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ABAV mai 2013
Quelques aspects de la recherche en acoustique du bâtiment
Fabienne Duthoit Jean Némerlin Alexandre Maillard
25/09/2013 2
CIMEDE – Construction industrielle de maisons évolutives, durables et économiques
Plan Marshall Partenaires :
o Ateliers de l’Avenir : coordinateuro Industriels : Wust, Knauf, Mery Bois, bureau
architecture Grondal, o Scientifiques : ULg (LAP&T, LUCID,
ARGENCO, CEDIA)o CSTC
25/09/2013 3
Points de départ
Matériaux prédominants durables : bois et plaques de plâtre Optimisation du poids Optimisation de l’encombrement Optimisation du coût Préfabrication aisée la plus complète possible Assemblage sur site facile Démontable et réutilisable aisément Répondre aux exigences de la norme NBN S01-400-1
25/09/2013 4
Plancher
Pour répondre à la norme NBN S01-400-1, les exigences entre logements différents, sont : DnT,w≥54 dB et L’nT,w≤54 dB.
Plancher habituel dans les constructions à ossature bois (chape flottante et plafond indépendant) ne convient pas
résilient
1 plaque de plâtre de 12,5 mm
chape
lambourdes
laine minérale
OSB
25/09/2013 5
Plancher – mock-up
Elément de plancher de base
Peut convenir pour répondre à l’exigence DnT,w ≥ 35 dB (entre chambres et pièce juxtaposée)
DnT,w = 40 (-1 ;-3) dBL’nT,w = 76 dB
Sable
Laine de bois
Multiplex
Ultralam
25/09/2013 6
Plancher – mock-up
Elément de plancher de base
25/09/2013 7
Plancher – mock-up
Mesure sur site sur mock-up complet d’éléments CIMEDE
25/09/2013 8
Plancher (variante 1 : chape sèche)
Plancher + chape répondant aux exigences acoustiques
DnT,w = 56 (-4 ;-12) dBL’nT,w = 52 dB
Sable
Laine de bois
Multiplex
Ultralam
Plaques Vidiwall
Plaque Vidiwall
Résilient
25/09/2013 9
Plancher (variante 2 : chape ciment)
Plancher + chape répondant aux exigences acoustiques
DnT,w = 57 (-5 ;-13) dB
Sable
Laine de bois
Multiplex
Ultralam
Chape ciment
Résilient
25/09/2013 10
Parois mitoyennes
Pour répondre à la norme NBN S01-400-1, les exigences entre logements différents, sont : DnT,w ≥ 54 dB ou 58 dB.
Performance à réaliser sans profil métallique ou tout système d’attache « souple » ou double parois séparées
25/09/2013 11
Parois mitoyennes
Objectif : un élément de base fermé, dédoublé
OSB
Isolation
Rw = 43 (-3 ;-8) dB
25/09/2013 12
Parois mitoyennes
Objectif : un élément de base fermé, dédoublé
OSB
Isolation
OSB
IsolationVidiwall Vidiwall
Rw = 73 (-4 ;-11) dB
25/09/2013 13
Façades
Objectif : DAtr ≥44 dB. Suivant la norme NBN S01-400-1 répond
à DAtr ≥ 75-34+3 dB et RAtr ≥ 49 dB pour l’élément plein de façade
Performance à réaliser sans profil métallique ou tout système d’attache « souple »
25/09/2013 14
Elément de façades (variante 1)
OSB
IsolationVidiwallVidiwall
Rw = 58 (-1 ;-6) dB
RAtr = 52 dB
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Elément de façades (variante 2)
Elément de façade plus mince + contre-cloison
Rw(C ;Ctr) = 52 (-4 ;-11) dB
RAtr = 41 dB
OSB
Isolation Vidiwall Vidiwall
25/09/2013 16
Elément de façades (variante 2)
Elément de façade plus mince + contre-cloison
25/09/2013 17
Toitures plates
Objectif : DAtr ≥34 dB. Suivant la norme NBN S01-400-1 répond
à DAtr ≥ 75-10-34+3 dB et RAtr ≥ 39 dB pour l’élément de toiture.
25/09/2013 18
Toitures plates
Elément de plancher de base peut dés lors convenir
DAtr = 37 est > 34 dB
DnT,w = 40 (-1 ;-3) dB
Sable
Laine de bois
Multiplex
Ultralam
25/09/2013 19
Résultat final
En cours de montage
25/09/2013 20
Résultat final
Fini
25/09/2013 21
GREEN+ – Groupe de REcupération d’ENergie sur l’air vicié
Plan Marshall Partenaires :
o Greencom Development : leadero Industriels : ACTE, SIRRIS, TaiPro, WOW o Scientifiques : ULg (Microsystem, labo
thermodynamique, CEDIA), Cecotepe (Haut Ecole de la Province)
25/09/2013 22
Points de départ
Objectif : rendre possible la récupération d’énergie sur l’air vicié par le développement de groupe compact et intégré
Optimisation du transfert d’énergie Optimisation des débits Optimisation de l’encombrement Optimisation des coûts Développement de capteurs intelligents Conception de l’électronique de contrôle embarquée Diminution des nuisances sonores générées Amélioration de l’isolement au bruit aérien du système
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Bilan bruit du système
Lw ventilateurpulsion
Lw ventilateurextraction
Entrée bruitextérieur
Atténuationou
RégénérationDe
L’échangeur
Bruitrésultantinjecté
dans le local
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Où et comment atténuer ?
