Formation Bâtiment Durable : ENERGIE

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1 Formation Bâtiment Durable : ENERGIE Bruxelles Environnement ENERGIE ET CONFORT ACOUSTIQUE DANS LES LOGEMENTS Sophie MERSCH Centre Urbain

2 Objectif de la présentation - plan Le confort acoustique est régi par quelques principes simples, mais la mise en œuvre doit impérativement être parfaite. Combiner avec les performances énergétiques : l isolation acoustique demande peu d efforts supplémentaires si les bons choix sont faits au départ. Quels choix? Système structurel et matériaux de gros œuvre Type d isolant Mise en œuvre des finitions Dispositifs pour réduire le bruit des équipements Notions et normes Aspects techniques : sols équipements murs façades / toitures Coordonnées utiles 1

3 Caractérisation des sources de bruit mode de propagation spectre sonore Indices utilisés en labo in situ Notions et normes Normes belges Différence entre isolation et correction acoustique 2

4 Notions d acoustique Type de source mode de propagation Bruits aériens voix, télévision, musique, bruits qui se transmettent principalement par la paroi de séparation Bruits de contact bruits de pas, chute ou déplacement d objets, vibrations émises par des machines, qui se transmettent par la structure boîte dans la boîte illu: Isover Une même source peut parfois produire à la fois des sons aériens et de contact - p.ex. machine à laver, chaudière, VMC 3

5 Notions d acoustique Type de source spectre sonore 4

6 20 31, Intensité (db) Type de source Notions d acoustique Trafic rapide cris d enfants indice à valeur unique en db (A) Trafic citadin avions Rw (C;Ctr) = 48 (-4;-9) db R w 40 basses fréq. (sons graves) Fréquence (Hz) Hautes fréq. (sons aigus) 5

7 Indices à valeur unique Notions d acoustique Bruits aériens Indice d'affaiblissement acoustique R w + facteurs d adaptation en fonction du type de bruit émis C: bruit de moyennes et hautes fréquences, Ctr: bruit à fortes composantes de basses fréquences Bruits de contact Niveau de pression de bruit de contact L n,w + facteur d'adaptation Ci qui tient compte des caractéristiques typiques des bruits de pas R w (C;Ctr) = 48 (-4;-9) db Mesure en labo EN ISO 717 6

8 Indices à valeur unique Notions d acoustique réception émission Labo EN LABO R w L n,w réception émission X D nt,w In situ R w L n,w I N S I T U X L nt,w (D nt,w < R w ) (L nt,w < L n,w ) 7

9 Notions d acoustique Eléments qui influencent le résultat in situ Imperfection des finitions L élément le plus faible détermine la performance de l ensemble Géométrie des locaux - du volume du local - de la surface de séparation D nt,w = x+3 db Lp1 Lp2 2xV m³ S m² D nt,w = x db Lp1 V m³ S m² 8

10 Notions d acoustique Eléments qui influencent le résultat in situ Pertes par voies latérales plus importantes si les murs sont légers m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 Attention! m 2 Ossatures bois m 1 m 1 m 1 m 1 = m 2 perte de 2 à 3 db m m 2 perte 5 à 6 db m 1 > 1.7 m 2 perte >10 db Inertie thermique : favorable à l isolation acoustique 9

11 Normes acoustiques "anciennes" normes belges NBN S (1977) isolation acoustique NBN S (1987) niveaux de bruit Immeubles d habitation "nouvelles" normes belges NBN S (2008) Bâtiments scolaires Immeubles de bureaux Maisons de retraite Hôtels Émission NBN S (2013) NBN S ? (201?) Réception Hôpitaux EN ISO Deux niveaux de confort : confort acoustique normal, confort acoustique supérieur - subjectif! Adaptation des exigences + nouvelles exigences (p.ex. réverbération) Nouvelles grandeurs européennes : D nt,w, L nt,w, D Atr (= D 2m,nT,w + C tr ), L Ainstal,nT - recommandations 10

12 Qualité de l isolation Normes acoustiques Aspect subjectif: certaines personnes sont plus sensibles au bruit Tableau: comparaison entre les performances acoustiques des planchers en bois et les résultats issus des études psycho-acoustiques ENSEIGNEMENTS PSYCHO- ACOUSTIQUES Degré de confort normal: 30 % des occupants se plaignent du confort acoustique Degré de confort élevé : 10 % des occupants se plaignent du confort acoustique Isolement au bruit aérien 54 db 58 db Isolement au bruit de contact 58 db 50 db 11

