acoustique_mémo isover

GUIDE LACOUSTIQUE DU BTIMENT

001_ISOVER couv acoustique 7/06/06 16:19 Page 1

Sicle de progrs technologique, notre poque subit les effets dvastateurs du bruit. Celui-ci est partout : dans larue, sur les chantiers, dans les gares et les aroports. Mais il est aussi chez soi, dans les maisons, les appartements, lesbureaux et tous les types de btiments. La complexit rsulte autant de la construction des btiments et de lenvironnementque de la sensibilit des personnes, de leur histoire et des relations sociales.24 heures sur 24, des bruits de toutes sortes envahissent notre univers et gchent notre existence prive et professionnelle.La loi sur le bruit du 31 dcembre 1992 formule dans son article 1er le double objectif de protger les hommes etlenvironnement: Prvenir, supprimer ou limiter lmission ou les propagations des bruits qui, par leur nature, leurscaractristiques et leur niveau, peuvent nuire la sant et la tranquillit publique et porter atteinte la qualit de lavie ou lenvironnement. En application de la loi, des textes, dcrets et arrts, ont t publis dans tous les domainesdactivit (habitat, enseignement, lieux musicaux, industrie).Pour rpondre au mieux ces exigences, il est ncessaire dagir titre prventif plutt que curatif. Une interventiontardive savre souvent coteuse, sans pour autant donner des rsultats entirement satisfaisants.Conscient de lensemble de ces problmes, Saint-Gobain ISOVER mne, depuis de nombreuses annes, des efforts derecherche et dveloppement pour perfectionner les caractristiques physiques de ses laines minrales et de leursapplications acoustiques, tout en prservant leur qualit thermique.Bien que les ouvrages soient souvent soumis de nombreuses contraintes techniques, les solutions industrielles alliantun haut niveau de performance (acoustique, thermique, mcanique, feu) existent, avec une mise en uvre rapide etconomique qui rpond parfaitement aux contraintes des chantiers et des matres douvrage, sans surcot notable etsurtout pour un confort global suprieur.Saint-Gobain ISOVER, dtenteur des deux procds de fibrage de laine de verre base de verre recycl et de laine de roche,fabrique des produits aux qualits disolation thermique et de protection incendie largement reconnues. Les produits etsystmes ont des avantages techniques, performanciels et environnementaux qui peuvent tre valoriss lors dunedmarche environnementale, ou HQE, dun btiment neuf ou rnover. ISOVER souhaite aussi aider ses clients danslapplication de la rglementation acoustique, dont les objectifs ne peuvent tre atteints quavec une bonne comprhensiondes phnomnes physiques, la connaissance des performances acoustiques des produits et des systmes constructifs.

Mathias MEISSER, Consultant acoustiqueDcibel dor dhonneur 2005

DITORIAL

2 GUIDE LACOUSTIQUE DU BTIMENT

002_03_ AC_SOMM_EDITO_1.QXP 7/06/06 16:22 Page 2

LES PRINCIPES DE LACOUSTIQUE DU BTIMENT

LES SOLUTIONS ACOUSTIQUES

COMBLES ET PLAFONDS 62

MURS ET CLOISONS 71

SOLS ET PLANCHERS 86

VITRAGES 108

BARDAGES MTALLIQUES 109

TOITURES SCHES MTALLIQUES 120

TOITURES TANCHES SUR BACS ACIER 130

CALORIFUGE INDUSTRIEL 136

CLIMATISATION ET CONDUITS ARAULIQUES 140

DfinitionCaractristiques dun son, dun bruitLes niveaux de bruit

Absorption acoustique des paroisn Dfinitionn La matrise de lnergie sonoren Le coefficient dabsorption des paroisn Expression du coefficient dabsorption

des matriauxn Le principe de la correction

avec les laines minralesn La correction avec le rle dissipateur

des laines minralesTransmission acoustique des paroisn Dfinitionn Lobjectif de lisolationn Lindice daffaiblissement dune paroin Le rle attnuateur de lisolantn Le rle ressort de lisolantn Le rle amortisseur de lisolantn Influence des contraintes techniques sur

les proprits acoustiques des ouvrages

La correction acoustiquen La dure de rverbrationn La dcroissance spatialen Solutions de traitement acoustiqueLisolation acoustiquen Sources et types de bruits

dans le btimentn Transmission des bruitsn Les bruits ariens

et les transmissions latralesn Les bruits dimpact

et les transmissions latralesn Les planchers: un cas particuliern Choisir des isolants acoustiques en plancher

Lisolation acoustique face aux bruitsextrieursn Une isolation acoustique traditionnellen Une isolation acoustique renforceLisolation acoustique en intrieur

Les capotagesLes tuyauteriesLa climatisation et les conduitsarauliques

Les textes rglementairesn Pour tous les btimentsn Les btiments dhabitation ou assimilsn Les btiments autres que les habitationsLes indices de mesure acoustiquen Le choix des objectifs disolementn Les indices disolation acoustiquen Les indices de mesure

des performances des systmesn Les indices de mesure

aux bruits dimpactn Les indices de correction acoustiquen Les exigences pour les btiments

industriels, commerciaux et agricolesn Exigences de la rglementation

acoustique des btiments rsidentiels et tertiaires

n Exigences de la rglementationacoustique pour la correction des btiments industriels

n Exigences de la rglementationacoustique pour les htels

n Exigences de la rglementationacoustique pour les coles maternelles

n Exigences de la rglementationacoustique pour les hpitaux

n Exigences de la rglementationacoustique pour les parois vitres

Choix des solutionsPrincipes gnraux et choix des matriauxPrcautions de mise en uvren Combles et plafondsn Murs et cloisonsn Sols et planchersn quipements

LE BRUIT ET LE SON 4

LACOUSTIQUE ARCHITECTURALE 28

LA RGLEMENTATIONACOUSTIQUE 52

LACOUSTIQUE DES PAROIS VITRES 46

LACOUSTIQUE DES QUIPEMENTS 48

LE FONCTIONNEMENTACOUSTIQUE DES PAROIS 10

PERFORMANCESDABSORPTIONACOUSTIQUE DESPRODUITS 144

GLOSSAIRE 152

NOS ADRESSES UTILES 154

NOUS CONTACTER 158

CONSEILS DE MISE EN UVRE, CHOIX DES SOLUTIONS 146

Lensemble des courbes et essais figurant sur lespages 4 60 sont issus de calculs ou essais Isover.Ils ont une valeur didactique pour illustrer lavariabilit des paramtres influant sur certainsphnomnes physiques.

