ACOUSTIQUE DES CLOISONS

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1 ISOLATION ACOUSTIQUE DES CLOISONS MOBILES, DÉMONTABLES ET AMOVIBLES Plafonds suspendus et barrières phoniques 1

2 ISOLATION ET ABSORPTION ACOUSTIQUE Ne pas confondre! Un matériau peut être caractérisé par ses propriétés : d isolation caractérise sa capacité à affaiblir la transmission du bruit entre deux locaux. d absoption caractérise sa capacité à améliorer l acoustique interne d un local. IL EST IMPORTANT DE DISTINGUER CES DEUX NOTIONS EN ACOUSTIQUE Une onde sonore (1) rencontrant une paroi est en partie (Cf. fig. 1) : réfléchie [2] absorbée [3] transmise [4] La mise en place d un parement absorbant (Cf. fig. 2) conduit à modifier l onde réfléchie de la figure 1 : en effet, il augmente la partie absorbée [3] et réduit la partie réfléchie [2] du bruit dans le local où il est placé. Seule la partie transmise [4] n est pas modifiée. UN PAREMENT ABSORBANT N AMÉLIORE DONC PAS L ISOLATION ACOUSTIQUE ENTRE LOCAUX. La suite de ce document ne traite donc que d isolation acoustique. 2

3 NOTIONS DE BASE BRUIT Un bruit est caractérisé par : Son niveau, exprimé en décibel (db), qui définit son intensité réelle par rapport à un niveau de référence, Sa fréquence, ou sa hauteur, exprimée en hertz (Hz), qui permet de distinguer les sons graves des sons aigus. Un bruit est un mélange de sons. DURÉE DE RÉVERBÉRATION T OU T r La durée de réverbération caractérise l absorption d un local. On peut la définir comme étant le temps mis par un son pour y décroître de 60 db. Elle s exprime en secondes. DÉCIBEL Le décibel compare deux énergies : c est donc une unité physique de mesure du bruit qui permet d exprimer l intensité réelle d un son (ou d un bruit) par rapport à une intensité de référence. OCTAVE ET 1/3 D OCTAVE Octave : C est l intervalle entre deux sons dont les fréquences sont dans le rapport 2/1. 1/3 d octave : La division de l octave en trois intervalles égaux conduit au 1/3 d octave. DÉCIBEL (A) L addition (logarithmique) de niveaux sonores relevés par bandes d octave ou de 1/3 d octave permet d obtenir le niveau global de bruit en décibel (db). Pondération A : L oreille humaine étant plus sensible aux sons aigus qu aux sons graves, une correction du spectre de bruit est à apporter en fonction de cette sensibilité (Cf. courbes ci contre). On obtient ainsi un niveau de bruit global exprimé en db(a). Le décibel(a) est l unité utilisée pour évaluer le niveau de bruit dans les bâtiments. Il représente la sensation perçue par l oreille. 3

4 L oreille humaine perçoit les sons dont la fréquence varie de 20 Hz (sons graves) à Hz (sons aigus), mais la réglementation actuelle dans le domaine du bâtiment ne prend en compte que les fréquences de 100 à 5000 Hz, regroupés en 6 bandes d octave centrées sur 125, 250, 500, 1000, 2000 et 4000 Hz. ADDITION DE DEUX NIVEAUX SONORES Les niveaux de bruits en db ou en db(a) ne s additionnent pas arithmétiquement mais logarithmiquement. Ainsi : 60 db + 60 db = 63 db De même, lorsque les bruits ont un niveau d intensité très différent ( 10 db), le plus fort masque le plus faible. 70 db + 60 db = 70 db BRUIT ROSE Le bruit rose est un bruit normalisé, caractérisé par le fait qu il a le même niveau sonore dans chaque bande d octave. Il est sensé simuler les bruits aériens émis à l intérieur des bâtiments. On l utilise donc dans le domaine du cloisonnement. Il permettra des comparaisons valables entre plusieurs situations en termes : d indice d affaiblissement acoustique R; d isolement acoustique normalisé D nat 4

5 ISOLEMENT ET INDICE D AFFAIBLISSEMENT Ne pas confondre! IL EST IMPORTANT DE BIEN DISTINGUER CES DEUX NOTIONS EN ACOUSTIQUE Indice d affaiblissement acoustique : R C est la grandeur qui caractérise l aptitude d un élément de construction (cloisons) à atténuer la transmission du son. Il est mené en laboratoire en l absence de toutes transmissions latérales. On l exprime en db(a). Isolement acoustique normalisée : D nat Il représente la valeur de l isolation entre deux locaux. Il dépend de l indice R de la cloison, des transmissions latérales, de la surface de la paroi séparative, du volume du local de réception, des caractéristiques de réverbération* du local réception. Il est mesuré en in situ et s exprime également en db(a). *Durée de la réverbération T ou T r La durée de réverbération caractérise l absorption d un local. On peut la définir comme étant le temps mis par un son pour y décroître de 60 db. Elle s exprime en secondes. Nota : indice R W Cet indice, qui est utilisé dans certains pays européens, n est pas utilisable en France, étant obtenu à partir d un bruit de référence totalement différent. Une conversion du R w en R rose est toutefois possible mais à partir des valeurs par 1/3 d octave mentionnées dans les P.V. d essais. 5