13 Normes acoustiques Sensation auditive Ambiances sonores Seuil de douleur Obligation de crier pour se faire entendre Conversation difficile Conversation à voix forte Conversation à voix normale Début interférence sommeil Calme Très calme Seuil d audibilité Décollage avion à 50 m Décollage avion à 300 m Concert musique amplifiée Marteau-piqueur Avenue à grand trafic Radio puissante Rue animée Musique de chambre Grands magasins Bibliothèque / séjour Forêt / chambre à coucher Studio de radio Studio d enregistrement Source: IBGE 12

14 Normes acoustiques ECHELLE LOGARITHMIQUE Affaiblissement acoustique Pression acoustique divisée par 10 db 2 15 db 5 20 db db db

15 Normes acoustiques La "nouvelle" norme belge NBN S (2008) Ce que couvre la norme: Réverbération dans les halls et cages d escaliers correction acoustique Est d'application pour tous les immeubles d habitation neufs et rénovés pour lesquels un permis d'urbanisme a été demandé après le 29 avril 2008 Isolation au bruit de choc isolation des sols Niveau sonore des installations techniques chaudière, ventilation Isolation au bruit aérien à l int. des immeubles isolation murs et planchers Isolation au bruit aérien des façades isolation murs ext. et toitures Dépassement du niveau de bruit de fond 14

16 Correction acoustique L isolation acoustique consiste à traiter la transmission des bruits, tandis que la correction acoustique traite l absorption et la réflexion du son sans modifier les propriétés de transmission de la paroi. isolation acoustique illu: Isover absorption acoustique 15

17 Correction acoustique isolation acoustique Laine de roche (5 cm - 60 kg/m³) 5 db très peu isolante absorption acoustique 0.7 très absorbante Panneau Multiplex (17 mm kg/m³) 29 db ± moyennement isolant 0.2 peu absorbant 16

18 Niveau de pression acoustique en un point [db] Correction acoustique NBN S T < 1.5 s dans les halls communs T = temps de réverbération La réverbération dépend du volume et de la géométrie des locaux, des matériaux qui recouvrent sol, murs et plafond et de l ameublement du local. 60 db T t 1 t 2 Temps [s] 17

19 Correction acoustique Coefficient d absorption 0 (très réfléchissant) < < 1 (très absorbant) Locaux de circulation communs : généralement habillés par des matériaux peu absorbants ( < 0.10) 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 khz 2 khz 4 khz w Marbre Béton lisse = 0.05 Plâtre Verre Bois verni Carrelage Linoleum Liège aggloméré = 0.01 Tapis mince Moquette bouclée Tentures épaisses Briques perforées Laine minérale Cellulose

20 Correction acoustique Solution: matériaux poreux 19

21 Correction acoustique Matériaux poreux derrière des plaques perforées ou des fentes 20

22 Les laines et fibres Matériaux absorbants 21

23 Matériaux absorbants Les mousses (à cellules ouvertes) 22

24 Isolement aux bruits de choc Niveau de pression acoustique L n,w de la machine à chocs placée : NBN S <58dB <54dB <50dB 92 db 79 db Sur un plancher en bois nu Sur une dalle de béton nue de 16 cm 23

25 Isolement aux bruits de choc Rôle du revêtement de sol Dalle en béton NBN S <58dB <54dB <50dB Carrelages : db Parquets collés : db Carrelages sur sous-couche : 67 db 67 à 78 db en fonction de la colle 24

26 Isolement aux bruits de choc Rôle du revêtement de sol Dalle en béton NBN S <58dB <54dB <50dB Carrelages : db Parquets collés : db Carrelages sur sous-couche : 67 db Vinyles collés db Tapis et moquettes db 25

27 Isolation des bruits de contact Solution: plancher flottant Chape coulée ou sèche posée sur matériau résilient désolidarisation périphérique Ill: Amphion Ill: Amphion 26

28 Isolation des bruits de contact Matériaux de désolidarisation Sur sol à isoler thermiquement, bien choisir Matériau résilient: - matériau souple à cellules fermées, - qui reprend sa forme après déformation - ép 3 à 10 mm Matériaux de désolidarisation non résilients: - absorbants à haute densité - à utiliser en plus grande épaisseur (10 à 40 mm) - ex: mousse rigide de bois ou de papier, liège et autres matériaux écologiques et/ou recyclés polyéthylène caoutchouc recyclé mousse de PVC coco polyéthylène 27