3LACOUSTIQUE DU BTIMENT GUIDE

002_03_ AC_SOMM_EDITO_1.QXP 7/06/06 16:22 Page 3

Le son est une sensation auditive produite par une variationrapide de la pression de lair.Physiquement, un bruit se compose dun ensemble de sons.Physiologiquement, un bruit est le plus souvent associ une gne.

Le bruit est caractris par:n Une mission sonore vibrante dans le milieu ambiant (toutmilieu possdant une masse et une lasticit: air, eau, bois,verre sauf le vide) et selon des vitesses (m/s) propres chaque milieu.n Une rception: loreille constitue le seul organe sensoriel qui reste en veil en permanence.


LE BRUITET LE SON

DFINITION

Seuil de perception de loreille : 2.10-5 Pa.

CARACTRISTIQUES DUN SON, DUN BRUIT

La frquenceLe son est caractris par une frquence, nombre de fluctuations de la pression par seconde. Cette frquence est exprime en hertz(Hz ou s-1). Loreille humaine est sensible des sons compris entre 20 et 20000 Hz.

Frquence: perception du son (grave aigu) par loreille humaine

Lorsque la priode T est longue, la frquence est basse, produisant un son grave.Lorsque la priode T est moyenne, la frquence est moyenne, produisant un son mdium.Lorsque la priode T est courte, la frquence est leve, produisant un son aigu.

Son fort Son faible

Pression (Pa)

Temps (s)

Frquence (Hz) Frquence (Hz) Niveau (dB) Niveau (dB)

Son grave Son aiguT T

004_09_AC_BRUIT SON_1.QXP 7/06/06 16:26 Page 4

Le niveauUn niveau de pression (Lp) en dB quantifie lamplitude dun son.La pression acoustique sexprime en pascal (Pa). Cependantloreille humaine, rcepteur ultrasensible, dtecte les sons dontlamplitude varie de 2.10-5 20 Pa. Lutilisation dune chellelogarithmique, exprime en dB, permet de rduire cette chelletendue de pression.Lp = 20 log (Peff/Po) en dB, o: Peff : pression efficace acoustique en Pa, Po : pression de rfrence (2.10-5) en Pa.

LE BRUIT ET LE SON


Caractristique qui permet de situer un son sur une chelle: graves-mdiums-aigus

Unit: le hertz Hz (s-1), exemple: la note la = 440 Hz.

Frquence (Hz)350 5 000 20 000

Domaine pris en comptepour lacoustique du btiment

Domaine audible pour loreille humaine

Sons mdiums

Sons graves

Sons aigus

20

Infrasons Ultrasons

Temps (s)

Pression (Pa)

- 0,4

- 0,6

- 0,8

- 1

0

- 0,2

0,4

0,2

0,6

0,8

1

0,01

80,00

200,00

40,00

60,00

80,01

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20,01

40,01

60,02

0

100 400 1 500

Temps (s)

Pression (Pa)

- 0,4

- 0,6

- 0,8

- 1

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- 0,2

0,4

0,2

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90,00

100,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,01

Temps (s)

Pression (Pa)

- 0,4

- 0,6

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20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,01

Le spectre du bruitLe spectre est la reprsentation des niveaux en fonction de la frquence. Le bruit est la superposition de sons de niveaux et de frquences diffrents.Le niveau de bruit, exprim en dB pour chaque frquence,reprsente le spectre du bruit.

Frquence (Hz)

Niveau (dB)

5 00

01 00

050

01 50

02 00

02 50

03 00

03 50

04 00

04 50

0

1009080706050403020100

Ordre de grandeur de la pression acoustique: 1 pascal (1 Pa = 1/100000 de la pression atmosphrique).

Pression en Pa Niveau sonore en dB20 120

2 100

0,2 80

0,02 60

0,002 40

0,0002 20

0,00002 0


Lanalyse dun bruitDe manire conventionnelle, les chelles en bandes doctave et en tiers doctave de frquences sutilisent pour reprsenter le spectre dun bruit.La rglementation des btiments prend en compte les frquences de 100 5000 Hz, regroupes en 6 bandes doctave centres sur 125, 250, 500, 1000, 2000 et 4000 Hz. Chaque bande doctave se divise en trois tiers doctave.

125

250

500

1 000

2 000

4 000 Frquence(Hz)

20

10

0

40

30

60

50

Niveau(dB)

70

80

90

Sons mdiumsSons graves Sons aigus

Frquence(Hz)

20

10

0

40

30

60

50

Niveau (dB)

70

80

90

125 250 500 1 000 2 000 4 000

Sons mdiumsSons graves Sons aigus

630

100

160

200

315

400

5 00

080

01 25

01 60

02 50

03 15

0

1 2 3 4 5 6


Reprsentation en bandes doctave 6 bandes de 1/3 doctave

Regroupement des frquences autour dune frquence centrale

Frquence (Hz)

100 350 1 500 5 000 16 000


Domaine audible pour loreille humaine

Sons mdiums

Sons graves

Sons aigus

20 16 000

Infrasons Ultrasons

20100

4030

6050

Niveau (dB)

708090

1

2

1

2

Bruit misnormalisBruit peru

Illustration de la pondration

Lvaluation des bruitsDune manire gnrale, les tudes ont montr que la sensibilit de loreille en fonction de la frquence varie dune personne lautreet dpend notamment de lge. Loreille est beaucoup moins sensible aux basses frquences, comprises entre 20 et 400 Hz, quauxfrquences moyennes et aigus, qui correspondent celles de la parole. Lapplication un spectre de bruit dune correction de niveauen fonction de la frquence permet de rendre compte de la sensibilit de loreille (pondration A*).On introduit donc dans les appareils de mesure un filtre correcteur de pondration A, dont la sensibilit varie avec la frquence. Le niveau de bruit est exprim en dcibels A ou dB (A).Le dB (A) permet dapprcier effectivement la sensation de bruit ressentie et peut servir dindicateur de gne. La plus petite variationsusceptible dtre perue par loreille est de lordre de 2 3 dB (A).

*Pondration A: dans certains cas, la rglementation se rfre aux niveaux de pression en dB (A) pour tenir compte de cette sensation de loreille .