6 ESSAIS ACOUSTIQUES ESSAIS EN LABORATOIRE Les essais acoustiques sont effectués selon les normes en vigueurs : NFS NFS NFS La grandeur acoustique, mesurée lors des essais en laboratoire, est l indice d affaiblissement acoustique R. Ces mesures sont réalisées par 1/3 d octave. L indice global exprimé en db(a) est donné en valeur entière. Pour les cloisons, il est calculé en référence à un bruit rose. ESSAIS IN SITU Les essais acoustiques sont effectués selon les normes en vigueurs : NFS (bâtiments dont les locaux ont un volume inférieur à 200m 3 ) NFS (bâtiments dont les locaux ont un volume supérieur à 200m 3 ) La grandeur acoustique, mesurée lors des essais in situ, est l isolement acoustique normalisé D nat. L isolement global exprimé en db(a) est donné en valeur entière. Pour les cloisons cet isolement est calculé en référence à un bruit rose. À la différence de l indice d affaiblissement R (caractéristiques intrinsèque de l élément de construction), l isolement acoustique normalisé D nat prend en considération l environnement de la cloison et, plus particulièrement les transmissions latérales. Ces dernières peuvent avoir une incidence non négligeable sur le résultat obtenu. Aussi, d une manière générale, la valeur de l isolement acoustique normalisé D nat est plus faible que celle de l indice d affaiblissement acoustique R du fait de l environnement de la cloison. L arrêter du 14 juin 1969 («Isolation acoustique dans les bâtiments d habitation») précise que pour tenir compte des incertitudes liées aux mesures, une tolérance de 3 db(a) sur les valeurs d isolement acoustique D nat est admise. Pour d autres types de bâtiments, il est d usage d appliquer cette tolérance. 6

7 ESSAIS C.E.R.F.F. Le certificat C.E.R.F.F. n est accordé qu aux cloisons ayant répondu aux critères définis par le cahier des charges, concernant leur degré d amovibilité, démontabilité ou mobilité, leur degré d isolation acoustique et leur stabilité (mécanique et dimensionnelle). Essais acoustiques Trois types d essais sont réalisés pour les différentes cloisons testées, à savoir, lorsque : la cloison est totalement pleine [1] la cloison pleine comprend une porte [2] la cloison est composée d éléments vitrés sur allège [3] facultatif En ce qui concerne l acoustique, les valeurs minimales d indices d affaiblissement acoustique R rose pour l obtention du certificat C.E.R.F.F. sont indiquées dans le tableau ci après : Cloison pleine Cloison pleine avec porte Cloison vitrée Cloisons démontables R rose = 35 db(a) R rose = 28 db(a) Pas d exigence Cloisons amovibles R rose = 39 db(a) R rose = 32 db(a) Particulière Cloisons mobiles R rose = 42 db(a) R rose = 36 db(a) Demandée Note : Lors des essais, laboratoires ou in situ, la durée de réverbération du local est également à prendre en compte : elle caractérise l absorption d un local, est définie comme étant le temps mis par un son à y décroître de 60 db et s exprime en secondes. 7

8 ENVIRONNEMENT DE LA CLOISON Comme indiquer ci dessus, l environnement d une cloison sur site participe de manière non négligeable à l obtention de l isolement acoustique, au travers des transmissions latérales qui peuvent même être parfois prépondérantes. L isolement acoustique normalisé D nat pourra se trouver limité et ce malgré des performances acoustiques élevées de la cloison. Dès la conception du bâtiment, une attention particulière devra être portée à l environnement de la cloison afin d optimiser et de préserver les caractéristiques acoustiques de celle ci. Aussi, dans bien des cas, le maître d ouvrage pourrait s entourer d un acousticien qui permettrait d optimiser cette conception, de donner une estimation correcte de l isolement acoustique D nat et de préciser l indice d affaiblissement acoustique R, caractérisant la cloison, nécessaire pour la réalisation du projet. Pour résumer : Attention aux transmissions latérales! Elles peuvent dégrader considérablement l isolement acoustique normalisé D nat auquel on pourrait prétendre. 8

9 ENVIRONNEMENT ACOUSTIQUE DES CLOISONS MOBILES, DÉMONTABLES ET AMOVIBLES Plafonds suspendus et barrières phoniques 1 Environnement acoustique des cloisons 2009