29 Isolation des bruits de contact Joint anti-vibratile! Chape coulée Couche d égalisation Plancher porteur Prod. anti-vibratile 28

30 Isolation des bruits de contact Prod. anti-vibratile Joint anti-vibratile! Prod. anti-vibratile Plancher porteur Chape sèche (min. OSB 22mm) Prod. anti-vibratile Prod. anti-vibratile laineux (min. 40mm) Chape sèche (min. OSB 2 x 15mm) Matériau absorbant 29

31 Isolement aux bruits de choc Importance du soin apporté à la mise en œuvre Dalle en béton NBN S <58dB <54dB <50dB 67 db 52 db Mauvaise désolidarisation Désolidarisation soignée 30

32 Vers un meilleur résultat Isolement aux bruits de choc Plancher en bois NBN S <58dB <54dB <50dB 92 db 88 db 66 db L'nT [db] Chape flottante 30 f [Hz] Ill: CSTC 31

33 Isolement aux bruits de choc Plancher de base Plancher flottant 92 db db 2 NBN S <58dB <54dB 68 db 54 db <50dB Plafond ordinaire 2 3 Fauxplafond acoustique 4 5 Ill: CSTC 32

34 55 db 68 db 80 db 46 db 80 db 80 db Isolation des bruits de contact R w =58 db 73 db 49 db 80 db Objectif : confort acoustique supérieur R w =58 db et Ln w =50 db Faux-plafond acoustique ET chape sèche Faux-plafond acoustique Chape sèche illu: ingenieuxduson.net Faux-plafond acoustique, chape sèche et doublage des parois latérales = système boîte dans la boîte complet 33

35 Transmission des bruits Isolation acoustique Parois de séparation massives Double mur sans ancrages 3 2 x 3 Masse surfacique des parois 3 Type de fondation Détails d exécution Liaisons en toiture 34

36 Transmission des bruits Isolation acoustique 35

37 Bruit des équipements Implantation des équipements 36

38 Bruit des équipements Accessoires anti-vibratiles Appareils sanitaires - canalisations poser sur des plots de caoutchouc désolidariser des murs et cloisons Joint souple Joint souple Joint souple Plots antivibratiles désolidariser les canalisations de leur support ou des parois traversées par des colliers ou manchons anti-vibratiles, les regrouper dans des caissons isolés, changements de direction ou de diamètre aussi graduels que possible. 37

39 Bruit des équipements Accessoires anti-vibratiles Chaudière, groupe ventilation, machinerie ascenseur Equipements placés sur des blocs antivibratiles, Attaches et percements pour passage des conduits munis de matériau anti-vibratile et raccords souples. Machinerie ascenseur Capotage Caisson isolant tapissé d un matériau hautement absorbant - correction Socle lourd 38

40 Bruit des équipements Accessoires anti-vibratiles 39

41 Bruit des équipements Ventilation mécanique bonne conception! placer le ventilateur sur un socle antivibratile, dans un local isolé acoustiquement ou à l écart des pièces de vie silencieux près du ventilateur et à chaque bouche 40

42 Ventilation mécanique raccords par des pièces souples percements pour passage des conduits munis de matériau antivibratile grilles de transfert acoustiques Bruit des équipements 41

43 Bruit des équipements Isolation des gaines techniques 42

44 Transmission Isolation des bruits aériens Le bruit aérien se transmettant par vibration, deux principes permettent de l arrêter : 1) masse : plus un matériau est lourd (dense et épais), meilleure est l isolation aux bruits aériens 2) ressort (système masse-ressort-masse), qui amortit les vibrations Grands principes d m 1 m 2 Masse - ressort - masse Désolidarisation Absorption Etanchéité 43

45 Masse - paroi lourde Important! C est le point le plus faible qui détermine les performances de l ensemble Ne pas interrompre l homogénéité de la masse Eviter les saignées, placer les interrupteurs plutôt en surface Isolation des murs 44

46 Isolation des murs Masse - paroi lourde Important! Masse ressort masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité Plus la paroi est étanche à l air, meilleure est l isolation acoustique Influence de l enduit Bloc béton cellulaire 14 cm sans enduit R w = 25 (-1;-4) un côté enduit R w = 43 (-1;-4) 2 côtés enduits R w = 44 (0;-3) 45

47 k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k R [db] Ressort Parois massives mur simple ou double avec contacts entre les murs Isolation des murs Parois doubles mur double sans contact rigide entre les 2 parois Séparation complète Contacts ponctuels Liaisonnés 0 Mur 14 cm 2 x 14 cm liaisonnés Source: CSTC 2 x 14 cm découplés R w = 54 db m 1 m 2 = 2 x m 1 R w = 58 db d m 1 m 1 R w = 84 db!! 46