Frquence (Hz)

20

10

0

40

30

60

50

Niveau (dB)

70

80

90

100

110

120

130

62

100 Hz

20 250 1 000 4 0002 000500125 16 000

350 Hz 1 500 Hz 5 000 Hz


Sons mdiums

Sons graves

Sons aigus

Zone dmission de la parole

Seuil de la douleur

Seuil daudibilit

1

2

3

54

Perception du bruit, sensibilit de loreille humaine et zone dmission de la parole

Gnralement, un son de frquence 20 Hz sentend partir dun niveau de 70 dB l1 , alors quun son 16000 Hzsentend partir de 13 dBl2 environ.La courbe de perception des sons, caractriss en niveaux de pression et en frquences, permet de dfinir descourbes dites isosoniques ou dgale sensation pour loreille humaine.La zone dmission de la parole concerne un spectre acoustique plus rduit. Ce spectre permet dvaluer lesenjeux techniques dune paroi isoler, en particulier lorsquil sagit daffaiblir des missions sonores. Cest pour celaque les essais normaliss retiennent les valeurs de 100 5000 Hz.

ExempleUne sensation gale pour loreille sera produite partir de sonsmis avec des pressions et des frquences diffrentes.

LE BRUIT ET LE SON


Pression (dB) Frquence (Hz)

l3 85 20l4 35 500l5 40 16 000



Lchelle des niveaux de bruitLe niveau sonore indique lintensit dun bruit ou dun son par rapport une chelle de rfrence. De 10 120 dcibels, la pression acoustique correspond des sources de bruit de natures diffrentes et engendre des perceptionsallant du calme (10 dB) la douleur (120 dB).

LES NIVEAUXDE BRUIT

De 10 40 dB:bruits lgers Bruissement du vent dans les feuilles,dsert, appartement calme

De 40 60 dB: bruits gnants

Bureau calme,conversation niveau normal

De 80 100 dB: bruits dangereuxPassage dun train,

musique forte

De 60 80 dB: bruits fatigantsRue trs anime, tlvision

De 100 130 dB:seuil de la douleurAtelier de chaudronnerie,marteau-piqueur, moteur davion raction au sol

chelle de niveaux de bruit selon les diffrentes sources (en dB)

Pour tre perceptible, touteamlioration acoustique doit tresuprieure 3 dB minimum.


LE BRUIT ET LE SON


Le filtrage des bruits.Des bruits harmonieux ou acceptables en coutedirecte deviendrontinsupportables lorsquilssont transmis derrire unmur. Ce dernier ne laissantpasser que les sons defrquences graves, lesoreilles ne peroivent quedes boum boum .

Leffet cocktail. Desbruits de conversationdans un local dont lesparois sont rverbrantesincitent les diffrentesconversations entreren comptition , cest--dire monter leton pour se faire entendrejusqu gnrer un brouhaha fatigant.

Les bruits non dsirs. niveau gal, on estmoins gn par le bruitque lon fait, alors quele bruit provoqu par unvoisin est toujoursdrangeant car il estsubi. Des bruitsanodins, comme lespas sur un plancher,peuvent tre trs malsupports par le voisindu dessous.

La signature decertains bruits. Certainsbruits ont des signatures (frquences typiques decertains sonscomposant le bruit) quipeuvent tre parfoisinsupportables par lesymbole quellesreprsentent comme,par exemple, une sirne,synonyme de danger oude mauvais souvenir.

La dure dexposition.Un bruit peut gnrer deseffets nfastes enfonction de la duredexposition.

Lmergence du bruit.Un bruit faible, nonperu ou faiblementperu dans lajourne car noydans des bruitsambiants, deviendrainsupportable ouagaant la nuit carisol dans lesilence Ainsi, la rglementation prvoit des seuilsdmergence par rapport lambiance pour le jour et pour la nuit ne pas dpasser.

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Exemple:

60 + 60 = 63,0 dB70 + 72 = 74,1 dB54 + 59 = 60,2 dB63 + 67 = 68,5 dB

Rgle daddition des niveaux de bruit

Afin dvaluer le niveau de plusieurs bruits mis en mmetemps, quelques rgles simples sappliquent.

1) Bruits de niveaux trs sensiblement diffrents (cart > 10 dB)Le bruit le plus fort masque le plus faible.

Exemple:

100 + 70 = 100 dB

2) Bruits de niveaux voisins (cart < 10 dB)Pour un cart < 10 dB, selon lcart entre le bruit le plus faible etle plus fort, ajouter au bruit le plus fort les valeurs suivantes:

Diffrence (en dB)entre les deux 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9niveaux sonores

Valeur (en dB) ajouter au niveau 3,0 2,6 2,1 1,8 1,5 1,2 1,0 0,8 0,6 0,5le plus fort

Perception subjective et effets du bruit

Certaines situations peuvent entraner des perceptions plussubjectives. Cependant, des tudes de psycho-acoustique ontpu dmontrer quil faut rduire le niveau de bruit de 10 dB pouravoir limpression dentendre deux fois moins de bruit.

Diviser par deux la pression revient gagner 3 dB.Cependant, du point de vue de la perception, rduire leniveau de 10 dB donne limpression dentendre deuxfois moins de bruit.



LE FONCTIONNEMENT ACOUSTIQUE DES PAROIS

ABSORPTION ACOUSTIQUE DES PAROIS

Lacoustique est une science qui a pour but dtudier les problmes physiques,physiologiques et psychologiques lis lmission, la propagation, la rception des sons et des bruits. La correction et lisolation acoustiques nont pas les mmeseffets. Pour raliser une correction acoustique, on considre les propritsdabsorption des parois, alors que pour une isolation acoustique, on considre les caractristiques en transmission.

DfinitionLabsorption acoustique est une caractristique dune paroi. On utilise cette caractristique pour faire de la correctionacoustique. Elle consiste matriser la propagation sonore dansun mme local pour contrler le niveau sonore et optimiser lesqualits dcoute. La correction acoustique intresse lapropagation de lnergie sonore lintrieur dun mme local(renvoi page 28 Acoustique architecturale chapitre Correctionacoustique).

La matrise de lnergie sonoreLnergie sonore incidente sur les parois se rpartit en nergietransmise et en nergie rflchie. La nature et ltat dessurfaces des parois du local vont influencer la quantit dnergie rflchie et donc lambiance sonore.

Propagation en champ clos. Dans un local ferm, les ondesmises par une source sonore lE viennent sensibiliser unrcepteur lR (oreille, micro) par propagation directe etindirecte (rflexion sur les parois). Ces rflexions conduisent augmenter le niveau de bruit dans la pice.

La matrise de lnergie sonore rflchie sur les parois dun local par la pose de produits absorbants.La correction acoustique permet dans ce volume: de diminuer le niveau sonore du champ rverbr, damliorer les qualits dcoute (contrle de la dure derverbration).

