant. C est un plancher flottant. Ensuite les lames d un parquet flottant,par exemple,sont collées entre elles au niveau des rainures,et non sur le support,ou clipsées selon les systèmes disponibles sur le marché. Il est recommandé de finition. Pour améliorer encore plus la performance acoustique de ce plancher intermédiaire, il est recommandé de désolidariser complètement le plafond isolant du plancher d étage en utilisant des ossatures bois ou métalliques de longue portée. En fin de compte, la meilleure réponse performance/ coût revient au plancher bois-béton qui permet d assurer un bon indice d affaiblissement acoustique grâce à la masse volumique procurée par l apport d une couche en béton sur le solivage en bois massif ou lamellé-collé ou des poutres. Cette association donne la possibilité de préserver l esthétique de la structure apparente bois en sous-face. Elle permet également d intégrer un chauffage au sol et la pose de carrelage dans les pièces d eau. Le plancher mixte est également recommandé pour renforcer les planchers anciens. Chaleureux, le bois est reconnu pour son rendu acoustique. Mais à l instar des maisons traditionnelles, l isolation phonique d une maison en bois ne doit pas être négligé. A l instar des bruits de chocs sur les planchers, elle peut constituer un véritable point sensible. Afin d y remédier, les filières sèches comme les constructions bois s appuient en général sur l effet masse-ressort-masse. Tant pour les planchers que pour les parois et cloisons, le but est de laisser un vide d air associé à un isolant, le tout entre deux éléments séparés. Réalisation : Biospeedhome de choisir des isolants acoustiques conçus précisément pour cette application,de les poser bord à bord et à joints décalés et de les recouvrir d un feutre de protection. La difficulté en matière d isolation acoustique des planchers réside dans l équilibre à trouver entre la résistance mécanique de l isolant et la souplesse nécessaire pour obtenir des performances acoustiques intéressantes. Deux contraintes sont à prendre en compte. Tout d abord,la contrainte mécanique liée à l ensemble du plancher ou du système intégrant la partie structurelle ou porteuse et aussi la contrainte mécanique liée aux produits isolants acoustiques qui doivent relever un défi: un isolant doit pouvoir à la fois supporter la charge d exploitation mais aussi celle des matériaux qui sont directement posés au-dessus de lui. Au-dessous du plancher : L isolation acoustique d un plancher d étage en bois peut également consister en la pose d un isolant entre et sous les solives,maintenu au moyen d une ossature suspendue sur laquelle sont fixées une ou deux épaisseurs de plaques [1] Les indices de performances acoustiques L indice affaiblissement acoustique Rw exprimé en db correspond à la performance acoustique d un matériau/ système constructif. Un indice élevé est signe de performance. Indice Rw : performance du système d affaiblissement acoustique d une paroi (varie entre +10 et + 20 db) Indice Lw : performance acoustique des revêtements de sol (un indice Lw, élevé est signe de performance) Sources: Comité national pour le développement du Bois Les Essentiels du bois n 2: Confort acoustique du bâtiment, novembre Guide L acoustique d un bâtiment, Saint-Gobain Isover. 67