48 Isolation des murs Blocs enduits - Rw 30 db 35 db 40 db 45 db 49 db 54 db 57 Carreaux de plâtre pleins 70 mm 950 kg/m3 80 mm 100 mm Béton d'argile expansée creux 90 mm 140 mm 190 mm Béton cellulaire pleins 100 mm 550 kg/m3 150 mm 200 mm Terre cuite creux 90 mm 1100 à 1500 kg/m3 140 mm 190 mm Silico-calcaire pleins 150 mm 1770 kg/m3 215 mm Béton lourd creux 90 mm 140 mm 190 mm Béton lourd pleins 90 mm 140 mm Source: CSTC 47

49 Doublage Isolation des murs < 30 db 30dB 35 db 40 db 45dB R w mur seul (9 cm béton cell.) = 36 db R w mur + doublage (17,5 cm) = 54 db Source: CSTC 48

50 Isolation des murs Doublage acoustique Sur ossature indépendante (ép 8,5 cm min.) Masse ressort masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité m 1 d m 2 ossature flexible bande résiliente matériau absorbant étanche à l'air finition périphérique au mastic 49

51 Isolation des murs Doublage acoustique ossature flexible bande résiliente Masse ressort masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité 50

52 Isolation des murs Plaque par côté Largeur profilés Epaisseur totale Epaisseur absorbant Rw(C,Ctr) 1 x 12,5 mm 75 mm 10 cm 60 mm 43 (-4,-10) 2 x 12,5 mm 75 mm 12,5 cm 60 mm 51 (-2,-8) 3 x 12,5 mm 75 mm 15 cm 60 mm 57 (-2,-7) 2 x 12,5 mm 2 x 75 mm 20,5 cm 2 x 60 mm 63 (-4,-11) Source: Gyproc avec 3 plaques de chaque côté, jusqu à 69 db 51

53 Matériau absorbant Tous les absorbants acoustiques sont des isolants thermiques, mais l inverse n est pas vrai: les isolants rigides et à cellules fermées n absorbent pas le son. A utiliser : isolants souples ou semi-rigides à cellules ouvertes (en panneaux, en rouleaux ou en vrac) laine de bois laine de coton Laines minérales, végétales et animales (lin, chanvre, bois, coton, mouton ) Mousses de cellulose, mousses de mélamine flocons ce cellulose chanvre 52

54 Matériau absorbant Matériau absorbant dans le creux - influence de : Epaisseur peu Densité aucune! Nature aucune! Configurations testées Paroi de base : MS 50 mm + 2x2 plaques de plâtre de 12,5 mm Paroi de base + laine minérale 50 mm Paroi de base + mousse de cellulose 40 mm (70 Kg/m³) Paroi de base + laine de chanvre 30 mm (30-42 Kg/m³) Paroi de base + laine de bois 50 mm (40 Kg/m³) R w 43 db 50 db 50 db 49 db 48 db 53

55 Isolation des murs Doublage acoustique sur mur extérieur combiner avec aspects thermiques Isolation sur ossature indépendante 1. Mur d origine 2. Couche d isolant entre le mur et l ossature pour éviter les ponts thermiques 3. Ossature métal désolidarisée 4. Matériau isolant souple absorbant 5. Etanchéité à l air 6. Liteaux espace technique (évent.) 7. Panneaux de finition lourds et désolidarisés

56 Doublage Isolation des murs Source: CSTC Tous les absorbants acoustiques sont des isolants thermiques, mais l inverse n est pas vrai: l utilisation d isolants rigides et à cellules fermées dégrade généralement la situation 55

57 Isolation des murs Doublage acoustique sur mur extérieur combiner avec aspects thermiques Niveaux d isolation Doublage d un mur en blocs de béton cellulaire de 9 cm d épaisseur Épaisseur 8 cm R Rw + Ctr 3 thermique acoustique Régulation 7 hygrométrique PU 3,2 36 X non Laines minérales 2 54 non Laines végétales 2 54 OUI 56

58 Isolation des façades Passage du bruit : le point le plus faible 3 Traitements prioritaires pour la protection contre le bruit ext fuites - étanchéité à l air 2. orifices de ventilation caissons à volets 4. vitrages 5. châssis 2 + toitures 57