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Arrt dela source

Temps (s)

Niveaux (dB)

Moment darrtde la source

60 dB

Dure derverbration

(Tr)

Arrt dela source

Temps (s)

Niveaux (dB)


60 dB

Dure derverbration

(Tr)

Arrt dela source

Temps (s)

Niveaux (dB)


60 dB

Dure derverbration

(Tr)

La dure de rverbration (Tr)La dure de rverbration (note Tr) permet de caractriserlacoustique intrieure dun local. Elle correspond au temps mispour que le niveau de pression, une frquence donne aprsarrt de la source, diminue de 60 dB. Cette mesure estnormalise.

lE

lR

010_27_AC_FONCAC PAROI_2.QXP 7/06/06 16:30 Page 10

Le coefficient dabsorption des parois

Principe physique. Lorsque la puissance acoustique incidentemise i (en watts), pour une frquence donne, rencontre une paroi : une partie va tre rflchie: (r) puissance rflchie en watts, une partie va tre dissipe dans la paroi : (a) en watts, une partie traverse la paroi : (t) en watts.

Pour caractriser labsorption a dun produit, on mesure soncoefficient de rflexion de surface R.

a : coefficient dabsorptionR: coefficient de rflexion

Sia = 1 ou tend vers 1, cela signifie quaucune nergie nest rflchie (R = 0): le matriau est trs absorbant.

Sia = 0 ou tend vers 0, cela signifie que lnergie est rflchie (R = 1): le matriau est rflchissant.



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1

R

i = a + r + texprim en W/m2

a = 1 Rexprim par un coefficient ou un pourcentage

Le coefficient dabsorption des matriaux est dfinipar un coefficient moyen qui tient compte de lensemble desfrquences (norme de calcul en NF EN ISO 11-654) not:

Cet indice unique permet dafficher la signature aw dunproduit afin daider au choix. En revanche, il est ncessaire dedisposer des valeurs as par tiers doctave pour connatre lacontribution relle du produit en matire dabsorption.

i r

a

t

SAVOIRLabsorption acoustique des matriaux poreux dpend de plusieurs paramtres : la rsistance au passage de lair, la porosit (volume air/volume total), la tortuosit (gomtrie de la structure du matriau), lpaisseur.Entre deux matriaux ayant ces paramtres identiques,la performance dabsorption acoustique sera la mmequelle que soit la masse volumique.Compte tenu de leurs procds de fabrication (voirpage 13, paragraphe Influence de la nature de la laineminrale ), on peut affirmer qu masse volumique et paisseur gale, une laine de verre sera plus absorbantequune laine de roche.

Expression du coefficientdabsorption des matriaux

Le coefficient dabsorption des matriaux est mesuren chambre rverbrante pour une frquence donne (norme de mesure NF-EN ISO 354). Il est appel coefficientdabsorption Sabine not:

as (alpha Sabine)

aw

Paramtre acoustique caractrisant le pouvoirabsorbant dun matriau compris entre 0 et 1 partir de la courbe dabsorption, on dtermine un coefficient global aaw dun produit.

125 250 500 1000 2000 4000

1,00

0,90

0,80

0,70

0,60

0,50

0,40

0,30

0,20

0,10

0

125 250 500 1000 2000 4000

f en Hz

Rflexion totale

Absorptiontotale 1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

as (250 Hz) = 0,3838 % de lnergie est absorbe et 62 % rflchie

as (2000 Hz) = 0,8080 % de lnergie est absorbe et 20 % rflchie

as



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Produits types: Gamme Shedisol Panolne faadeIllustration de calcul: laine minrale PAR Confort en 45 mml1 On mesure le coefficient dabsorption aux diffrents tiers doctavel2 On calcule la moyenne par octavel3 On dtermine lindice unique aw bas 500 Hz

F (Hz) aas F (Hz) aasPar 1/3 octave Par octave

100 0,25125 0,25 125 0,25160 0,25200 0,30250 0,45 250 0,50315 0,50400 0,60500 0,70 500 0,70630 0,75800 0,80

1000 0,80 1000 0,801250 0,851600 0,852000 0,85 2000 0,852500 0,853150 0,854000 0,85 4000 0,855000 0,85

aw = 0,7

La correction avec le rledissipateur des laines minrales

Lutilisation des laines minrales comme absorbantsacoustiques prsente la solution la plus intressante sur le planperformance/cot. Grce sa structure poreuse cellulesouvertes, due lenchevtrement des fibres, la laine minralelaisse pntrer facilement lnergie sonore qui se dissipe dansson paisseur.La rsistance au passage de lair dpend de la qualit, la quantit et larrangement des fibres ainsi que de lpaisseurtotale du produit.Les courbes ci-aprs dmontrent les excellentes performancesdes laines minrales dans les frquences mdiums et aigus.

Nota: afin de pouvoir comparer objectivement les alphassabines (as) des diffrents isolants, il est impratif desassurer que les essais ont t raliss dans les mmesconditions (prsence ou non dun plnum et de sa hauteurle cas chant).

l1 l2

l3

Le principe de la correction avec les laines minralesMatriser la propagation sonore dans un mme local,pour en diminuer le niveau et assurer une qualitdcoute, consiste utiliser des systmes absorbantsdans lesquels lisolant jouera un rle particulier.Parmi les quatre rles acoustiques des lainesminrales, le rle dissipateur intresse lacorrection. Lisolant est alors utilis comme absorbantacoustique pour ainsi rduire la dure de rverbrationdans le local.

Les configurations et les choix de mise en uvre influent aussi sur la performance enabsorption des systmes dans lesquels la laineminrale est intgre.




125 250 500 1000 2000 4000

f en Hz

R en dB

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0125 250 500 1000 2000 4000

Rsistance au passage de lair : 6000 Pa.s/m2



n Influence de la rsistance spcifique au passage de lair

n Influence de la nature de la laineminrale

paisseur identique et masse volumique diffrente, les lainesminrales, de laine ou de roche, prsentent des performancesdabsorption diffrentes: dans une laine de verre, les fibres utiles la performance reprsentent 100 % de sa matire,dans une laine de roche, on peut trouver jusqu 30 % dinfibrs.

l1 Masse volumique 13 kg/m3 (laine de verre) 40 mml2 Masse volumique 40 kg/m3 (laine de roche) 40 mm

Laine de verre :

l1 60 mml2 100 mm

Laine de roche:l1 40 mml2 100 mm

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

f en Hz

s

125 250 500 1000 2000 4000

0 125 250 500 1000 2000 4000

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

f en Hz

s

125 250 500 1000 2000 4000

0 125 250 500 1000 2000 4000

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

f en Hz

s

125 250 500 1000 2000 4000

0

125 250 500 1000 2000 4000

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0

Le coefficient dabsorption as crot avec lpaisseur de la laine de verre.

