M u r s e n m a ç o n n e r i e

M u r s e n m a ç o n n e r i e d e t e r r e c u i t e Isolation acoustique

Murs en maçonnerie de terre cuite: isolation acoustique

TABLE DES MATIERES 1 1 Introduction 5 2 Le bruit 7 2.1. Qu est-ce que le bruit? 7 2.1.1. Généralités 7 2.1.2. Source de bruit, transmission du bruit, récepteur du bruit 8 2.1.3. Passer des variations de pression acoustique à des niveaux de pression acoustique 9 2.1.4. Comment entendons-nous? Comment réagissons-nous au bruit? 10 2.2. Types de bruit et chemins de propagation du bruit 15 2.3. Murs de briques et bruits aériens 17 2.3.1. L indice d affaiblissement acoustique des parois en terre cuite 17 2.3.2. Causes d une diminution de l isolation acoustique des parois de séparation 19 2.3.3. Diminution de l isolation acoustique suite à des bruits aériens transmis le long des chemins latéraux 22 2.3.4. Fonctionnement d un mur dédoublé 25 2.4. Bruit dans un local 26 2.4.1. Absorption 26 2.4.2. Temps de réverbération 27 3. La norme acoustique NBN S01-400-1 29 3.1. Réglementation en Belgique 29 3.2. NBN S01-400-1: Critères acoustiques pour des immeubles d habitation 30 3.2.1. Isolation acoustique aux bruits aériens 31 3.2.2. Isolation acoustique aux bruits de contact 32 3.2.3. Bruits des installations 33 3.3. Aperçu des normes existantes en matière d acoustique 34 novembre 2008 3

1 4. Exécution: L importance des détails 37 4.1. Comment améliorer l isolation acoustique contre les bruits aériens? 37 4.1.1. Points d attention lors de l exécution d un mur double 37 4.1.2 Solution pour les maisons de rangée 38 4.1.3. Solutions pour les appartements 40 4.1.3.1. Appartements avec dalles discontinues 40 4.1.3.2. Appartements avec dalles continues 42 4.1.4. Habitations unifamiliales 43 4.2. Comment améliorer l isolation acoustiqe aux bruits de contact? 43 4.3. Cahier des charges 44 4

INTRODUCTION 1 A une époque où les téléviseurs, les instruments de musique,. sont de plus en plus puissants, où les installations de home-cinéma ont le vent en poupe et où les amplificateurs renforcent encore le bruit, la nuisance sonore de nos habitations s accroît et l isolation acoustique s en trouve placée à l avant-plan de nos préoccupations. Dans le même temps, les exigences auxquelles sont soumises les habitations sont, à juste titre, revues à la hausse. Comprendre ou entendre ce que dit le voisin n est plus acceptable! Cette évolution amène l acoustique, à côté d autres thèmes importants tels que l isolation thermique ou la stabilité, à conquérir progressivement sa place en tant qu élément décisif dans la conception et la construction d un bâtiment. Et à raison semble-t-il, car les solutions apportées a posteriori dans un bâtiment terminé se révèlent souvent onéreuses et moins efficaces. Des mesures préventives telles qu un choix judicieux pour la disposition d un local particulier ou un concept technique bien défini peuvent éviter bien des difficultés ultérieures au maître d ouvrage. Dans la norme acoustique NBN S01-400-1, on va plus loin que la simple imposition de limites à l isolation acoustique des parois. De façon plus générale, on étend la notion à l isolation acoustique entre locaux. L architecte en porte la responsabilité. Comme cela sera expliqué dans ce manuel, l isolation acoustique des parois n est qu un élément de l isolation acoustique entre locaux. Fuites sonores, points faibles dans les parois, bruits de circulation, bruits des voisins, définiront de manière radicale l isolation acoustique réelle. L isolation acoustique des parois représente la limite supérieure réalisable; les conditions annexes réduisent le résultat final. En tant que fabricants de briques, nous ne pouvons nous engager que sur l isolation acoustique des murs en briques construits selon les règles de l art. Les conditions annexes sont dictées par le concept global du bâtiment, le choix des détails et la qualité de l exécution. Par cette brochure, nous souhaitons vous aider à y voir un peu plus clair grâce à quelques règles simples de conception. L obtention d une bonne isolation acoustique dépend de nombreux paramètres et surtout de petits détails. Le choix de la brique reste un aspect certes important mais même en choisissant une brique à haut pouvoir d isolation acoustique, il se peut qu on n atteigne cependant pas la qualité d isolation acoustique souhaitée. Pour comprendre et appliquer correctement des règles simples de conception, il est nécessaire de savoir comment naît le bruit, quels chemins il peut suivre, Nous traiterons d abord de ces notions avant d aborder la norme acoustique et les détails d un projet de bonne conception acoustique. 5

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LE BRUIT 21 2.1 Qu est-ce que le bruit? 2.1.1. Généralités L acoustique, et l acoustique du bâtiment en particulier, est une science spécifique et difficile. On peut expliquer cette matière à l aide de formules mathématiques et de principes complexes de la physique. En ce qui concerne le bruit, on peut cependant l expliquer au moyen d une comparaison simple. Lorsqu un wagon de chemins de fer frappe un train à l arrêt pour s y rattacher, cela donne lieu à une onde longitudinale qui se déplace lentement à travers le train. Chaque wagon répercute la collision sur le suivant, repoussant parfois le dernier wagon. Le bruit provient d une onde longitudinale semblable. Quelque part dans l espace, une surface, la source de bruit, se met à vibrer. A chaque fois que la surface fait un mouvement vers l avant, les particules d air de cette surface sont comprimées, de sorte que la pression de l air augmente localement. Lorsque la surface fait à nouveau marche arrière, les particules d air reçoivent plus d espace et la pression de l air diminue. Cette variation de pression de l air est schématisée simplement dans la figure 1.Toutes ces particules d air en vibration se transmettent leur mouvement les unes aux autres et forment une onde sonore: Répartition de densité dans une situation calme Répartition de densité dans une situation de son pur Figure 1: Répartition de densité dans une situation de calme et lors de la naissance d un bruit 7