59 Isolation des façades 1. étanchéité à l air entre verre et châssis entre dormant et ouvrant entre châssis et maçonnerie Masse ressort masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité illu: CSTC - NIT 221 illu: Hebgo 1) remplissage des vides par un isolant souple (pas de matériau léger rigide comme le polystyrène expansé ni les mousses en bombe durcissantes non élastiques), 2) fermeture avec un matériau lourd (mortier à l'extérieur, plâtre ou éventuellement bois massif à l'intérieur), en laissant un joint le long du châssis, 3) fermeture étanche (joints silicone) 58

60 2. ventilation Grilles acoustiques Isolation des façades 3. volets tapisser les faces intérieures d un matériau absorbant souple doubler le coffre de matériaux plus lourds Jusqu à 49 db (ouvert)! illu: CS illu: Noise Control Joint silicone illu: Renson 59

61 Performances d autant meilleures que les verres sont épais Affaiblissement acoustique (db) Isolation des façades 4. vitrage isolation acoustique: pas nécessairement double vitrage, mais propriétés acoustiques peuvent être combinées avec un vitrage superisolant thermique Double vitrage thermique standard Double vitrage asymétrique Basses fréq. correspondance des fréquences critiques Double vitrage avec verre feuilleté acoustique hautes fréq. Ar db 28 db (-2 db) 35 à 39 db 37 à 50 db 60

62 Châssis anciens peuvent souvent être adaptés 5. châssis Isolation des façades Masse ressort masse Désolidarisation Pour plus hautes performances: double fenêtre Absorption - Etanchéité survitrage: verre ou châssis appliqué sur le châssis existant avec lame d air deux châssis séparés dans la même embrasure - 15 cm entre vitrages deux châssis totalement désolidarisés 45 à 55 db ill: CSTC 61

63 Toitures à versants Isolation par l intérieur Isolation des toitures Sous-toiture lourde Matériau absorbant souple Masse ressort masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité Cavalier antivibratile Etanchéité à l air Joint anti-vibratile! Rail métallique Finition min. 2 x 12,5mm plâtre ou 2 x 10mm fibro-plâtre 62

64 Isolation des toitures Toitures plates d m 1 m 2 Masse ressort masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité 1. terrasse éventuelle (toiture verte est favorable) 2. Étanchéité (+ isolant si toiture mixte) 3. Support lourd 4. Isolant absorbant souple 5. étanchéité à l air 6. coulisse technique 7. panneaux de finition lourds (non perforés!) et désolidarisés mis en œuvre comme un plafond acoustique Illu: Terre Vivante 63

65 Isolation des toitures Toitures plates La toiture mixte ou combinée d m 1 m 2 Masse ressort masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité Pour limiter les risques de condensation interne, on déplace le point de rosée audessus des panneaux de toiture en posant un isolant supplémentaire par l extérieur, avec : R de l isolant thermique 1,5 x R de l absorbant acoustique Exemple: ép (en m) = R x Isolant acoustique: cellulose avec = 0,040 Epaisseur 12 cm R = 3 Isolant thermique: PU avec = 0,025 R > 4,5 ép > 11 cm 64

66 Isolation des toitures / planchers Faux-plafond acoustique d m 1 m 2 Masse ressort masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité structure métallique désolidarisée des murs par un bandeau souple fixations ou suspentes antivibratoires 2 plaques de plâtre (non perforées) NB: le plâtre est RF en 2 x 12,5 mm finition des joints avec du mastic 65

67 Ce qu il faut retenir de l exposé Acoustique - les grands principes - une affaire de spécialistes - compatible avec énergie Masse-ressort-masse Influence du poids des panneaux Désolidarisation Absorption Masse ressort masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité Désolidarisation des plaques et profilés métalliques par un matériau résilient est essentielle matériau absorbant n est pas un isolant acoustique s il est utilisé seul, mais il est indispensable dans la constitution d un complexe acoustique Etanchéité à l air La moindre fissure anéantit les performances d isolation acoustique d un matériau Type d isolant Absorbant: isolant souple ou semi-rigide à cellules ouvertes Résilient: souple à cellules fermées OU absorbant à haute densité en grande épaisseur 66

68 Coordonnées utiles Antennes-normes + publications du CSTC 67

69 Coordonnées utiles G_WEL01 Assurer le confort acoustique - Guide bâtiment durable - Vademecum du bruit urbain - Bruit et HVAC Professionnels > Thèmes > Bruit 68

70 Sophie Mersch Ir architecte