Le coefficient dabsorption as crot avec lpaisseur de la laine de roche.

Courbes as disolation en laine de verre et laine de roche.

l1

l1 l2

l2

l1

l2

n Influence de lpaisseur de la laineminrale

f en Hz

f en Hz

f en Hz

Pour des paisseurs similaires disolants, ces derniers peuventprsenter des valeurs de rsistance spcifique au passage delair diffrentes, influant sensiblement sur leurs performancesdabsorption acoustique.

as

as

as

f en Hz

as


Performance en fonction du taux de perforation des tles perces:

Laine minrale de 100 mm.


Sources tude Lasa

f en Hz

R en dB

125 250 500 1000 2000 4000

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0

125 250 500 1000 2000 4000

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

f en Hz

s

125 250 500 1000 2000 4000

0 125 250 500 1000 2000 4000

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0

Influence selon la hauteur du plnumPlus la hauteur du plnum augmente, plus la quantitdnergie dissipe dans les basses frquences augmente et la performance dabsorption est meilleure.

Influence selon le taux de remplissage du plnumLe plnum est rempli de laine minrale, on obtient un gainimportant toutes les frquences et le plafond a donc unebonne efficacit acoustique.

La perforation est ncessaire pour permettre de traiterconvenablement la correction acoustique dans lesfrquences aigus. Lors du choix des techniques et desmatriaux, cet aspect est important.

l1 Pas de plnum (parement plac contre la dalle)l2 Plnum 10 cml3 Plnum 20 cm

f en Hz

R en dB

125 250 500 1000 2000 4000

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0125 250 500 1000 2000 4000

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0

l1 Plnum 10 cm sans isolantl2 Plnum 10 cm + laine de verre 100 cm

0 %7 %

17,5 %23 %

100 %

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

f en Hz

s

125 250 500 1000 2000 4000

0

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

f en Hz

s

125 250 500 1000 2000 4000

0

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

f en Hz

s

125 250 500 1000 2000 4000

0

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

f en Hz

s

125 250 500 1000 2000 4000

0

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

f en Hz

s

125 250 500 1000 2000 4000

0

nLes plnums n Influence de la perforation des parements

l1 l3

l2

l1

l2

f en Hz

as

f en Hz

as

f en Hz

as

Pour obtenir une efficacit maximale, la perforation doittre suprieure ou gale 20 %. Les tles creves ont uneefficacit moindre que les tles perces.

Nota : du fait de la mthode dessai retenue par la norme NF-EN ISO 354, les valeurs individuellesaspeuvent excder 1.




DfinitionLisolation regroupe lensemble des techniques et procds mis en uvre pour obtenir un isolement acoustique recherch. Lisolation acoustique concerne la propagation des bruits dun local un autre. La performance acoustique recherche pour un local par rapport aux locaux voisins sappelle lisolement, il dpend de trois paramtres: les proprits acoustiques des matriaux utiliss, les techniques de mise en uvre, le contexte architectural.

Lobjectif de lisolationLisolation acoustique apporte par une paroi et sonenvironnement traduit la facult de celle-ci rduire latransmission des ondes sonores ariennes et solidiennes dunlocal un autre. De ce fait, elle limite la transmission du bruit etamliore le confort.

Lindice daffaiblissement dune paroi

La caractrisation de la performance dune paroi est donne par son indice daffaiblissement Rw mesur en laboratoire de faon normalise pour tous les composants de btiment.Lindice daffaiblissement, mesur daprs la normeNF-EN ISO 140-3, caractrise la performance en transmission directe dune paroi ( lexclusion des transmissions latrales. Il dpend de la frquence R(f). La valeur globale de lindicedaffaiblissement Rw sobtient par calcul partir de la courbe R(f) daprs la norme NF EN ISO 717-1.

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TRANSMISSION ACOUSTIQUEDES PAROIS

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En laboratoire, les rsultats des essais sont exprimsRw (C; Ctr).O C est le terme correctif relatif aux bruits ariens intrieurs et Ctr celuirelatif aux bruits routiers (voir page 54).

Mesure delisolement entrelocaux: mesure in situ.

n Diffrence entre lindicedaffaiblissement et isolement

Alors que les mesures en laboratoire permettent daccder auxvaleurs daffaiblissement, la mesure sur chantier (in situ) permetdaccder aux valeurs disolement entre locaux. Cet isolementest exprim par lindice DnT, w (C; Ctr), valeur en dB laquelle serfre la rglementation (voir p. 54). Il dpend des transmissionsdirectes, des transmissions latrales ou indirectes dues auxliaisons entre parois. La dtermination et la mesure de lisolement sont dtaillesdans les normes NF-EN ISO 140-4 et 140-5.

20

40

60

80

30

50

70

90

125 250 500 1000 2000 4000 125 250 500 1000 2000 4000

80

70

60

50

40

30

20

R en dB

f en Hz



Rduire la transmission sonore dun local un autre consiste limiter la transmission dnergie acoustique grce un systme ou une paroi isolante dans laquelle chaque produit aura chaque fois un rle bien prcis.

On distingue trois rles: attnuateur, ressort et amortisseur, chacun tant plus ou moins prpondrant en fonction: de la nature du montage de la paroi considre, des caractristiques intrinsques de lisolant.

La structure, la rpartition des fibres ainsi que la qualit du process industriel dterminent lefficacit de lisolant.

La masse volumique nest pas une caractristique dterminante dans bon nombre de cas.

nLisolant assure la liaison mcanique entre les parements comme dans les doublages colls

Rle ressort de lisolant en laine minraleLa laine minrale joue ce rle lorsque, solidaire des deuxparements rigides, grce llasticit de la laineminrale, la paroi se comporte comme un systme masse-ressort-masse (voir page 17).

Produits types: Calibel, Domisol LR, Domisol LV, Isosol.

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LE PRINCIPE DE LISOLATION AVEC LES LAINES MINRALES

n Lisolant est plac seul ou devant un parement mince comme dans les capotages et crans

Rle attnuateur de lisolant en laine minraleLa laine minrale joue ce rle quand elle rduit la transmission sonore, en utilisant ses proprits intrinsquesdaffaiblissement acoustique.

