Construction confort acoustique (PDF)

CONSTRUCTION CONFORT ACOUSTIQUE 1 - BUT. L’isolation acoustique permet de se protéger contre les bruits. Une réglementation précise les niveaux (§5.1) de pression acoustique (§2.1) à ne pas dépasser dans les milieux environnants (habita...

CONSTRUCTION CONFORT ACOUSTIQUE 1 - BUT. L’isolation acoustique permet de se protéger contre les bruits. Une réglementation précise les niveaux (§5.1) de pression acoustique (§2.1) à ne pas dépasser dans les milieux environnants (habitations, ateliers, etc.). 2 - NOTION DE BASE. 2 - 1 LE SON. Pression acoustique 1 période en s Définition : (fréquence) C’est l’effet d’une vibration d’un Amplitude corps matériel transmis par l’air Pression atmosphérique jusqu’à l’oreille. Le son ne se T propage pas dans le vide. 2 - 2 LE BRUIT. Définition : c’est une association de sons qui provoque une gène auditive. 3 - CARACTÉRISTIQUES D’UN SON. 3 - 1 LA FRÉQUENCE. Définition : c’est la propriété d’un son qui le fait entendre grave ou aigu : Fréquence faible : son grave. Fréquence élevée : son aigu. La fréquence f s’exprime en hertz « Hz ». Echelle des fréquences DP_Confort-Accoustique.doc (base JP Di Vuolo + Doc ISOVER) -1- JM Betton  CONSTRUCTION CONFORT ACOUSTIQUE 3 - 2 L’INTENSITÉ. Définition : c’est la propriété d’un son qui le fait entendre faible ou fort. L’intensité d’un son est donnée par la mesure de l’amplitude de la pression acoustique. L’intensité s’exprime en décibels « dB », et se mesure avec un sonomètre. Niveaux sonores comparés 30 dB 45 dB 60 dB 80 dB 110 dB faible modéré gênant fort assourdissant Tableau de comparaison des bruits environnants. Nature des bruits Réfectoire Seuil Riveteuse Moto sans bruyant Rue Jardins calmes de sources Turbo réacteur Marteau-pilon silencieux Grands tranquille Voiliers d’audi- extérieures bilité magasins Troubles Bruits Impression Bruits très Ambiance Bruits de l’oreille insupportables Calme silencieux Inhabituel subjective (surdité) (douloureux) pénibles bruyante courants Intensité en dB 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Possibilité de En parlant A voix Impossible En criant Difficile A voix basse conversation fort normale Ateliers courants d’ enregistreme avec télévision contre le bruit extrêmement exigeant une Appartement Appartement Appartement Ateliers très Laboratoire individuelle acoustique protection bruyants bruyants Nature des bruits Ateliers bruyant Studio calme de sources nt intérieures 3 - 3 LA CÉLÉRITÉ Définition : c’est la vitesse de propagation des ondes sonores dans les matériaux. Elle s’exprime en mètres/seconde. CÉLÉRITÉ : CARACTÉRISTIQUES DE QUELQUES MATÉRIAUX Air à Matériau Verre Brique Béton Bois Eau Plomb Caoutchouc 20°C Vitesse en 5000 à 1000 à 4300 4000 1460 1320 340 40 à 150 m/s 6000 5000 DP_Confort-Accoustique.doc (base JP Di Vuolo + Doc ISOVER) -2- JM Betton  CONSTRUCTION CONFORT ACOUSTIQUE 4 - LA TRANSMISSION DES BRUITS On distingue deux catégories de bruits : Les bruits d’impacts qui se transmettent par vibration des parois à la suite de chocs. C’est la transmission par voie solidienne. Les bruits aériens émis dans l’air. C’est la transmission par voie aérienne. 1 bruit aérien extérieurs trafic routier, ferroviaire ou aérien. Ils sont émis à l’extérieur de l’immeuble, se propagent dans l’air et mettent en vibration les parois. 2 bruit aérien intérieurs conversations, hi-fi, télévision… Ils sont émis dans un local, se propagent dans l’air et mettent en vibration les parois. 