21 2.1.2. Source de bruit, transmission du bruit, récepteur du bruit Pour que naisse un bruit, il faut que trois éléments soients présents: la source de bruit, la transmission du bruit et le récepteur. Chaque élément se définit par ses caractéristiques. La source produit un bruit qui va se propager vers le récepteur. La façon dont le bruit se propage peut se décrire théoriquement comme un phénomène ondulatoire, mais en tant que constructeurs, ce qui nous intéresse surtout, c est ce qu on entend, comment on peut le caractériser et intervenir sur les caractéristiques pour éventuellement diminuer le bruit. Comme expliqué ci-avant, la pression d équilibre va être modifiée suite à une perturbation et les particules d air vont entrer en vibration. Toutes ces particules en vibration qui se transmettent leur mouvement, forment une onde acoustique, qui est caractérisée par une longueur d onde, une amplitude et une période, comme l illustre la figure 2. p période p longueur d onde amplitude temps distance Figure 2: Longueur d onde, période et amplitude d une onde sonore L intensité d un son est définie par son amplitude; le timbre par sa fréquence. Amplitude: la variation maximale de pression d une onde sonore. L unité est Pa (1 Pa = 1 N/m²). L oreille est sensible à des variations de pression allant de 2*10-5 Pa (seulement 5 milliardièmes de la pression atmosphérique!) jusqu à 100 Pa. Plus l amplitude est grande, plus le son est fort. Fréquence: le nombre de variations de pression d une onde sonore en 1 seconde. L unité est le Hertz. L oreille humaine peut percevoir des ondes sonores entre 20 et 20 000 Hz. Plus fréquents se font les mouvements d aller et retour des particules, plus élevé sera le ton. 8

2 Une onde sonore consistant en particules d air qui ne vibrent qu à une seule fréquence est perçue comme un son pur. Dans la pratique, les sons purs ne sont que peu fréquents. On peut se représenter la plupart des sons comme la somme d un grand nombre de sons purs qui ont chacun une amplitude et une fréquence. Par l analyse fréquentielle, on définit de quelle manière le son est réparti sur différentes bandes de fréquences. On peut faire la comparaison avec la lumière solaire d un blanc pur qui, au travers d un prisme, se décomposera en un spectre de couleurs (arc-en-ciel). Chaque couleur représente une onde de lumière d une autre fréquence. 2.1.3. Passer des variations de pression acoustique à des niveaux de pression acoustique En raison de la sensibilité humaine à des variations de pression fort divergentes (on atteint 10 7, ce qui va d un bruissement à un bruit d avion), on est passé d une échelle linéaire à une échelle logarithmique, comme le montre la figure 3. Seuil de sensibilité à la douleur Avion à réaction Camion poids-lourd Bureau Marteaupiqueur Bibliothèque Bruissement de feuilles Seuil de perception Figure 3: Echelle en db, comparée aux valeurs exprimées en unités de pression 9

2 Le bruit est défini par le niveau de pression acoustique Lp. L p = 10 log p2 eff, exprimé en db p 2 ref avec p eff2 = variation moyenne de pression d un bruit en Pa, au cours d une certaine période de mesure p ref = pression acoustique de référence 2.10-5 Pa (correspond environ à la plus faible pression acoustique audible à 1000 Hz, pour un jeune n ayant pas de déficience de l ouïe) Etant donné que le niveau de pression acoustique est un rapport, la grandeur est sans unité. db n est en conséquence pas une unité non plus et n est seulement utilisé, comme par exemple le %, que pour faire référence à la conversion en logarithme. 2.1.4. Comment entendons-nous? Comment réagissons-nous au bruit? La sensibilité de l oreille humaine ne répond pas à des caractéristiques linéaires. On réagit à des changements de niveaux sonores de façon logarithmique. C est aussi la raison pour laquelle une échelle logarithmique a été choisie pour le niveau de pression acoustique L p. Quelques règles empiriques expliquent la manière dont réagit notre oreille à des changements de niveaux de pression acoustique: une différence de 1 db n est pratiquement pas audible une différence de 3 db est tout juste perceptible une différence de 10 db correspond à un doublement de la sonorité 10

2 L oreille perçoit mieux des tonalités de hautes fréquences que des tonalités de basses fréquences. La sonorité d un ton pour l oreille humaine semble aussi bien dépendre du niveau de pression acoustique L p que de la fréquence, comme le montre la figure 4. Le niveau de pression acoustique est exprimé en db le long de l axe vertical tandis que sur l axe horizontal, les fréquences sont exprimées selon une échelle logarithmique. Cette échelle est adaptée afin de tenir compte du caractère non linéaire de l ouïe humaine. Il apparaît ainsi clairement que, par exemple, une différence de hauteur de ton passant de 100 Hz à 200 Hz a le même effet qu une différence passant de 1000 Hz à 2000 Hz. Niveau de pression acoustique L p seuil de sensibilité à la douleur zone audible par l homme musique parole seuil de perception fréquence Figure 4: Perception de l oreille humaine en fonction de Lp et de la fréquence 11

2 La sensibilité non linéaire de l oreille a été démontrée par Fletcher et Munson. Une série de courbes de même sonorité (isophones) a été dressée pour des sons purs, sur base d un programme de tests sur un grand échantillon de personnes, dans un diagramme fréquence / niveau de pression acoustique, comme l illustre la figure 5. Ces isophones sont désignées par la valeur en db à 1000Hz et exprimées en phon x [db]. Les isophones nous montrent que: L oreille humaine est relativement moins sensible aux bruits de basse fréquence La sensibilité maximale se situe à 4 khz Les isophones au-delà de 1000 Hz sont pratiquement parallèles. niveau de pression acoustique L p fréquence Figure 5: Isophones de Fletcher et Munson 12

2 Si l on change le nombre de sources de bruit, on ne peut pas simplement les additionner, vu qu on calcule en db (1+1 ne vaut pas 2). Un doublement de l intensité sonore engendre une augmentation du niveau sonore de 3 db. Pour augmenter le niveau sonore de 10 db, dix fois plus de sources sont nécessaires, comme le montre la figure 6. x 2 50 db + 3 53 db x 10 50 db + 10 60 db Figure 6: Calculer en db 13

