Notions d Acoustique

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1 Notions d Acoustique 1

2 Comprendre les unités Le bruit est une vibration de la matière qui fait vibrer nos tympans en arrivant par l air. C est une énergie, sa diminution se fait en consommant cette énergie par la masse (loi de masse), par la déformation (effet trampoline), par son absorption (effet ressort). Chaque matière réagit différemment en fonction de ces qualités mécaniques (épaisseur, nature). Qu est-ce que le décibel? (db) C est le décibel, 1/10ème de Bel), qui est l unité de mesure de bruit, mise au point par Mr Bel Plus nous avons de Décibel (db), plus de niveau de bruit est élevé. Qu est-ce que le hertz? (Hz) C est un indicateur de fréquence du bruit émis, celle-ci peut varier du grave au médium ou à l aigu. Il indique le nombre de vibrations par secondes, plus le nombre de Hertz est élevé, plus le bruit est aigu. Le bruit est un composé de fréquences multiples, d où la différence de perception d un son en fonction de sa composition dans l échelle des fréquences. Le bruit est perçu par l oreille humaine, celle-ci étant différente suivant les individus, il existe des variations dans la perception du niveau ou de la gêne éventuelle occasionnée par ce bruit. A même intensité un bruit aigu est plus agressif qu un bruit grave. Dans l habitat humain l extrême majorité des fréquences des bruits usuels est comprise entre 63 hertz et 5000 hertz. Ce sont donc les fréquences testées dans les mesures. 2

3 Qu est-ce que le db(a)? Le db(a) est une unité de mesure d un bruit constituée de la moyenne adaptée à l oreille humaine : entre 63 et 5000 hertz. C est-à-dire que chaque type de fréquences est testé, puis un coefficient de gêne pour l humain est appliqué (filtre A) pour chaque type de fréquences, et enfin une moyenne est faite. En France il était indiqué R en db(a), mais la normalisation Européenne a remplacé ce signe par Rw en db. Les Bruits aériens : R (en db(a)) ou Rw (en db) : C est la résistance acoustique (la quantité de bruit) adaptée à l oreille humaine, enlevée par la paroi ou, en cas de doublage, l augmentation de cette quantité enlevée. C est une mesure faite en laboratoire acoustique, elle permet de comparer des systèmes entre eux car les conditions de mesure sont normalisées. Plus elle est élevée, meilleur est le résultat. DnAT (en db(a)) ou DnATw (en db) : C est également la résistance acoustique, adaptée à l oreille humaine, mais mesurée sur chantier, il indique la réalité obtenue. Cette valeur peut varier plus ou moins légèrement en fonction des chantiers. Plus elle est élevée, meilleur est le résultat. Remarque : En bruits aériens, la résistance acoustique est différente en fonction de la nature des parois, les essais sont comparables s ils sont effectués sur la même nature de parois ou sur une nature proche (par exemple, cloison carreau de plâtre et cloison mâchefer). Une diversification des matériaux est utile car, les réactions dans les fréquences étant différentes, celles-ci sont complémentaires. Les performances acoustiques ne s ajoutent pas, elles se complètent. 3

4 Les Bruits d impact : S il est facile de comparer les bruits aériens en plaçant simultanément des appareils de mesure du côté du bruit et du côté de la réception, et en faisant la différence. Pour les impacts (chocs), le bruit produit est différent suivant la nature et la composition du sol sur lesquelles se fait le choc. Il n est donc possible de mesurer que le bruit produit. C est pourquoi sont employées des machines à frapper normalisées qui produisent toutes les mêmes chocs. Le résultat mesuré sera donc celui dépendant du sol testé mais en valeur de bruit entendu à la réception, donc plus la valeur sera basse, meilleur sera le résultat. Ln (en db(a)) ou Lnw (en db) : C est le niveau de bruit, adapté a l oreille humaine, entendu en dessous, provoqué par la machine a chocs en laboratoire. Plus la valeur est basse, meilleur est le résultat. LnAT (en db(a)) ou LnATw (en db) : C est le niveau de bruit, adapté à l oreille humaine, entendu en dessous, provoqué par la machine a chocs sur chantier. Plus la valeur est basse meilleur est le résultat. Delta L (ΔL) : C est l amélioration aux bruits d impact apportée par un revêtement sur une dalle béton normalisée. Il est mesuré un Ln sur la dalle seule, puis un Ln avec l isolation, puis la différence est calculée et s appelle le Delta L. Comme c est une amélioration, plus elle est grande, meilleur est le résultat. Remarque : Aux bruits d impact, il peut exister des fréquences inférieures à 63 hertz qui ne sont pas prises en compte dans les mesures. Les transmissions latérales en cas de traitement par le plafond peuvent varier de façon significative en fonction du bâtiment (grandeur de la pièce, nature des parois, etc) La Loi de masse : Plus une paroi est lourde (soit par sa densité ou son épaisseur), plus elle atténue les bruits en consommant de l énergie 4