3 bruit de choc déplacements de personnes ou de meubles, chutes d’objets… 4 bruit d'équipement ascenseur, robinetterie, ventilation mécanique, installation de chauffage ou de conditionnement d’air… 5 - PRINCIPES D’ISOLATION AUX BRUITS AÉRIENS EXTÉRIEURS 5 - 1 L’AFFAIBLISSEMENT ACOUSTIQUE. L’isolation acoustique aux bruits aériens d’un matériau ou d’une paroi est caractérisée par son indice d’affaiblissement acoustique R exprimé en dB(A), et qui correspond à la différence de niveaux entre un son normalisé de 86 dB(A) émis d’un coté d’une paroi et le niveau de son perçu de l’autre coté de cette paroi. Dans la construction, on distingue deux valeurs de R, selon deux types de bruits : Le bruit rose qui simule les bruits intérieurs et les bruits d’avions. Le bruit route qui simule les bruits extérieurs, trafic routier ou ferroviaire. Indice R des murs (maçonnerie enduites) Indice R des cloisons et menuiseries Epaisseur (en R route (en Epaisseur (en R rose (en Nature Nature cm) dB(A)) cm) dB(A)) 10 50 7 34 Carreaux de plâtre Béton banché 16 56 10 38 20 60 5 31 Cloisons alvéolaires 15 55 7 33 Parpaings pleins 20 59 Cloisons isolantes 7 45 Parpaings creux 20 58 Portes planes sans 4 25 Briques creuses 20 41 étanchéité Briques pleines 22 55 Fenêtre double vitrage 4 30 DP_Confort-Accoustique.doc (base JP Di Vuolo + Doc ISOVER) -3- JM Betton  CONSTRUCTION CONFORT ACOUSTIQUE Réglementation des niveaux de pression acoustique et niveau d’isolement Isolement aux bruits aériens intérieurs entre deux logements Local de réception : Isolement acoustique pièce d’un autre logement standardisé pondéré DnT,A Cuisine et Pièce principale salle d’eau Local d’émission : local d’un logement (à l’exclusion des 54 dB(A) rose 51 dB(A) rose garages individuels) Isolement aux bruits aériens intérieurs entre une circulation commune et un logement Isolement acoustique Local de réception : pièce d’un autre logement standardisé pondéré DnT,A Pièce principale Cuisine et salle d’eau Lorsque le local d’émission et le local de réception ne sont séparés que par une porte Local d’émission : parties palière ou par une porte 41 dB(A) rose 38 dB(A) rose communes intérieures au palière et une porte de bâtiment distribution Dans les autres cas 54 dB(A) rose 51 dB(A) rose Isolement aux bruits d'équipement Niveau de pression acoustique Local de réception normalisé LnAT Pièce principale Cuisine 35 dB(A) 38 dB(A) rose Appareil individuel de chauffage ou de Si cuisine ouverte sur une climatisation* (article 5) pièce principale 40 dB(A) 51 dB(A) rose Equipement individuel Installation de ventilation mécanique (en position de débit minimal) 30 dB(A) 35 dB(A) Equipement collectif (ascenseur, chaufferie, transformateur, surpresseur d’eau, vide-ordures,…) Isolement aux bruits aériens intérieurs entre une circulation commune et un logement Isolement acoustique Local de réception : pièce d’un autre logement standardisé pondéré DnT,A Pièce principale Cuisine et salle d’eau Garage individuel d’un logement ou garage collectif 56 dB(A) rose 53 dB(A) rose Local d’émission : Local d'activité 59 dB(A) rose 56 dB(A) rose Isolement aux bruits de l’extérieur Niveau de pression acoustique normalisé Local de réception : pièce d’un autre logement LnAT Bruits de l'espace extérieur 38 dB(A) DP_Confort-Accoustique.doc (base JP Di Vuolo + Doc ISOVER) -4- JM Betton  CONSTRUCTION CONFORT ACOUSTIQUE Isolation des bâtiments résidentiels et tertiaire l’isolement aux bruits extérieurs: 30 dB D nTA ≥ 30 0 l’isolement aux bruits intérieurs: D nTA ≥ 53 55 58 dB selon la nature des pièces 0 0 0 les bruits d’impact reçus: L n1T,w ≤ 58 dB 0 Isolation des hôtels : Isolation aux bruits extérieurs D nT,A,tr ≥ 35 dB minimum Isolement aux bruits aériens intérieurs : D nT,A,tr ≥ 38 50 55 dB minimum 0 0 0 Isolation des écoles Isolation aux bruits extérieurs D nT,A,tr ≥ 35 dB minimum Isolement aux bruits aériens intérieurs : D nT,A,tr ≥ 30 35 43 53 55 dB minimum 0 0 0 DP_Confort-Accoustique.doc (base JP Di Vuolo + Doc ISOVER) -5- JM Betton  CONSTRUCTION CONFORT ACOUSTIQUE 5 - 2 LA LOI DE MASSE. L’isolation acoustique d’une paroi augmente de 4 dB(A) chaque fois que l’on double sa masse par unité de surface pour une fréquence de 500 Hz. dB(A) 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 m en kg/m² 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 150 200 300 400 500 1000 Exemple : avec une paroi de 20 kg/m², nous avons un affaiblissement sonore de 26 dB(A). Si on double sa masse, nous aurons un affaiblissement de 31 dB(A). 