2 La figure 7 peut être utilisée pour déterminer le niveau de pression acoustique provoqué simultanément par deux sources. L c en db Δ L = L p1 -L p2 en db, avec L p1 >L p2 Figure 7: Calcul du niveau de pression acoustique de deux sources de bruit simultanées Exemple Deux sources de bruit avec L p1 =50dB; L p2 =46dB Demandé: L p total? Δ L = 4dB; sur la figure 7 on peut lire L c =1.5dB L p total =L p1 + L c =51.5dB 14

2 2.2. Types de bruit et chemins de propagation du bruit Vos voisins peuvent provoquer différents types de bruits: des bruits aériens, des bruits de contact et des bruits liés aux équipements. La voix d une personne, les amplificateurs, les instruments de musique font vibrer l air et créent des bruits aériens. Les pas des voisins du dessus, des coups de marteau font vibrer un objet, un mur ou un plancher qui, à son tour, fait vibrer l air et propage une onde sonore. Il s agit là de bruits de contact. Souvent, on observe une combinaison des deux types de bruit. Par exemple, une foreuse en fonctionnement qui n a pas encore pénétré la paroi, produit seulement un bruit aérien. Une fois qu elle entre en contact avec la paroi, on entend aussi bien un bruit aérien qu un bruit de contact. Le bruit des équipements peut également provoquer des nuisances (ventilation mécanique, appareils sanitaires). La norme acoustique NBN S01-400-1 impose différentes exigences en fonction du type de bruit. Un bruit aérien se propage via différents «chemins», du logement de vos voisins au vôtre. Le bruit ne pénètre pas uniquement dans votre living ou votre chambre par un plancher ou un mur mitoyen (transmission directe du bruit) mais également par des transmissions latérales du bruit et des fuites sonores. La figure 8 montre les différents «chemins» que peut emprunter un bruit aérien: - Chemins de transmission directe Dd - Chemins de transmission latérale: Ff, Fd et Df Figure 8: Chemins de transmission potentiels pour un bruit aérien 15

2 Lorsque les quatre murs délimitant une pièce se prolongent vers la pièce du dessus, on distingue alors quatre noeuds avec à chaque fois trois chemins de transmission latérale. En plus du chemin de transmission directe du bruit, on compte ainsi douze chemins potentiels de transmission latérale du bruit. Pour un bruit de contact, on peut également opérer une distinction entre les chemins de transmission directe d un bruit de contact et les chemins de transmission latérale, comme le montre la figure 9. - Chemins de transmission directe Dd - Chemins de transmission latérale Df Le nombre de chemins de transmission latérale est plus limité que pour la transmission d un bruit aérien. On ne compte ici que quatre chemins de transmission latérale. Figure 9: Chemins potentiels pour un bruit de contact La transmission directe de bruit peut être réduite au moyen d un revêtement de sol souple (par exemple un tapis) ou d une chape flottante conçue et réalisée correctement d un point de vue acoustique. La transmission du bruit le long des chemins latéraux augmentera donc d autant plus que les murs ayant un contact rigide avec la dalle sont légers. 16

2 2.3. Murs de briques et bruits aériens De façon simple, on peut dire qu au plus une paroi est lourde, au plus la transmission directe d un bruit au travers d un mur est atténuée. Il en va de même si l on fait usage d un système de murs dédoublés. Tout comme il est beaucoup plus facile de secouer une voiture légère qu un camion poids lourd, une paroi de séparation légère vibrera beaucoup plus facilement sous l effet d une onde de bruit. Pour obtenir une isolation acoustique plus élevée, il faut dédoubler la paroi. 2.3.1. L indice d affaiblissement acoustique des parois en terre cuite L efficacité acoustique d une paroi en terre cuite peut être mesurée dans un laboratoire acoustique où l on pourra déterminer l indice d affaiblissement acoustique R. Cette propriété nous renseigne sur la qualité de l isolation des parois de séparation. Pour réaliser des mesures sonores, on divise l ensemble du spectre en une série de bandes de fréquences. Ceci implique que l indice d affaiblissement acoustique R est également exprimé par bande de fréquence 1. Une telle approche n est pas pratique pour comparer des murs entre eux. La norme EN ISO 717 a de ce fait introduit un indicateur unique avec des termes modificatifs R w (C;C tr ). Il s agit d un indice d affaiblissement acoustique pondéré qui se rapporte à l ensemble du spectre. avec R w = (weighed) indice d affaiblissement acoustique mesuré C = terme correctif de spectre pour des sources de bruit où les basses fréquences ne prédominent pas (des enfants qui jouent, des activités vivantes (parler, radio, tv ), un trafic routier rapide, C tr = (trafic) terme correctif de spectre pour des sources de bruit où les basses fréquences prédominent, comme la musique de discothèque, un trafic routier lent, 1 Il existe deux répartitions principales pour répartir le spectre en bandes de fréquences : l octave ou le tiers d octave (bandes tierces). Pour les musiciens, l octave correspond à l intervalle entre deux tons. La fréquence d un ton est alors précisément le double de celle de l autre ton. 17

2 Exemples d usage: Vitrage de type a: R w (C;C tr ) = 43 (-3;-9) db Vitrage de type b: R w (C;C tr ) = 41 (-2;-4) db Vitrage type c: R w (C;C tr ) = 38 (-1;-3) db Globalement, le type a enregistre le meilleur score, le plus haut R w. Pour le bruit basse fréquence, p.ex. un trafic routier urbain modéré, le type b est le meilleur. R w + C tr = 37 db, ce qui est la valeur la plus élevée. Pour le bruit de haute fréquence, p.ex. la proximité d une autoroute, le type a se révèle meilleur. R w + C = 40 db, ce qui est la valeur la plus élevée. 18

