Acoustique du bâtiment - Cours de Génie Civil

Acoustique du bâtiment

STS 2 Enveloppe du Bâtiment

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Introduction

Le bruit est considéré comme une pollution importante

Le bruit est source de nombreuses pathologies chez l’homme

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Le son

C’est une variation de pression de l’air (vibration) Il est caractérisé par:

sa fréquence

son niveau sonore en déciBel (dB)

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Le bruit

C’est un mélange de sons, il est représenté par un spectre sonore

L’analyse des bruits se fait par bande d’octaves

Fréquence (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000

Niveau sonore L (dB) 70 63 60 55 57 53

Le bruit

Calcul du niveau global:L = 10.log(S 10 Li/10 ) en dB

Addition des bruits

Addition des bruits – méthode graphique

L’oreille

C’est notre récepteur pour les bruits

Sensibilité entre 0 et 130 dB

Perception des bruits

A intensité équivalente, l’oreille perçoit mieux les sons médium et aigus

Exemple: Un son médium de 1000 Hz et de niveau Lp = 40 dB est perçu aussi fort qu'un son grave de 60 Hz ayant un niveau de pression acoustique de 70 dB

Les dB(A): une unité adaptée

Nous sommes plus sensibles à certains sons qu’à d’autres: unité physiologique dB(A)

Fréquence (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 Niveau global

Niveau sonore L (dB) 64 63 60 55 57 53 68,1

Pondération en dB -16 -8,5 -3 0 1 1

Niveau sonore L (dB(A)) 48 54,5 57 55 58 54 63,1

Protection des travailleurs

Code du travail, articles R 232-8 et suivants, R 235-2-11 et R 233-84 valeurs d'exposition inférieures déclenchant l'action: LEX,8h = 80 dB(A) et ρcrête = 112 Pa (135 dB)

- identification des travailleurs exposés - mesurages par organismes agréés - mise à disposition de protecteurs individuels - information et formation des travailleurs - visite médicale obligatoire et délivrance d’une fiche d’aptitude + surveillance médicale et transmission des résultats (non nominatif) au CHSCT et à l’inspection du travail

valeurs d'exposition supérieures déclenchant l'action: LEX,8h = 90 dB(A) et ρcrête = 200 Pa (140dB)

Idem + - signalisation des espaces (si risque : réglementation des accés) - programmes de mesures techniques et/ou organisationnelles pour réduire le bruit

Protection des travailleurs

Directive 2003/210/CE du 6 février 2003 valeurs d'exposition inférieures déclenchant l'action: LEX,8h = 80 dB(A) et ρcrête = 112 Pa (135 dB)

- information et formation des travailleurs - possibilité d’examens audiométriques - mise à disposition de protecteurs individuels

valeurs d'exposition supérieures déclenchant l'action: LEX,8h = 85 dB(A) et ρcrête = 140 Pa (137 dB)

Idem + - droit à un contrôle médical - protecteurs individuels obligatoires

valeurs limites d'exposition: LEX,8h = 87 dB(A) et ρcrête = 200 Pa (140dB)

- mal défini, se reporter au code du travail

Bruits dans les bâtiments

On distingue dans le bâtiment quatre types de bruits :

- les bruits aériens intérieurs (chaîne hi-fi, conversation,..)- les bruits aériens extérieurs (circulation, trains, avions,..)- les bruits d'impacts (pas, chutes ou déplacement d'objet,..)- les bruits d'équipement (chauffe-eau, machine à laver,ascenseurs, ventilations,..)

Bruits normalisés

Transmission des bruits

L'indice d'affaiblissement acoustique Rw

Il caractérise la qualité d’isolation acoustique d'une paroi de construction.Il est mesuré uniquement en laboratoire et ne prend en compte que la transmission directe d'un bruit aérien

Loi de masse

50 60 100 150 200 300 400 500 600

30

40

50

60

70

70080

masse surfacique en kg/m²

R en dB(A)

bruit rose

bruit route

Systèmes masse-ressort-masse

Réalisés par deux éléments simples séparés par un espace rempli ou non d'un matériau absorbant : effet d’amortisseur

Exemples

Isolation et correctionIl faut distinguer isolation et correction:

L'isolation acoustique traite de l'énergie transmisepar la paroi.La correction acoustique traite de l'énergie absorbée et réfléchie.

Correction acoustiqueTraitement du bruit dans le local : analyse et traitement des réverbérations internes

Mélange des bruits directs et réfléchis: augmentation du niveau sonore général

Réverbération faible: moins de bruits de fond et ambiance sourde

Prévision du temps de réverbération. Formule de Sabine

T = 0,16.V/A

T = temps de réverbération (s) du local de réceptionA = surface d'absorption équivalente (m²) du local de réception

A = Σ(αi.Ai)Ai = surface (m²) d'un élément de paroi à coefficient d'absorption αi

V = volume du local (m3)

Ils sont donnés par bande d’octave pour les matériaux courants de construction

Coefficients d’absorption

Mesures d’isolement

L'isolement brut D est la différence de niveau de bruit entre deux locaux adjacents mesuré in situ. Il prend donc en compte la totalité des transmissions directes et latérales.