5 Les Bruits Entendus La Théorie : en diminuant un bruit de 3 db, la pression acoustique est divisée par 2 donc : - 17 db = 50 fois moins de bruit et 21 db = 128 fois moins de bruits!!!!!!!! La Réalité : Le bruit est entendu, ou n est pas entendu! Il existe dans chaque endroit un niveau de bruit résiduel : le bruit de fond. L oreille humaine ne perçoit que les bruits supérieurs à ce bruit de fond, donc l isolation acoustique consiste à descendre le bruit venant d ailleurs en dessous de ce niveau. 5

6 Quelques Notions Tout d abord ne pas confondre l ISOLATION ACOUSTIQUE (ou phonique) et la CORRECTION ACOUSTIQUE L isolation acoustique est la diminution du bruit d un endroit dans un autre. C est l augmentation de la résistance aux bruits (le R ou Rw). Elle s exprime en Décibels (db) ou en db (A) qui est le décibel pondéré adapté a l oreille humaine. Plus l isolation est grande, moins le bruit est entendu. La correction acoustique est la diminution de l echo a l intérieur de la pièce. Ne plus avoir une pièce qui résonne, c est un facteur de confort. Elle s exprime en % d absorption qui s appelle l Alpha Sabine et dépend de la capacité d absorption du produit et de la surface présente du matériau, d où l emploi de matériaux poreux (liège, mousses, tissus, etc) et de formes alvéolaires (boites a œufs, pyramides, etc) qui n isolent pas du bruit mais combattent l écho. Le bruit est une vibration de l air et de la matière, c est un phénomène physique. Il est composé de plusieurs fréquences (hautes, mediums, graves). Dans l habitat, pour l isolation acoustique, nous avons deux bruits principaux : - Les bruits aériens : appelés ainsi car transmis par l air, - Les bruits d impact : provoqués par les chocs, et qui se répandent par toutes structures rigides et continues (comme de l électricité) et diminuent d intensité en s éloignant du point de choc (bruits solidiens). 6

7 Comment combattre les bruits? Les Bruits Aériens Ils sont une vibration de l air qui se transmet a nos tympans, leur propagation ressemble a des ronds dans l eau dans toutes les directions, c est une énergie mécanique que l on combat par : - L effet masse : plus le poids est grand plus il faut d énergie pour le faire bouger, donc il faut employer des matériaux lourds : béton, fermacell, plomb, sable, masses molles, métal, bois dense, etc. - L effet membrane : la déformation d une plaque consomme beaucoup plus d énergie que son poids, comme un trampoline, donc il faut employer des plaques : plâtre, fermacell, bois, métal, etc. - L effet «Masse molle» ou «Masse sans cohésion» pour les redescentes ou remontées de bruits d impact des plafonds dans les cloisons très légères, pour les marches d escalier, les éviers, baignoires, portes, coffres volets, volets, planchers bois, parquets, etc. Certains matériaux très lourds, mais également mous, absorbent les vibrations, c est le cas du plomb, des composés de bitume, de caoutchouc, de polymère. D autres très lourds et sans cohésion, ne les transmettent pas comme le sable, les billes de verre, etc. - L effet dissipation de l énergie : les matériaux fibreux placés dans des lames d air consomment de l énergie en vibrant, c est le cas des fibres minérales, textiles, cellulosiques, etc. Plus la fibre est dense, plus elle est performante, à condition qu elle conserve une grande souplesse. - La diversification des matériaux : de par sa nature et son épaisseur, chaque matière agit contre des fréquences différentes, donc en les variant on obtient des performances complémentaires. - La désolidarisation : en évitant la transmission des vibrations par les points d accroche, d où l emploi d antivibratiles et d ossatures indépendantes. - L étanchéité : le bruit aérien voyage par l air donc en empêchant le passage de l air, on limite le passage du bruit, d où la parfaite étanchéité qui doit être faite des supports et des systèmes en respectant la désolidarisation (joints souples) 7