10 À la demande de la Section Cloisons du SNFA, une étude acoustique a été menée au C.E.B.T.P. en vue de mieux appréhender l isolement acoustique in situ D nat que l on peut espérer obtenir à partir d une cloison caractérisée par un indice d affaiblissement acoustique R testée en laboratoire. Cette étude a pour seul but de donner un ordre de grandeur des différentes transmissions latérales que l on peut trouver en pratique dans l environnement d une cloison. Ce document présente les résultats d une première série d essais portant essentiellement sur l influence d un plafond suspendus filant avec ou sans barrière phonique. Les résultats présentés ci après ne valent en théorie que pour les configurations testées. DESCRIPTIF DES ESSAIS ACOUSTIQUES Afin de reproduire au mieux les conditions de chantier, les essais acoustiques ont été réalisés selon une méthode type «expertise» dans une cellule monobloc du C.E.B.T.P., qui permet de prendre en compte les transmissions latérales rencontrées in situ : Plan d une cellule monobloc au C.E.B.T.P. Les cloisons testées sont montées entre deux murs bétons. Deux types de cloisons ont fait l objet de cette expérimentation : 1 Cloison caractérisée par R rose = 40 db(a) 2 Cloison caractérisée par R rose = 45 db(a) 2 Environnement acoustique des cloisons 2009

11 Description des matériaux environnant la cloison : Plafond suspendus composé de dalles en aggloméré de fibre de roche (600x600) posées sur ossature métallique apparente, caractérisé par D nc,rose = 33 db(a) (mesure laboratoire suivant les normes NFS et EN ) Moquette posée au sol Barrières phoniques (cf. graphiques et tableau ci après) Cas 1 CONFIGURATIONS TESTÉES Cloisons 1 et 2 seules Présence ou non de moquette filante en pied de cloison Cas 2 Cloisons 1 et 2 Plafond suspendu Sans barrière phonique Moquette filante en pied de cloison Cas 3 Cloisons 1 et 2 Plafond suspendu Barrière phonique horizontale sur toute la surface du plafond suspendu Moquette filante en pied de cloison Cas 4 Cloisons 1 et 2 Plafond suspendu Barrière phonique verticale au droit de la cloison Moquette filante en pied de cloison Cas 5 Cloisons 1 et 2 Plafond suspendu Barrière phonique (blocs de laine de verre) au droit de la cloison Moquette filante en pied de cloison 3 Environnement acoustique des cloisons 2009

12 Les tests acoustiques effectués dans cette étude ne prennent pas en considération le cas de passages de gaines, chemin de câbles dans la barrière phonique, ou la présence de luminaires dans le plafond PERFORMANCES ACOUSTIQUES Les isolements acoustiques normalisés D nat obtenus dans les diverses configurations conduisent aux résultats suivants : Performances acoustiques du séparatif seul Isolements acoustiques mesurés D nat Cas 1 : cloison de dalle à dalle Sans moquette Avec moquette R rose = 40 db(a) D nat = 37 db(a) D nat = 36 db(a) R rose = 45 db(a) D nat = 41 db(a) D nat = 41 db(a) Cas 2 : cas 1 avec moquette + plafond suspendu D nat = 26 db(a) D nat = 26 db(a) Cas 3 : cas 2 + barrière phonique horizontale Laine de verre nue, 100 mm, ~ 13 kg/m 3 D nat = 31 db(a) D nat = 31 db(a) Cas 4 : cas 2 + barrière phonique verticale Laine de roche, 80 mm, ~ 70 kg/m 3 Barrière type cloison légère (*) Laine de roche, 100 mm, ~ 120 kg/m 3 Laine de roche + feuille alu. de part et d autre, 80 mm, ~ 80 kg/m 3 Cas 5 : cas 2 + laine de verre en blocs D nat = 27 db(a) D nat = 35 db(a) D nat = 33 db(a) D nat = 32 db(a) D nat = 27 db(a) D nat = 37 db(a) D nat = 34 db(a) D nat = 34 db(a) Laine de verre en blocs de L500xp400xH300, D nat = 36 db(a) D nat = 39 db(a) masse volumique ~ 13 kg/m 3 Nota : (*) Cloison légère à ossature métallique avec parements de plaques de plâtre cartonnées et laine de roche (épaisseur totale de la barrière phonique 72 mm). 4 Environnement acoustique des cloisons 2009

13 CONCLUSION La comparaison R/D nat cloison seule fait apparaître une différence de l ordre de 4 db(a) traduisant essentiellement les transmissions latérales de la cellule monobloc. L influence de la mise en œuvre d une moquette filante sous des cloisons démontables ou amovibles paraît négligeable sur l isolement acoustique mesuré. Dans le cas des cloisons mobiles, des précautions particulières seront à prévoir en pied de cloison. L isolement acoustique mesuré en présence de plafond suspendu vide est faible (D nat = 26 db(a)) : les transmissions latérales au niveau du plafond suspendu sont prépondérantes. Selon le type de barrière phonique envisagé, l isolement acoustique mesuré varie de 27 à 39 db(a). La résistance au passage de l air ainsi que l épaisseur des matériaux poreux semblent être des facteurs sensibles au niveau des résultats. La densité des barrières phoniques contribuent aussi aux performances acoustiques mais dans une moindre mesure. Attention aux transmissions latérales! Elles peuvent dégrader considérablement l isolement acoustique normalisé D nat auquel on pourrait prétendre. Ce document n est pas un document contractuel. Il présente les résultats d une étude spécifique. 5 Environnement acoustique des cloisons 2009

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