2 2.3.2. Causes d une diminution de l isolation acoustique des parois de séparation Coïncidence Le mur a une fréquence préférentielle à laquelle il vibre plus facilement. Lorsqu une onde sonore fait vibrer le mur à cette fréquence, l isolation acoustique est mauvaise. Dans le cas d une paroi lourde en briques snelbouw, cette coïncidence se produit dans la zone de basse fréquence qui se trouve en dehors de la limite d audition. Dans le cas d une paroi légère en maçonnerie, la coïncidence tombe dans la zone de la parole (± 400Hz). L isolation contre la parole est alors mauvaise. Geluidsisolatie R Isolation acoustique R Blocs Zware rigides buigstijve lourds ex. blokken briques bvb. SB zware lourdes snelbouw Plaques Licht, buigslap souples plaatmateriaal et légères ex. bvb. plaque gipsplaat de plâtre Blocs Lichte rigides buigstijve légers blokken ex. blocs bvb. cellulaires, cellenbeton, briques lichte snelbouw SB légères 100 Hz 400 Hz 2500 Hz Fréquence Frequentie Figure 10: Isolation acoustique en fonction de la fréquence Solution en cas de blocs de construction légers: Dédoublement du mur. Recours à des murs d épaisseurs différentes ou de poids différents, de sorte que les fréquences de coïncidence des deux «feuilles» constitutives du mur dédoublé ne soient pas les mêmes. 19

2 Résonance Lorsque deux éléments de mur se font face, ils se comportent pour certaines fréquences comme un système masse-ressort-masse. Pour une onde sonore à la fréquence de résonance du système, la vibration du premier mur est transmise en étant amplifiée par le second mur. Cette fréquence de résonance est calculée pour un mur mitoyen en maçonnerie de snelbouw: Mur dédoublé en maçonnerie de snelbouw de 14 cm d épaisseur (88 % de surface en briques ρ = 1200 kg/m 3, 12 % de surface de joints ρ = 1900 kg/m 3 ), plâtre de 1 cm avec ρ = 1300 kg/m 3 et un creux de 6 cm. masse 1 = masse 2 = (0,88 * 1200 + 0,12 * 1900) * 0,14 + 1300 * 0,01 = 193 kg/m² f résonance = 75 1 1 75 1 1 + = + largeur creux ( masse masse ) 0,06 ( 193 193 ) = 31 Hz Cette valeur tombe en dehors du champ audible. Conclusion: La résonance ne pose pas de problème dans le cas d un mur constitué de deux parois en maçonnerie de briques. 20

2 Un élément plus faible dans le mur Souvent, un mur en briques est interrompu par une porte ou une fenêtre. Ces éléments ont généralement une isolation acoustique moindre qui diminuera fortement l isolation acoustique totale du mur. Ici prévaut le fait que l isolation acoustique d un mur dans son ensemble est définie par l élément le plus faible. L isolation acoustique R w d un mur dans son ensemble est calculée: Mur plâtré des deux côtés en maçonnerie de briques de 14 cm d épaisseur, d une longueur de 4 m et d une hauteur de 2,5 m avec R w du mur 49 db. Porte d une largeur de 85 cm et d une hauteur de 2 m, R w de la porte 20 db. Surface de la porte S porte : 0,85 x 2 = 1,7 m 2 Surface du mur S mur : 4 x 2,5 1,7 = 8,3 m 2 Surface totale S tot : 4 x 2,5 = 10 m 2 R totale = 10 log S S mur tot 10 + S = 10 log 8,3 10 10 1,7 + 10 10 Rmur / 10 porte R porte /10 49 / 10 20 / 10 S tot 10 = 27,7dB On constate que la valeur initiale de l isolation acoustique du mur est fortement diminuée. 21

2 2.3.3. Diminution de l isolation acoustique suite à des bruits aériens transmis le long des chemins latéraux Bruits aériens transmis par les parois latérales Outre les murs de séparation entre deux pièces, tous les autres murs participent aussi à la transmission du bruit. Ces murs/planchers latéraux dans le local d émission sont également amenés à vibrer, sollicités par les ondes sonores et transmettent ces vibrations aux murs dans le local de réception. Solutions: Une bonne isolation acoustique des murs latéraux eux-mêmes: ceux-ci vibrent plus difficilement. Dissocier les murs latéraux. De cette façon, les vibrations sonores ne peuvent pas être transmises. réception émission direct latéral Figure 11: Dissocier les murs latéraux 22

2 Prévoir une atténuation de la vibration à la jonction du mur de séparation et du mur latéral. Il existe un facteur d atténuation qui mesure l assourdissement du bruit à la croisée des murs, dépendant du poids des murs. Une paroi lourde en vibration peut facilement entraîner une paroi légère à vibrer avec lui. A l inverse, une paroi légère qui vibre ne peut que très difficilement amener une paroi lourde à vibrer également. La figure 12 donne une estimation de la diminution d isolation par des bruits transmis latéralement, en fonction du poids des parois: m 1 = m 2 m 1 1,5 m 2 m 1 1,7 m 2 diminution 2 à 3 db diminution 5 à 6 db diminution > 10 db Figure 12: Diminution de l isolation suite à la transmission latérale du bruit et en fonction du poids des murs 23

2 Bruits transmis via des locaux adjacents Le bruit peut se propager le long d espaces adjacents si le «parcours» jusqu à ces espaces environnants est insuffisamment isolé. Il s agit d identifier ces espaces dès la réception émission conception afin de prévoir une isolation suffisante. Figure13: Bruits transmis via des locaux adjacents Voici quelques exemples de tels espaces: vide entre le voligeage de la toiture et les tuiles faux plafond en contact avec deux espaces contigus gaines pour ascenseur ou conduites qui jouxtent différentes pièces cage d escalier avec portes (plus faibles d un point de vue acoustique) comme liaison entre les locaux bruit via l environnement extérieur ou la coulisse du mur creux, caissons de volets, fenêtres et grilles de ventilation, 24