8 Les Bruits d Impact : Ils se rencontrent principalement au niveau des sols et plafonds. Ils se combattent au niveau des planchers, quand c est possible, par la désolidarisation antivibratile, d où l emploi de plots antivibratiles, de mousses, de couches de fibres, ou de matériaux absorbant les vibrations comme le sable, le bitume, etc. C est le système le plus performant car il évite les retombées de vibrations par les parois. Le choix du système dépendra du sol existant et de l ampleur des travaux effectués, par exemple, sur un parquet sur lambourdes ou un plancher bois il faudra commencer par «passiver» ce parquet pour l empêcher de vibrer sous le nouveau plancher. Par le plafond, nous combattons les bruits aériens émis en sous face par les impacts donc l accroche doit être antivibratile ou le doublage doit être indépendant (accroché sur les murs) pour ne pas transmettre la vibration. Le résultat peut être limité par des redescentes latérales (parois) qui devront parfois être traitées. Dans certaines structures très vibrantes (constructions fin 19ème, début 20ème, 1950 ou 1960/1975) les impacts remontent par les structures, il faut donc aussi traiter les parois remontantes. CAS PARTICULIER : Les structures légères Les parois très fines sont des instruments de musique qui participent elles-mêmes au bruit tellement elles vibrent, il faut coller sur une de leur face une masse molle qui absorbe les vibrations et rend la paroi mate. C est le même principe pour les planchers bois, les portes, les escaliers, les coffres de volets, les douches, éviers, baignoires et jacuzzi, les tuyaux minces, les bateaux, etc. 8

9 Notions d acoustique Doublages Il est possible de choisir entre 2 types de solutions : SOLUTIONS ULTRA-MINCES : SOLUTIONS MINCES : Par collage C est une solution d amélioration qui peut apporter un gain maximum de 3 à 14dB suivant le support et la matière utilisée. Celle-ci doit être lourde (grande densité comme le plomb) et apte a absorber les vibrations transmises par la paroi donc de structure molle. Sont principalement utilisées des matières à base de bitume, d EPDM ou encore de Polymère : - Les bitumes durcissent parfois avec le temps et perdent leur qualité d anti-vibrations, - Les EPDM ont une texture un peu raide et par l épaisseur sont faiblement efficaces dans certaines fréquences, - Le Polymère a l avantage de rester souple dans le temps et d avoir une masse importante. Cette solution est à réserver à des structures soient légères, soit très vibrantes. La masse MP10 en 1 ou 2 couches convient très bien en logement neuf ou ancien sur les cloisons entre pièces (Ch./Ch. ou SdB/Ch., Cuis./Ch., WC/autre, Salle/autre, ) pour restaurer la confidentialité en très faible épaisseur (5 ou 10mm + finition). Elle est employée sur les cloisons légères latérales pour éviter les transmissions de vibrations après isolation de plafond ou de parois. Elle permet de traiter les coffres de volets roulants, les tuyaux d eau, les marches d escalier. Sur les planchers bois ou hourdis elle permet de les rendre mat, c est-à-dire non vibrants. Par Système Masse/ressort/masse Il s agit de poser des ossatures (antivibratiles ou indépendantes) sur la paroi à poser, de mettre dans son épaisseur un absorbant (fibres minérales, textiles ou cellulosiques) puis de visser sur cette ossature des plaques. Ce parement doit être le plus lourd possible, en employant plusieurs plaques ou une matière lourde. Ces solutions sont très performantes : de 9 à 25dB d amélioration. Le choix entre les différentes solutions existant sur le marché sera en fonction de l épaisseur (de 4 à 12cm), des résultats obtenus (de 10 à 25 db d amélioration) qui varieront suivant la nature de l accroche et du parement. Le plus épais n est pas forcément le meilleur. Notre système 40mm, employant une ossature double désolidarisation et un feutre textile (souple et de haute densité) associés à un parement (certes mince mais lourd, 24,1kg/m2) composé de 2 plaques de Fermacell 10mm dont l une est traitée pour modifier le poids et le comportement et ainsi décaler l action sur les bandes de fréquences. C est actuellement le doublage le plus performant du marché (40mm/+25dB) sur les cloisons type plâtre plein 70mm ou mâchefer (voir fiche comparaisons des systèmes). Pour un bon choix, il faut consulter les rapports de mesures obtenus en laboratoires ou sur chantier par bureau spécialisé, toute bonne entreprise ou tout 9 fabricant est capable de vous les fournir.