Mesures d’isolement

Pour prendre en compte les caractéristiques de la pièce de réception; on corrige cette mesure pour obtenir l’isolement normalisé DnT,w.

Si Le est le niveau émis, et Lr est le niveau reçu, on a :D = Le - Lr = Rw (C, Ctr) - transmissions latérales en dBDnT,w = Le - Lr + 10.log(T/T0) en dB

pour les locaux de volume inférieur à 50 m3: T0 = 0,5 secondespour les locaux de volume supérieur à 50 m3: T0 = V/100

Isolement d’une façade

DnT,A,tr = RA,tr + 10.log(0,32.V/S) - 5 en dB

RA,tr est l'indice d'affaiblissement de la façade composée des parties pleines, des menuiseries et de leurs accessoiresV = volume de la pièceS = surface de la paroi

Valeurs réglementaires

Méthodes d’améliorationsDiminution du temps de réverbération

PlafondsFaux plafondsTôles perforées

MursPlateaux de bardage perforés

Isolement acoustique correct avec utilisation de laines minéraleCorrection acoustique intérieure obtenue avec plateaux perforés

Matériaux absorbantsDoublage

PlanchersMoquettes

Mobilier

Les bruits qui sollicitent les façades

Bruits de voisinage

Bruits routiersFonctions de la catégorie de l’infrastructure routière et de sa proximité

Bruits ferroviairesLe bruit provoqué par la circulation doit être limité à un seuil maximum

Bruits aéronautiquesPlans de gène sonore pour aides financière à l’amélioration des habitatsPlans d’exposition au bruit pour gérer l’urbanisation à proximité des aéroports

Baies vitrées

Baies vitrées

Conclusions:

Les joints doivent être correctement traités:Classement AEV minimum : A2, A3 conseillé

Les vitrages doivent être performants

La liaison au bâtis doit être parfaitement calfeutrée

VitragesType de vitrages Rw+C (dB) Rw+Ctr(dB)

Double vitrage standard avec lame d’air 4/12/4 28 25

Simple vitrage 4 27 26

Simple vitrage 6 29 28

Double vitrage dissymétrique avec lame d’air 6/15/4 31 29

Double vitrage dissymétrique avec lame d’air 4/10/10 37 33

Simple vitrage feuilleté (2 PVB) 44.2 34 32

Double vitrage feuilleté avec PVB ordinaire 6/12/44.2 36 33

Double vitrage feuilleté avec PVBa amélioré 6/12/44.2 38 35

Double vitrage feuilleté avec PVBa amélioré 12/20/44.2 43 40

Double vitrage feuilleté à résine coulée (44.1,5RC/20argon/55.1,5RC) 47 42

Composition des vitrages

Influence du matériau du châssisBois

Le bois étant un bon isolant (thermique et acoustique), s’il présente une section de 60mm minimum (idéalement 75mm) pour une densité minimale de 600kg/m3.

PVCLe PVC, pour avoir les mêmes qualités, doit être plus épais, ce qui diminue la surface du vitrage et la luminosité.Attention au gauchissement : renforts métalliques intégrés.

Aluminium - AcierIls sont théoriquement moins isolants que le bois. Leur performance dépend du détail des profilés (meilleure pour une triple frappe).

Classement au bruit d’une baie

La détermination des classes BR1, BR2, BR3 s’effectue à partir du classement en catégorie des infrastructures de transports terrestres au voisinage de la construction.

1ère étape: repérage du bâtiment

2ème étape: distance d’une façade à une infrastructure

3ème étape: Détermination de la vue de l’infrastructure depuis une baie

Cas d’un obstacle à l’exposition

Baie inclinée

Tableau des BR

Caractéristiques des châssis / BR

BR3 : l’obligation d’un renforcement de l’isolement acoustique au delà des 30 dB de la réglementation acoustique.BR2 : pas de renforcement de l’isolement acoustique mais absence de ventilation nocturne dans les chambres.BR1 : pas de renforcement de l’isolement acoustique

Note: les facteurs solaires des vitrages dépendent aussi de l’exposition au bruit des châssis

Entrées d’air dans menuiseries et volets roulants

Pour ne pas dégrader la performance de la fenêtre, Dne doit être supérieur d'environ 6 dB.

Rfen = 10log⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

+−

−−10

1010 1010.

DneRfen

fen

fen

S

S

Dne caractérise la performance de l'entrée d'air