2 2.3.4. Fonctionnement d un mur dédoublé Un mur dédoublé, composé de deux parois distinctes en briques perforées («snelbouw»), conduit à une meilleure isolation acoustique qu une seule paroi d épaisseur double. La largeur de la coulisse joue ici un rôle important. Celle-ci aura une influence sur la fréquence de résonance du mur dédoublé (voir aussi «résonance»). masse masse Figure 14: Mur dédoublé en maçonnerie de terre cuite A partir d une fréquence de résonance (voir 2.3.3.(2)Résonance) jusqu à une certaine fréquence qui est fonction de la largeur du vide entre les parois composant le mur double, le bruit traverse la paroi selon le principe de «masse-ressort-masse». Pour ces fréquences, l isolation acoustique augmente rapidement (beaucoup plus rapidement que pour une paroi simple dont le poids serait doublé). Les pressions changeantes dans le creux transmettent la vibration. Pour les fréquences plus élevées, les parois vibrent indépendamment l une de l autre, le creux forme un tampon entre les deux locaux. Ceci est appelé le modèle «transmission à 3 phases», comme le montre la figure 15. modèle massif modèle masseressort-masse R(m 1 )+R(m 2 ) (12 db pente/octave) 18 db helling/octaf transmission à 3 phases avec remplissage d absorbant sans remplissage d absorbant règle de masse 6 db par octave chute de coïncidence (quand 2 mêmes murs, sinon moins marquée 6 db fréquence de résonance masse-ressort-masse Figure 15: Isolation acoustique en fonction de la fréquence 25

2 2.4. Bruit dans un local 2.4.1. Absorption Dans un local vide, le bruit résonne durant une certaine période, de sorte que l audibilité décroît (effet cocktail). La cause réside dans le manque d absorption. Dans un local, une partie des ondes sonores est toujours absorbée par les parois, le mobilier, les tapis, une deuxième partie est renvoyée vers le local et une plus petite partie traverse la paroi. Dans un espace avec peu d absorption, le bruit incident sera réfléchi plusieurs fois et continuera de résonner. En formule: I inc. = intensité sonore incidente I incidente I réfl. = intensité sonore réfléchie I trans. = intensité sonore transmise I abs. = intensité sonore absorbée I transmise I inc. = I réfl. + I trans. + I abs. I réfléchie sonore non réfléchie ou Le coefficient d absorption α représente l énergie α = I réfl. + I abs I inc Figure 16: Bruit incident Le coefficient d absorption α est un nombre sans dimension, compris entre 0 et 1, dépendant de la direction et de la fréquence de l onde de bruit et de la nature du matériau de construction. α = 0 signifie que tous les bruits sont réfléchis. C est souvent le cas sur du béton lisse ou une plaque de métal. α = 1 signifie que tous les bruits sont absorbés ou transmis (par exemple une fenêtre ouverte). 26

2 Coefficient d absorption du bruit α Fréquence [Hz] 250 500 1000 2000 Maçonnerie apparente en briques 0,03 0,03 0,04 0,05 Plâtrage, béton 0,01 0,02 0,02 0,03 Tapis sur plancher de recouvrement 0,02 0,04 0,15 0,35 Liège, bois, linoléum sur plancher de recouvrement 0,02 0,03 0,03 0,04 Rideaux 0,1 0,25 0,3 0,35 Personne assise (m 2 /personne) 0,4 0,6 0,75 0,85 Fenêtre fermée 0,04 0,03 0,02 0,02 Fenêtre ouverte (= maximum) 1 1 1 1 Tableau 1: Coefficient α d absorption du bruit pour différents matériaux Il est possible de réaliser une paroi absorbante avec des briques perforées en maçonnant les briques de sorte que les perforations se placent de manière visible. Une autre possibilité consiste en une maçonnerie de briques avec joints verticaux ouverts. Derrière la paroi absorbante en maçonnerie, on place un matelas de laine minérale ou l on prévoit une coulisse. Les valeurs données dans le tableau 1 pour le coefficient d absorption sont des valeurs indicatives. 2.4.2. Temps de réverbération Le temps de réverbération T mesure le temps durant lequel le bruit résonne dans un local. T = 1 V exprimé en secondes. 6 A avec V = volume du local, en m 3 A = absorption totale du local, en m 2 L absorption totale A est la somme de toutes les surfaces de parois et de planchers multipliée par leur coefficient d absorption α. A = α 1 S 1 + α 2 S 2 + = Σα i S i, exprimée en m 2 équivalent de fenêtre ouverte. 27

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LA NORME ACOUSTIQUE NBN S01-400-1 3 3.1. Réglementation en Belgique En matière d isolation acoustique, il n existe dans notre pays aucune loi ou décret imposant des exigences minimales. Ici prévaut la jurisprudence qui dit qu un bâtiment doit être conçu selon «les règles de l art». Ce que ces «règles de l art» impliquent véritablement est décrit dans la nouvelle norme belge NBN S01-400-1: 2008: «Critères acoustiques pour les immeubles d habitation». Cette norme belge spécifie le niveau de qualité qui peut être normalement attendu d une construction actuelle. Cette norme forme la base de jugement en cas de contestations éventuelles. La norme NBN S01-400-1:2008 remplace la NBN S01-400 qui datait de 1977. Une adaptation de l ancienne norme était nécessaire pour les raisons suivantes. Les recommandations de l ancienne norme ont été basées sur les résultats de tests datant des années soixante et début septante. Depuis lors, les sources de bruit, tant intérieures qu extérieures ont considérablement changé. Les recommandations de la norme n étaient donc plus adaptées. Par ailleurs, au niveau européen, on développe également de nouvelles normes EN 717-1 et 2. Dans ces normes européennes, l isolation acoustique d une paroi est donnée au moyen d une valeur unique R w (C; C tr ). L utilisation de ce R w permet de décrire un mur de la même façon dans toute l Europe. En travaillant de cette nouvelle façon, les catégories belges (Ia, Ib, IIa, IIb, IIIa, IIIb, Iva et IVb) définies dans la norme de 1977 formaient un obstacle à la libre circulation des produits. 29

3 3.2. NBN S01-400-1: «Critères acoustiques pour les immeubles d habitation» Oubliées donc les catégories belges (Ia, Ib, IIa, IIb, IIIa, IIIb, IVa et IVb) définies dans l ancienne norme belge NBN S01-400. La nouvelle norme est telle qu elle est entièrement harmonisée avec les normes européennes existantes (série EN ISO 140, série EN ISO 717 et série EN 12354). La norme distingue deux niveaux de performance: les exigences pour un confort acoustique normal et les exigences pour un confort acoustique supérieur dans une situation normale de charge sonore aérienne ou de contact. Les deux niveaux de prestation sont liés aux coûts et au confort acoustique. Les exigences pour un confort acoustique normal sont le fruit d un compromis entre coûts de construction et confort acoustique. Ce niveau de performance vise à ce que 70% des utilisateurs soient satisfaits de l isolation acoustique. Les exigences pour un confort acoustique supérieur visent quant à elles à ce que 90% des utilisateurs soient satisfaits de l isolation acoustique. La norme définit les critères acoustiques exigés pour le bâtiment fini, pour l un des niveaux de performance. Les exigences posées sont liées au bâtiment fini dans son ensemble et ne distinguent plus les éléments constructifs en catégories comme c était le cas dans l ancienne norme. Les exigences imposées dans la nouvelle norme forment le point de départ à la conception d un projet. Elles interviennent donc lors de la conception, dans les détails, dans les modes de réalisation et le choix des matériaux. 30