10 Notions d acoustique Plafonds En isolant un plafond par le dessous, vous luttez contre les bruits aériens (voix, musique,..) et l effet aérien des bruits d impact (sons sortants du plafond, provoqués par les chocs). Vous ne luttez pas contre les vibrations périphériques passant par les parois. Pour combattre parfaitement celles-ci, il vaut mieux isoler le sol supérieur par un résilient ou un revêtement souple. Les redescentes périphériques dépendent de la nature de l existant et des parois verticales. Si les cloisons sont rayonnantes (aptitude à vibrer), il est prudent de prévoir de les traiter ou au minimum de les amortir. En règle générale, plus un mur est lourd moins il transmet les vibrations. Le doublage du plafond diminuera de beaucoup les bruits d impact entendus, mais il restera néanmoins un résiduel plus ou moins audible. Les essais ou mesures in-situ concernent les fréquences habituelles (100/5000 Hertz) des normes, par contre les impacts contiennent des fréquences très graves (40/70 hertz) qui ne sont pas prises en compte dans les normes, suivant l existant celles-ci sont plus ou moins importantes, d autant que les graves sont transmis latéralement. Il est obligatoire en doublage de plafond, que le parement (plaques) soit le plus lourd possible, que le plenum (lame d air entre plafond et plaques) contienne des fibres les plus denses possible tout en étant le plus souple possible (minérales, textiles ou cellulosiques), et surtout que l accrochage des ossatures soit indépendant (accrochées sur les parois - obligatoire en cas de chauffage au sol supérieur) ou suspendues par antivibratiles. Plus le doublage sera épais, meilleure sera la performance, sans surcout. 10

11 Notions d acoustique Sols Vous souhaitez isoler un sol, soit pour protéger votre voisin du dessous (impacts et/ou aériens), soit pour vous protéger de celui-ci (aériens). L avantage de traiter par les sols est la limitation des bruits transmis par les parois, cette intervention est moins onéreuse et plus satisfaisante que pour un plafond. Le système sera choisi en fonction de l existant et de la finition que vous souhaitez. Le principe est de positionner un système plancher désolidarisé du support et des périphéries. Notions d acoustique Sous-Toitures Le système sous toiture Fermacilence allie des performances d isolation acoustique et thermique très élevées permettant d atteindre les normes demandées. Son originalité vient aussi du fait qu il n est pas fixé aux chevrons de la toiture, évitant de surcharger ces éléments de structures qui sont les plus fragiles du toit. Il est donc possible d intervenir postérieurement sur la couverture elle-même, sans détériorer l isolation et ses performances. Le panneau de finition est hydrofuge, incombustible (MO), de haute dureté et 100% naturel. Son épaisseur est de 120mm sous la sous face des chevrons. 11

12 Des Choses á Retenir! Il faut EVALUER L EXISTANT ET IDENTIFIER LES NUISANCES afin de définir le système le plus adapté. Les conduits techniques, d aération et de cheminées, sont parfois des «téléphones verticaux» notamment aux bruits aériens. En plafond : PLUS L EPAISSEUR SERA IMPORTANTE, MEILLEUR SERA LE RESULTAT, pour le même cout. Dans tous les cas (cloison, plafond, sol), PLUS LA MASSE (poids) SERA GRANDE, MEILLEURE SERA L ISOLATION. LES MESURES FAITES EN LABORATOIRE permettent de comparer les différents systèmes dans les mêmes conditions et donc de les évaluer. LES MESURES SUR CHANTIER donnent le résultat le plus approchant de ce qui peut être obtenu. Par contre, suivant chaque chantier il peut varier selon la nature de l existant. Entre l intérieur et l extérieur d un bâtiment, il n existe que 2 points faibles : - Les Menuiseries (portes et fenêtres) - la Toiture IL EST INEFFICACE DE DOUBLER ACOUSTIQUEMENT UN MUR EXTERIEUR, celui-ci deviendra plus performant, mais vous ne le saurez jamais, «la rustine étant à cote du trou». Il est tout de même évident que les coffres de volets roulants peuvent être un point faible pour la performance des fenêtres. 12