5 - 3 L’EFFET MASSE/RESSORT/MASSE. La loi de masse permet d’affirmer que plus la masse surfacique d’une paroi est importante, plus elle isole des bruits aériens. Par contre, un excès de masse pose des problèmes en construction. Le système masse/ressort/masse permet d’obtenir d’aussi bonnes performances avec un minimum de masse. On remarque qu’une lame d’air prise entre deux parements étanches amortit les vibrations acoustiques. Le phénomène est encore accentué lorsqu’on interpose un matelas de laine minérale. Laine minérale Plâtre 13 mm Plâtre 13 mm Plâtre 13 mm Lame d’ air Plâtre 13 mm Plâtre 13 mm Plâtre 13 mm Plâtre 13 mm Plâtre 13 mm Plâtre 13 mm Plâtre 13 mm Lame d’ air 86 dB(A) 86 dB(A) 86 dB(A) 48 mm 48 mm 48 mm Rrose= 34 Rrose= 43 dB(A) Rrose= 48 dB(A) dB(A) Une lame d’air comprise entre deux Si on ajoute une plaque de plâtre Un matelas de laine minérale entre les plaques de plâtre réagit comme un de chaque coté, on accroît l’effet parement permet d’obtenir un indice amortisseur de bruit. C’est l’effet de masse et on gagne encore 9 de 48 dB(A) : autant qu’une paroi en masse/ressort/masse. dB(A). béton de même épaisseur, mais 10 fois plus lourde. DP_Confort-Accoustique.doc (base JP Di Vuolo + Doc ISOVER) -6- JM Betton  CONSTRUCTION CONFORT ACOUSTIQUE EXEMPLES 5 - 4 LA LOI DE FRÉQUENCE. Pour une paroi de masse donnée, l’indice d’affaiblissement acoustique augmente de 4 dB(A) lorsque la fréquence du son incident est doublée, et inversement. 5 - 5 LA LOI DE DISTANCE. Le niveau d’isolation d’une paroi augmente de 6 dB(A) chaque fois qu’on double la distance entre la source sonore et le récepteur. 5 - 6 AUTRES FACTEURS. Entrent aussi en jeu pour l’isolation phonique : - La surface de la paroi à isoler - Le volume de la pièce à isoler - La capacité d’absorption de la pièce à isoler - Les transmissions indirectes par les autres parois - Les ponts acoustiques Matériel de Coulures de fixation mortier Lors de la mise en œuvre des matériaux, quelques précautions sont à prendre afin d’éviter les ponts acoustiques. Gravats Tuyauterie 6 - CORRECTION ACOUSTIQUE 6 - 1 PRINCIPES PHYSIQUE. Lorsque la puissance acoustique incidente émise i (en watts), pour une fréquence donnée, rencontre une paroi: une partie va être réfléchie: (r) puissance réfléchie en watts, une partie va être dissipée dans la paroi: (a) en watts, une partie traverse la paroi: (t) en watts. i=r+a+t DP_Confort-Accoustique.doc (base JP Di Vuolo + Doc ISOVER) -7- JM Betton  CONSTRUCTION CONFORT ACOUSTIQUE 6 - 2 COEFFICIENT D'ABSORPTION. Pour caractériser l’absorption  d’un produit, on mesure son coefficient de réflexion de surface R =1-R exprimé sous forme de coefficient ou pourcentage  : Coefficient d'absorption R : Coefficient de réflexion Remarques : Si  = 1 ou tend vers 1, cela signifie qu’aucune énergie n’est réfléchie (R = 0): le matériau est très absorbant. Si  = 0 ou tend vers 0, cela signifie que l’énergie est réfléchie (R = 1): le matériau est réfléchissant. Exemple de coefficients 6 - 3 CORRECTION ACOUSTIQUE. Afin d'ameliorer les performances acoustiques des locaux on doit connaitre la valeur du temps de réverbération du son Tr, laquelle est normalisée en fonction de leur utilisation. Tr Temps de réverbération en secondes (s) V Volume total du local en m3 Tr = 0.16 x V S Surface d'un élément en m² (S.)  Coeficient d'absorption S. Arsorbtion de la surface en m² (S.) Somme des absorbtions de chaque surface DP_Confort-Accoustique.doc (base JP Di Vuolo + Doc ISOVER) -8- JM Betton  CONSTRUCTION CONFORT ACOUSTIQUE 6 - 4 VALEURS NORMALISÉES Arrêté du 25 avril 2003 relatif à la limitation du bruit dans les établissements d'enseignement Extrait du JO n°123 du 28/05/2003 Durée de réverbération Locaux meublés non occupés moyenne Salle de repos des écoles maternelles, salle d'exercice des écoles maternelles, salle de jeux des écoles maternelle. 0.4