3 3.2.1. Isolation acoustique aux bruits aériens En ce qui concerne l isolation aux bruits aériens, des exigences sont imposées au paramètre D nt,w (l isolation acoustique standardisée pondérée entre deux locaux). Un bruit qui se propage d un local 1 à un local 2 peut emprunter également d autres chemins que la transmission directe au travers du mur de séparation. Ceci a pour conséquence que l isolation entre deux locaux est inférieure à l isolation aux bruits aériens de la paroi de séparation. Afin de tenir compte de l influence de ces autres «chemins» de transmission, on travaille avec une valeur mesurée in situ D nt,w. Ce paramètre permet d approcher fidèlement le confort ressenti par l occupant du local. Les exigences imposées à D nt,w sont données dans le tableau 2. D nt,w illustre la réduction; il est donc important que ce paramètre soit aussi grand que possible. LOCAL D EMISSION hors de l habitation LOCAL DE RECEPTION dans l habitation Confort acoustique normal Confort acoustique supérieur Tout type de local Tout type de local sauf un local technique ou un hal d entrée D nt,w 54 db D nt,w 58 db Tout type de local d une maison neuve mitoyenne Tout type de local d une maison neuve mitoyenne sauf un local technique D nt,w 58 db D nt,w 62 db LOCAL D EMISSION dans l habitation LOCAL DE RECEPTION dans l habitation Confort acoustique normal Confort acoustique supérieur Chambre à coucher, cuisine, living et salle à manger Chambre à coucher D nt,w 35 db D nt,w 43 db Tableau 2: Exigences d isolation aux bruits aériens entre locaux 31

3 3.2.2. Isolation acoustique aux bruits de contact En ce qui concerne l isolation aux bruits de contact, des exigences sont imposées au paramètre L nt,w (niveau de pression pondéré du bruit de contact standardisé in situ). L isolation aux bruits de contact entre deux locaux superposés est déterminée en mesurant le niveau de pression acoustique dans le local du bas, lorsqu on frappe sur le sol du local du dessus avec un appareillage normalisé. Cette valeur mesurée doit être adaptée avec un facteur de correction tenant compte de l absorption dans le local de réception. Afin d être représentatif de tout le spectre et non pas d une seule bande de fréquences, on utilise la valeur unique indicative L nt,w. Les exigences imposées à L nt,w. sont données dans le tableau 3. Contrairement à la caractéristique D nt,w, le paramètre L nt,w n exprime pas une différence de niveau de pression acoustique, mais bien le niveau de pression acoustique dans un local donné. Pour un bon confort acoustique, ce paramètre doit donc être aussi petit que possible. LOCAL D EMISSION hors de l habitation LOCAL DE RECEPTION dans l habitation Confort acoustique normal Confort acoustique supérieur Tout type de local Tout type de local sauf un local technique ou un hal d entrée L nt,w 58 db L nt,w 50 db Tout type de local sauf une chambre à coucher une chambre à coucher L nt,w 54 db L nt,w 50 db LOCAL D EMISSION dans l habitation LOCAL DE RECEPTION dans l habitation Confort acoustique normal Confort acoustique supérieur Chambre à coucher, cuisine, living et salle à manger Chambre à coucher / L nt,w 58 db Tableau 3: Exigences d isolation aux bruits de contact entre locaux 32

3 3.2.3. Bruits des installations Vu que depuis ces dernières années, nos habitations sont équipées de plus en plus d appareils, il est également essentiel de prendre en compte le bruit des équipements. En ce qui concerne le bruit des installations, des exigences sont imposées au paramètre L Ainstal,nT. Ce paramètre est déduit des résultats de mesures effectuées selon les procédures décrites dans la norme NBN EN ISO 10052:2005. Les exigences imposées à L Ainstal,nT sont données dans le tableau 4. De façon analogue à l isolation aux bruits de contact, on parle ici de niveau de pression acoustique dans un local. Ce paramètre doit donc être aussi faible que possible. confort acoustique normal L Ainstal.nT confort acoustique supérieur L Ainstal.nT Salle de bains / WC Ventilation mécanique Appareils sanitaires 35 db 65 db 30 db 60 db Cuisine Ventilation mécanique Hotte 35 db 60 db 30 db 40 db Living et salle à manger Ventilation mécanique 30 db 27 db Chambre à coucher Ventilation mécanique 27 db 25 db Local technique contenant des installations destinées à moins de 10 habitations Local technique contenant des installations destinées à plus de 10 habitations 75 db 85 db 85 db 85 db Tableau 4: Exigences liées au bruit des installations dans différents locaux 33

3 3.3. Aperçu des normes existantes en matière d acoustique En plus de cette nouvelle norme, il existe des dizaines de normes en matière d acoustique. Les principales sont données dans le tableau 5: Normes de conception NBN S01-400-1 NBN EN ISO 717-1 Critères acoustiques pour les immeubles d habitation Acoustique - Evaluation de l isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 1: Isolation aux bruits aériens NBN EN ISO 717-2 Acoustique - Evaluation de l isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 2: Protection contre les bruits de contact NBN EN 12354-1 Acoustique du bâtiment - Calcul de la performance acoustique des bâtiments à partir de la performance des éléments - Partie 1: Isolation acoustique aux bruits aériens entre locaux NBN EN 12354-2 Acoustique du bâtiment - Calcul de la performance acoustique des bâtiments à partir de la performance des éléments - Partie 2: Isolation acoustique aux bruits de contact entre locaux NBN EN 12354-3 Acoustique du bâtiment - Calcul de la performance acoustique des bâtiments à partir de la performance des éléments - Partie 3: Isolation aux bruits aériens extérieurs NBN EN 12354-4 Acoustique du bâtiment - Calcul de la performance acoustique des bâtiments à partir de la performance des éléments - Partie 4: Transmission du bruit intérieur à l extérieur NBN EN 12354-6 Acoustique du bâtiment - Calcul de la performance acoustique des bâtiments à partir de la performance des éléments - Partie 6: Absorption acoustique des pièces et espaces fermés NBN EN ISO 11654 Acoustique - Absorbants pour l utilisation dans les bâtiments - Evaluation de l absorption acoustique 34