Produits types: gamme Panolne, gamme Alphalne, Domisol Coffrage.

nLisolant est indpendant des parements

Rle amortisseur de lisolant en laine minraleLa laine minrale joue ce rle lorsque, par sa prsencedans les systmes masse-ressort-masse (voirpage 17), elle diminue lamplitude dun mouvementondulatoire et rduit ainsi lintensit de la transmissionsonore. Par ailleurs, la prsence de laine de verreminrale diminue la frquence de rsonance du systme.

Produits types: PAR Confort, Cloisolne LV, CloisolneRoche, Monospace 35, Panolne GR 32 roul, Isoconfort,Gamme Panolne.

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f en Hz

R en dB

125 250 500 1000 2000 4000

0

10

20

30

40

50

60

70 40

30

20

10

0125 250 500 1000 2000 4000

Laine de roche

Isolant rocheDomisol Domisol Domisol Coffrage Coffrage Coffrage60 mm 2 x 60 mm 3 x 60 mml1 l2 l3

Rw (C; Ctr) 16 (0 ; -2) dB 27 (-1 ; -4) dB 35 (-1 ; -6) dB

Essais CRIR CDI Isover

Lisolant est plac seul ou devant un parement mince: rle attnuateur

Lisolant est utilis seul ou devant un parement. La laineminrale joue ce rle quand elle rduit la transmission sonore en utilisant ses proprits intrinsques daffaiblissementacoustique.Les utilisations de la laine minrale dans son rle attnuateur sont multiples: les gaines techniques, les barrires acoustiques,les crans, les plafonds, les capotages, etc.La fonction attnuateur de la laine minrale estprpondrante dans les cas o elle est associe une paroilgre (masse surfacique comprise entre 10 et 40 kg/m2). Dans ce cas, lindice daffaiblissement acoustique de louvrageest sensiblement amlior.La rduction des transmissions sonores est surtout dpendante de la rsistance spcifique au passage de lair de lisolant.La rduction des transmissions sonores dpend galement de lpaisseur de lisolant.

n Illustration du comportementattnuateur et performance des laines minrales

Isolantverre roche50 mm 50 mml2 l1

Rw (C; Ctr) 16 (0 ; -2) dB 16 (-1 ; -2) dB

Essais CRIR CDI Isover

0

10

20

30

40

f en Hz

R en dB

125 250 500 1000 2000 4000

40

30

20

10

0125 250 500 1000 2000 4000

Laine de verreLaine de roche

0

10

20

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40

50

f en Hz

R en dB

125 250 500 1000 2000 4000

40

30

20

10

0125 250 500 1000 2000 4000

Laine de verre

Isolant verreIBR IBR IBR

100 mm 2 x 100 mm 3 x 100 mml1 l2 l3

Rw (C; Ctr) 9 (0 ; -2) dB 18 (-1 ; -3) dB 23 (-1 ; -4) dB

Essais CRIR CDI IsoverLindice daffaiblissement pour un isolant laine de verre(environ 50 kg/m3) et laine de roche (environ 140 kg/m3) est sensiblement comparable.

Lindice daffaiblissement de la laine de verre augmenteavec son paisseur.

Lindice daffaiblissement de la laine de roche augmente avec son paisseur.

R en dB

R en dB

R en dB

f en Hz

f en Hz

f en Hz

l3

l2 l1

l2

l1

l3

l2

l1


nApplication du rle attnuateur des laines minrales: les crans acoustiques

Plaque Plaque avecseule 2 isolants laine

de verrePB 38 75 mm

l1 l2Rw (C; Ctr) 29 (-2 ; -2) dB 42 (-1 ; -6) dB

2 plaques BA 13Isolants PB 3875 mm

Plaques Plaque avecseules PB 38 75 mm

l1 l2Rw (C; Ctr) 33 (-1 ; -2) dB 40 (-2 ; -5) dB

1 plaque BA 18Isolant : deux paisseurs PB 38 75 mm

Plaque Plaque avecseule Cloisolne roche

40 mml1 l2

Rw (C; Ctr) 29 (-2 ; -2) dB 38 (-1 ; -6) dB

1 plaque BA 18Isolant Domisol 40 mm

f en Hz

R en dB

125 250 500 1000 2000 4000

0

10

20

30

40

50

60

70 70

60

50

40

30

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10

0125 250 500 1000 2000 4000

f en Hz

R en dB

125 250 500 1000 2000 4000

0

10

20

30

40

50

60

70 70

60

50

40

30

20

10

0125 250 500 1000 2000 4000

f en Hz

R en dB

125 250 500 1000 2000 4000

0

10

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30

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50

60

70 70

60

50

40

30

20

10

0125 250 500 1000 2000 4000


R en dB

f en Hz

R en dB

f en Hz

R en dB

f en Hz

l2

l1

l2

l1

l2

l1


Lisolation acoustique obtenue dpendra des deuxlments principaux suivants:



Lisolant assure la liaisonmcanique des parements: rle ressort

Cest le rle prpondrant des laines minrales dans lesouvrages acoustiques masse-ressort-masse de typedoublage coll ou isolant sous chape flottante.

Lorsque les laines minrales assurent la liaison mcanique entreles deux parements (complexe de doublage, dalle flottante),elles jouent un rle de ressort en tant que matriauintermdiaire ou intercalaire et participent activement laugmentation de lisolation acoustique de louvrage grce leffet masse-ressort-masse .Ce sont les proprits lastiques (raideur dynamique) deslaines minrales qui conditionnent la performanceacoustique de lensemble de la paroi.

Elles sont caractrises par leur module dlasticit E.Raideur et module dlasticit sont lis par la relation:

2

1

K = Ed

avec K = Kair + Klaine

soit K = 1d

Eair + Elaine( )

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K Air

K Laine

1

2

1 2

Units: K en newtons/m3, E en pascals (Pa), d en mtres (m).

La raideur K dun produit homogne est caractrise par le matriau sous son paisseur dutilisation.Elle dpend: du module dlasticit du matriau E, de lpaisseur utilise du matriau d.Plus la raideur dynamique de cet ensemble sera faible, plusla frquence de rsonance sera dplace favorablementvers les frquences basses, meilleure sera la performanceacoustique globale de la paroi.

Raideur de lintercalaire K, form par deux ressorts, lair et la laine minrale, qui fonctionnent en parallle.

Masse surfacique et nature de chacun des parements.