Choix duventilateur
Choix du ventilateur
Atténuationde
l’échangeur?
Silencieuxpulsionetextracteur
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Ventilateurs
La première tâche est le choix des ventilateurs Mesures des niveaux de pression acoustiques à 50 cm, avec un léger
décalage latéral
25/09/2013 26
Ventilateurs
Choix entre modèles radiaux ou axiaux Malgré le comportement acoustique et pour des raisons aérauliques, un
modèle radial a été finalement choisi
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
0 RPM 1000 RPM 2000 RPM 3000 RPM 4000 RPM 5000 RPM 6000 RPM 7000 RPM 8000 RPM 9000 RPM
Vitesse de rotation en RPM
Nive
aux
de p
ress
ion
acou
stiq
ue L
p à
50 c
m e
n dB
(A)
Ventilateur radial RG160-28 RefoulementVentilateur radial RG126-28 AspirationVentilateur radial RL65-21/14/2HR RefoulementVentilateur radial RL65-21/14/2HR AspirationVentilateur axial 624 / 2HHAR RefoulementVentilateur axial 624 / 2HHAR Aspiration
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Échangeur
Test de l’isolement apporté par un échangeur type
0 dB
5 dB
10 dB
15 dB
20 dB
25 dB
30 dB
35 dB
40 dB
45 dB
100 Hz
125 Hz
160 Hz
200 Hz
250 Hz
315 Hz
400 Hz
500 Hz
630 Hz
800 Hz
1 kH
z
1.25
kHz
1.6 kH
z
2 kH
z
2.5 kH
z
3.15
kHz
4 kH
z
5 kH
z
6.3 kH
z
8 kH
z
10 kHz
12.5 kHz
16 kHz
20 kHz
Atténuation "directe"
Atténuation "croisée"
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Bruit généré et isolement
Mesure dans la chambre de tests des niveaux de bruit générés et de l’isolement au bruit aérien
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Puissance acoustique générée
Sur base des niveaux de pression acoustique mesurés, la puissance acoustique du système est calculée pour les différents régimesDébit 15 m³/h 25 m³/h 36 m³/h 50 m³/h 75 m³/h
Lw en dB(A) 26.8 dB(A) 33.2 dB(A) 40.0 dB(A) 46.9 dB(A) 53.0 dB(A)
Filtre 1Filtre 2 Échangeur
Boîtier de commande
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Isolement au bruit aérien
Résultat de l’isolement au bruit aérien Faiblesses au niveau des filtres Vibrations de la coque plastique Extrémités vides
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Simulation locaux de référence
Définitions de 3 locaux de référence aux caractéristiques habituelles (dimensions, aménagement, surface vitrée..) 1 local de nuit : Chambre 2 locaux de jour :
Séjour – Salon traversant Cuisine
Calculs des niveaux de bruit intérieur Calculs des isolements de façade
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Chambre de référence
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Séjour – Salon de référence
Le séjour choisi est un séjour traversant l’habitation, de 12.9 m² à l’avant et de 14.9 m² à l’arrière.
Ainsi dans le cas d’un bruit routier une seule des 2 façades est soumise au bruit, la seconde donnant sur le jardin privatif.
La maison a été construite vers 1950, les murs sont constitués d’une brique et d’un bloc de béton de 14 cm non isolé.
La hauteur sous plafond est de 2.73 m, les châssis mesurent 2.42 m x1.45 m, soit 3.5 m².
Le living se trouve sous des pièces aménagées avec un plancher bois.
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Cuisine de référence
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Calculs niveaux de bruit intérieur
Sur base de la géométrie, des Tr mesurés et des puissances acoustiques
Calculs des niveaux de bruit intérieur moyen en dB(A) selon le régime de fonctionnement
OK pour NBN S01-400-1 confort normal
Régime de fonctionnement en m³/h 15 25 36 50 75
Chambre 20.9 27.3 34.1 41.0 47.1
Séjour – Salon (2 unités) 22.2 28.6 35.4 42.3 48.4
Cuisine 23.2 29.6 36.4 43.3 49.4
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Calculs des isolements de façade
Calculs selon ISO 12354-3 pour différentes compositions de vitrages 4/12/4 : Rw+Ctr = 26 dB 4/15/6 : Rw+Ctr = 29 dB 10/12/44.2 : Rw+Ctr = 36 dB 66.2A/20/44.A : Rw+Ctr = 43 dB
1 unité par façade
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Calculs des isolements de façade
Pièce 4/12/4 6/15/4 10/12/44.2 66.2A/20/44.AChambre 31.6 33.7 37.9 39.3
Séjour – Salon 30.9 33.3 37.3 38.7
Cuisine 31.1 33.4 37.1 38.3
Exemples d’objectifs selon NBN S01-400-1 (1façade exposée)
Confort acoustiquenormal
Confort acoustiquesupérieur
Zone résidentielle 26 dB 30 dBZone urbaine 26 dB 30 dBZone bruyante 36 dB 40 dB