3 Normes d essais NBN EN ISO 140-1 + addendum Acoustique - Mesure de l isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 1: Spécifications relatives aux laboratoires sans transmission latérales NBN EN ISO 140-3 + Acoustique - Mesure de l isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 3: Mesure en laboratoire de l isolation aux bruits aériens des éléments de construction NBN EN ISO 140-4 Acoustique - Mesure de l isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 4: Mesure in situ de l isolation aux bruits aériens entre les locaux NBN EN ISO 140-5 Acoustique - Mesure de l isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 5: Mesure in situ de la transmission des bruits aériens par les éléments de façade et les façades NBN EN ISO 140-6 Acoustique - Mesure de l isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 6: Mesure en laboratoire de la transmission des bruits de contact par les planchers NBN EN ISO 140-7 Acoustique - Mesure de l isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 7: Mesure in situ de la transmission des bruits de contact par les planchers NBN EN ISO 140-8 Acoustique - Mesure de l isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 8: Mesure en laboratoire de la réduction de la transmission du bruit de contact par les revêtements de sol sur un plancher lourd normalisé NBN EN ISO 140-12 Acoustique - Mesure de l isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 12: Mesure en laboratoire de la transmission latérale entre deux pièces des bruits aériens et des bruits de contact par un plancher surélevé NBN EN ISO 140-14 Acoustique - Mesure de l isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 14: Lignes directrices pour des situations particulières in situ NBN ISO 3382 NBN EN ISO 354 Acoustique - Mesure du temps de réverbération des auditoriums Acoustique - Mesure de l absorption acoustique en salle réverbérante Tableau 5: Normes existantes en matière d acoustique 35

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EXÉCUTION: L IMPORTANCE DES DÉTAILS 4 En agissant sur les caractéristiques appropriées des différents matériaux et sur base d un projet avec des détails corrects, on peut trouver facilement une solution constructive en briques pour un confort acoustique supérieur, qui offre une bonne isolation tant aux bruits aériens qu aux bruits de contact. Ceci ne nécessite même que peu de surcoût. Comme expliqué précédemment, le système constructif du mur dédoublé est nécessaire pour satisfaire aux exigences acoustiques en vigueur. Tout d abord, nous attirons votre attention sur certains points auxquels doivent satisfaire les murs doubles. Ensuite, nous aborderons plus spécifiquement les solutions pour les appartements et les habitations de rangée afin de satisfaire à un niveau de confort acoustique supérieur. 4.1. Comment améliorer l isolation acoustique aux bruits aériens? 4.1.1. Points d attention lors de l exécution d un mur double Vu que tous les points de contact provoquent des vibrations sonores, il faut éviter au maximum les contacts rigides entre chacune des deux parties d un mur double. On applique surtout l isolant pour séparer l une de l autre, les deux parties du mur dédoublé. Il s agit d éviter les fuites sonores. En voici quelques exemples: Raccordement de conduites (chauffage, eau ) Conduites d électricité, boîtes de contact murales placées en vis-à-vis, Equipements incorporés dans le mur: haut-parleurs, éclairage,. Maçonnerie non étanche à l air. Un plâtrage intérieur humide exclut ce risque Une largeur du creux de 4 à 6 cm est conseillée. Cette épaisseur permet d éviter les résidus de mortier. On peut également éviter l accumulation de mortier dans le creux en y plaçant un matériau isolant souple, comme la laine minérale. 37

4 4.1.2. Solutions pour les maisons de rangée Dans le cas de maisons de rangée, on attache surtout de l importance à l isolation acoustique vis-à-vis de l habitation adjacente. L isolation acoustique au sein de l habitation même est perçue comme étant moins essentielle. On suppose qu on supporte plus facilement un excès de bruit émanant d un membre de la famille que des voisins. Pour safisfaire à la norme acoustique, il est conseillé, pour une maison de rangée, d avoir recours à des systèmes de murs creux sans ancrage pour les murs de séparation. Si on réalise ces constructions selon les prescriptions suivantes, on peut atteindre une bonne isolation acoustique: Pour limiter les nuisances sonores entre voisins, la solution est d avoir recours à un mur dédoublé. Comme expliqué ci-avant, il est alors extrêmement important d éviter tout contact rigide entre les deux feuilles du mur. Le moindre point de contact via des crochets d ancrage, des résidus de mortier, réduit l isolation acoustique d environ 10 db. La largeur de la coulisse doit au moins être de 4 cm. Pour éviter les points de contact, il est préférable de remplir la coulisse d un matériau légèrement absorbant (par exemple la laine minérale). S il est fait usage d une plaque isolante rigide, il est conseillé de prévoir un espace vide supplémentaire. La largeur de la coulisse doit être adaptée en fonction de la brique utilisée. Pour des briques d une densité de 850 kg/m³, on prévoiera une largeur de coulisse de 5 / 6 cm et de la laine minérale. Pour des briques d une densité de 1050 kg/ m³, on prévoiera une largeur de coulisse de 3 / 4 cm et de la laine minérale. 38

4 A hauteur des fondations, il est impossible d éviter un contact entre les deux feuilles du mur double. Afin de perdre le moins possible de l efficacité du mur double, trois options s offrent à nous, comme le montrent les figures: Des fondations communes plus profondes (voir figure 17a) Des fondations communes avec des dalles en béton dissociées (voir figure 17b) Un radier continu en plaçant les mur de briques sur une couche élastique adéquate (voir figure 17c) Figure 17a Figure 17b Figure 17c Les dalles de sol portent sur les murs. Ici aussi, il faudra veiller particulièrement à éviter les points de contact rigides. Toitures (voir figure17d) La jonction entre la charpente et le mur en briques doit être réalisée avec soin. On placera avec soin le matériau isolant entre les chevrons. 39