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Double paroi lgre

Doublage sur ossature

Doublage sur ossature plafond

Lisolant est indpendant des parois, le systme masse-ressort-masse : rle amortisseur

La demande de systmes pour procurer confort et qualit de travail a conduit Saint-Gobain ISOVER dvelopperdes systmes masse-ressort-masse grce saconnaissance de la contribution des laines minrales dans lesouvrages acoustiques. Ces systmes lgers se sont impossdans certains types douvrage ncessitant des performances leves pour des raisons dconomie, de faible poids et chargestructurelle rduite du bti, et de facilit de mise en uvre.Dans ce domaine, les laines minrales apportent le meilleurratio cot/performance.

2 2

Les proprits lastiques de la laine minrale permettent dediminuer cette raideur tout en assurant les propritsmcaniques ncessaires pour son utilisation.Lisolant utilis dans ce cas devra donc tre suffisammentsouple pour jouer le rle de ressort, suffisamment rigide pourassurer un bon comportement mcanique des parements. Ce compromis sobtient avec les laines minrales de fortersistance mcanique. Cest le cas du complexe de doublageCalibel et du panneau rigide Domisol LR ou LV utilis en chapeflottante de plancher par exemple.



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65 dB

67 dB

Masse surfacique 600 kg/m2

paisseur 260 mmRw = 65 dB

Masse surfacique 60 kg/m2

paisseur 220 mmRw = 67 dB

Loi de masse:paroi bton

Systme masse-ressort-masse :

double paroi lgre

Les parois doubles, systme masse-ressort-masse , sontconstitues de deux lments spars par une lame dairremplie ou non par un matriau absorbant.Cas dune lame dair: lair joue le rle de ressort.Cas dun espace rempli de laine minrale: lair et la lainejouent le rle de ressort. Lisolant intervient comme amortisseur,modifiant les proprits dlasticit de la lame dair et rduisantainsi lamplitude des ondes acoustiques dans la cavit.

Avec un systme masse-ressort-masse dpaisseurquivalente et pour une performance daffaiblissementsimilaire, le poids de la paroi est divis par 10.

Pour raliser une isolation acoustique, notamment aux bruitsariens, entre logements ou locaux mitoyens ou superposs, onutilise la technique masse-ressort-masse .

La technique, base sur le fonctionnement masse-ressort-masse , o lisolation acoustique dpendra des paramtressuivants: la masse surfacique et la nature des parements (en kg/m2), lpaisseur de la cavit (rle ressort de lair) (en mm), lpaisseur et la nature de lisolant (rle amortisseur) (en mm), le type de liaison (ossature).

Fr = 1d

1m1

1m2

84 +( )Units: Fr en Hertz (Hz), d en mtres (m), m en kilogrammes par mtre carr (kg/m2).

n La clef du systme masse-ressort-masse : la frquence de rsonance

La frquence de rsonance est la frquence laquelle le systme (la paroi) entre en vibration. Dans ce cas, la transmission dnergie acoustique est maximale et la performance de la paroi en indice daffaiblissement est la moins bonne.Une paroi double prsente une frquence de rsonance qui lui est propre, dont dpend sa performance acoustique. Elle doit, pour une bonne efficacit du systme, tre situe en dessous de 100 Hz.Comme tout systme rsonant, cette frquence dpend de la masse des parois, de lpaisseur de la lame dair entre lesdeux parements, de la nature et de lpaisseur de lisolant.

Calcul de la frquence de rsonance dune paroi double sans isolant




nLe comportement des paroisEn fonction de la performance finale de louvrage, on dtermine partir des matriaux choisis (parement, ossature, remplissage)leur paisseur, montage et performance pour que la frquencede rsonance soit positionne dans les plus basses frquencespossibles afin de bnficier dun gain important de lindicedaffaiblissement.

Principe de fonctionnement

Courbe l1 : paroi sans isolantZone A: en dessous de la frquence de rsonance. Lindice

daffaiblissement du systme masse-ressort-masse correspond la loi de masse. Lindicedaffaiblissement crot de 6 dB/octave.

Zone B: frquence de rsonance. Comportement de la paroi la frquence de rsonance. Lindicedaffaiblissement est infrieur celui obtenu par la loi de masse. Il correspond une chute dindicedaffaiblissement importante.

Zone C: au-dessus de la frquence de rsonanceet en dessous de la premire frquence critique*.Lvolution de lindice daffaiblissement est trssuprieure la loi de masse. La rsonance agitcomme un tremplin et laccroissement de lindiceest maximal. Il crot de 18 dB/octave.

Zone D: croissance de lindice daffaiblissement rduite.Cela est essentiellement d aux frquencescritiques des parements.

Courbe l2 : paroi avec isolantLa prsence de lisolant permet de dcaler la frquence de rsonance vers les basses frquences (vers la gauche).Cela amliore de faon globale la performancedaffaiblissement de lensemble de la paroi toutes lesfrquences.

*Frquence critique. Elle correspond la frquence de vibration intrinsquedune paroi. Sa valeur dpend des proprits lastiques de la paroi (massesurfacique et rigidit la flexion) et de la vitesse du son du milieu dans lequella paroi est place (gnralement lair). Lorsquil y a concidence gomtriquedes ondes incidentes sur la paroi (galit entre les longueurs dondesincidentes et celle de flexion de la paroi), cette dernire prsente unmaximum de transmission. Ceci explique le faible indice daffaiblissement du parement cette frquence.

Affaiblissement aux bruits ariens

Frsonance125 Hz

Fcritiqueparement 1

Fcritiqueparement 2

L o i d e M a s s

eAffaiblissementR (dB)

Frquence (Hz)

AB

DC

Influence de la masse des parements, de lpaisseur de la cavit et du remplissage sur la frquence dersonance

l1 Cloison sans isolant1 plaque de pltre BA 18 de chaque ct dune ossature de 36 mm, 1 lame dair de 36 mmParement 1 15 kg/m2

Parement 2 15 kg/m2

paisseur lame dair 36 mmFrquence de rsonance 113 Hz

Affaiblissement acoustique*

Rw (C; Ctr) 39 (-3 ; -5) dB

l2 Cloison sans isolant2 plaques de pltre BA 13 de chaque ct dune ossature de 70 mm, 1 lame dair de 70 mmParement 1 18 kg/m2

Parement 2 18 kg/m2

paisseur lame dair 70 mmFrquence de rsonance 76 Hz


Rw (C; Ctr) 45 (-2 ; -7) dB

l3 Cloison avec isolant PAR Confort 30 mm(Mme cloison que 1)Parement 1 15 kg/m2

Parement 2 15 kg/m2

paisseur lame dair 36 mmdont isolant 30 mmFrquence de rsonance 98 Hz


Rw (C; Ctr) 49 (-3 ; -9) dB

l2l1

125 250 500 1000 2000 40000

10

20

30

40

50

6071

60

50

40

30

20

10125 250 500 1000 2000 4000

R en dB

f en Hz

l2l1

l3

l1 La frquence de rsonance est encore dans la zonedmission de la parole, lisolement sera mdiocre

l2 La frquence de rsonance sera dplace vers les basses frquences, lindice daffaiblissement sera amlior

l3 Avec un isolant, sans augmentation de lpaisseur ni de la masse de la paroi, lindice daffaiblissement est augment

*Rfrence: calculs Acoustiff (version 7.1).