4 Figure 17d Figure 17: Prescriptions pour l isolation acoustique entre habitations de rangée 4.1.3. Solutions pour les appartements Si l on construit en respectant certaines règles, les murs de séparation en briques pour les appartements répondent aux exigences de la nouvelle norme acoustique. Les détails diffèrent selon que les dalles de sol sont continues ou non. 4.1.3.1. Appartements avec dalles discontinues Dans un immeuble d appartements, ce sont tant l isolation acoustique horizontale que verticale qui doivent être parfaites. Le confort acoustique entre appartements voisins peut être garanti, tout comme pour les maisons de rangée, en utilisant un mur creux sans ancrage en briques. Afin d éviter les nuisances sonores avec les appartements du dessous et du dessus, il est nécessaire de garder à l esprit quelques règles complémentaires: Il faut mettre en oeuvre une dalle portante suffisamment épaisse (>500 kg/m²) et une chape flottante bien réalisée avec une caractéristique L n,t < 50 db. Une chape flottante doit également être posée au rez-de-chaussée. 40

4 Les transmissions latérales du bruit sont reprises par la pose de bandes spécifiques amortissant les vibrations au niveau de tous les murs de l appartement (et non pas uniquement au niveau des murs mitoyens, comme c est le cas pour les maisons de rangée). En fait, on place une coupure acoustique juste au-dessus de la dalle. Elle arrête les transmissions latérales de bruit. Le matériau amortissant les vibrations, «la couche élastique», a une épaisseur de 15 mm environ. Une fois le mur monté à mi-hauteur, cette épaisseur se réduit à 10 mm. L utilisation de ce matériau n a pas de répercussion sur la stabilité du bâtiment. La bande de contact aux bords est également un élément important. Elle doit être tirée jusque la dalle, comme le montre le détail a de la figure 18. Il est même préférable que le matériau soit légèrement plié et chevauche la dalle. Attention à ne pas créer de «court-circuit» vibratoire qui peut supprimer l effet positif de la couche absorbant les vibrations. Figure 18: Prescriptions pour l isolation acoustique entre appartements avec dalles discontinues 41

4 4.1.3.2. Appartements avec dalles continues Afin de garantir le confort entre appartements voisins avec des dalles continues, il faut suivre les prescriptions suivantes: Avoir recours à une dalle portante suffisamment épaisse (>500 kg/m²) et une chape flottante correctement réalisée avec une caractéristique L n,t < 50 db. Une chape flottante doit également être posée au rez-de-chaussée. Afin que les dalles continues ne perturbent pas le fonctionnement du mur dédoublé, il faut éviter tout liaisonnement structurel via ces dalles de béton. Des couches élastiques doivent être placées entre les murs de briques et les dalles et ceci, tant au-dessus qu en-dessous. On crée ainsi une «barrière» horizontale aux vibrations, au-dessus et au-dessous de la dalle. Tout comme pour les appartements avec des dalles discontinues, les bandes de contact latéral sont également des points d attention (détail a de la figure 19). Il faut aussi dissocier complètement des murs la bande absorbant les vibrations sous la dalle. Les finitions de plâtre doivent être entaillées jusqu à la bande anti-vibrations. Ceci doit se faire avec le plus grand soin. Une mauvaise exécution peut conduire à une diminution de 10 db de l isolation acoustique horizontale. Figure 19: Prescriptions pour l isolation acoustique entre appartements avec dalles continues 1. Couche élastique; a. Bande de contact aux bords 42

4 4.1.4. Habitations unifamiliales L acoustique intérieure n est souvent pas matière à discussion pour les habitations unifamiliales quatre façades. Il est cependant important de garantir une bonne protection contre les bruits extérieurs. placer les locaux sensibles au bruit du côté protégé du bruit limiter les surfaces vitrées du côté exposé au bruit de préférence pas de balcon du côté exposé au bruit utiliser une ventilation qui soit isolée acoustiquement une chambre sous une toiture en pente nécessite des mesures complémentaires et est soumise à une bonne qualité d exécution. 4.2. Comment améliorer l isolation acoustique aux bruits de contact? Comme déjà mentionné dans cette brochure, la transmission directe du bruit peut être atténuée en plaçant un revêtement de sol souple ou au moyen d une chape flottante de bonne conception et réalisation. Pour éviter les transmissions latérales de bruit, il faut éviter tout contact entre le plancher flottant et la construction portante. Il faut placer une couche élastique sous la chape flottante. Points d attention lors de l exécution: La couche d amortissement des vibrations sous le plancher de recouvrement flottant ne peut pas être trop rigide (pas d isolation rigide, mais bien de la laine minérale prévue à cet effet) Aucun point de contact entre le plancher de recouvrement flottant et la structure portante: Les conduites ne peuvent pas relier le plancher de recouvrement à la structure. Les plinthes en bas des murs ne sont pas en contact avec le plancher de recouvrement flottant. Une isolation est placée en bordure entre le mur et le plancher de recouvrement flottant. Même si la pièce du dessous est un espace où aucune activité humaine n est prévue, l isolation acoustique contre les bruits de contact doit y être prévue. 43

4 4.3. Cahier des charges Lorsque des exigences acoustiques sont imposées à un mur en maçonnerie de briques, cela revient à donner une valeur pour: R w, l isolation acoustique du mur, en db ρ la densité de masse de la brique et du mortier, en kg/m³ Ci-dessous en tableau 6, un aperçu succinct des différentes grandeurs significatives. Symbole R w Définition Valeur unique indicative considérée pour l isolation acoustique contre les bruits aériens, définie en laboratoire (EN ISO 717-1) D nt,w Valeur unique indicative considérée pour l isolation acoustique contre les bruits aériens, définie dans un bâtiment (EN ISO 717-1) L nt,w Niveau de pression pondéré du bruit de choc standardisé (EN ISO 717-2) Tableau 6: Bref aperçu des unités relatives au domaine acoustique 44

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