Variabilit de la lame dair et liaison rigide

125 250 500 1000 2000 40000

10

20

30

40

50

6060

50

40

30

20

10

0125 250 500 1000 2000 4000

R en dB

f en Hz

n Incidence de la masse du parement et de lpaisseur de la lame dair pour lescloisons

Lorsque lon double la masse surfacique dun des parements, on dplace la frquence de rsonance Frdun tiers doctave dans les frquences graves. Ce dplacementde Fr permet un gain denviron 2-3 dB sur lindicedaffaiblissement global.

Lorsque lon double lpaisseur de la lame dair (vide interne), on dplace la frquence de rsonance dun tiers doctave dans les frquences graves. Ce dplacement de Fr permet un gain denviron 3 dB.

Lorsque lon double lpaisseur de la lame dair et la masse surfacique dun des parements, le gain sera alors denviron 6 dB.

Sil existe une liaison solide entre les parements ou si la frquence critique se dplace dans une gamme defrquences pnalisante (< 1000 Hz), le gain dindicedaffaiblissement devient moins important.

90 mm 180 mm 180 mm

l2 La lame dair est deux fois pluspaisse

l1 2 plaques BA 13 et lame dair

BA 13

l3 La liaison desparements estrigide; la lame dair est deux fois plus paisse quedans le cas 1

l1 Rw (C; Ctr) = 33 (-1 ; -6)*l2 Rw (C; Ctr) = 36 (-2 ; -7)*l3 Rw (C; Ctr) = 34 (-2 ; -6)*

*Rf. Calculs Acoustiff (version 7.1)

Configurationl1 Plaque de pltre BA 13, lame dair 90 mm,

plaque de pltre BA 13l2 Plaque de pltre BA 13, lame dair 180 mm,

plaque de pltre BA 13l3 Plaque de pltre BA 13, lame dair 180 mm,

plaque de pltre BA 13, ossature de liaison (couplage 25 %)

BA 13


Variabilit de la masse des parements

125 250 500 1000 2000 40000

10

20

30

40

50

60

2

1

3

60

50

40

30

20

10

0125 250 500 1000 2000 4000

R en dB

f en Hz

70 mm 70 mm 70 mm

l2 Un des deuxparements est en double

l1 1 plaque BA 13et BA 15 et lame dair

l3 Les parements sont relis parune ossature rigide

l2 Rw (C; Ctr) = 41 (-1; -6)*l1 Rw (C; Ctr) = 36 (-2; -7)*l3 Rw (C; Ctr) = 39 (-2; -5)*

*Rf. Calculs Acoustiff (version 7.1)

Configurationl1 Plaque de pltre BA 13, lame dair 70 mm,

plaque de pltre BA 15l2 Deux plaques de pltre BA 13, lame dair 70 mm,

plaque de pltre BA 15l3 Deux plaques de pltre BA 13, lame dair 70 mm,

plaque de pltre BA 15, ossature de liaison (couplage 25 %)

BA 13BA 15

2 x BA 13BA 15

2 x BA 13BA 15




n Incidence de la nature de la laine minrale

Loptimisation du systme masse-ressort-masse passe par la recherche de la frquence de rsonance la plus basse possible.En effet, labsence dinfibrs, llasticit, la longueur etlhomognit de la laine de verre permettent de diminuer lemodule dlasticit de lair abaissant la frquence de rsonancede louvrage.Lorsque les parements sont indpendants (cloison lgresimple ou double ossature), une laine minrale de faible masse volumique suffit, par exemple: PAR Confort, PAR Duo(panneau drouler en laine de verre renforc dun voile de verre).Lorsque lisolant doit assurer une liaison mcanique, on retientdans ce cas une laine minrale de masse volumique plusimportante, par exemple: Calibel, Domisol LV ou LR.

Le gain disolement est indpendant de la massevolumique de la laine minrale.Contrairement aux ides reues, ce ne sont pas les lainesminrales les plus denses qui offrent les meilleuresperformances acoustiques. Les laines de verre donneront desperformances quivalentes aux laines de roche paisseurquivalente et masse volumique au moins deux fois plus faible. Une campagne dessais acoustiques effectue au CEBTP aconfirm ce constat (essais n 2312.6.329 et n 2312.6.284).

Une cloison de rfrence a t ralise pour testerlefficacit des laines minrales dans leur rle amortisseur.Le choix de parement de 18 mm a t effectu cause de safrquence critique pnalisante et de sa masse surfacique,comprise entre celle dune plaque de 13 mm et de deuxplaques de pltre de 13 mm.

53 dB

54 dB

2 paisseurs disolant laine de roche

(Cloisolne roche)40 mm

Cloison 205 mm avec laine de roche

2 paisseurs disolantlaine de verre(PAR Confort)

Cloison 205 mmavec laine de verre

f en Hz

R en dB

125 250 500 1000 2000 4000

20

30

40

50

60

70

8080

70

60

50

40

30

20125 250 500 1 000 2 000 4 000

Cloison videCloison avec laine de verre 45mmCloison avec laine de roche 40 mm

R en dB

f en Hz

Exemple 2: cloison type Technostar, isolant laine de verre 150 mm avec:

Le gain disolement est indpendant de la masse volumique dela laine minrale. La laine de verre assure un meilleuraffaiblissement acoustique.

Exemple 1: cloison laine de verre, laine de roche

Isolantcloison vide verre roche

45 mm 40 mml1 l2 l3

Rw (C; Ctr) 46 (-4 ; -5) 56 (-3 ; -9) 54 (-2 ; -7)

Isolantverre LV 70 roche LR 1

70 mm 70 mmRw (C; Ctr) 74 (-2 ; -9) dB 72 (-3 ; -9) dB

Gain disolement entre deux cloisons de mme paisseur.

l3l2l1



42 dB

51 dB

Cloison vide

l1

51 dB

55 dB

PAR enpaisseur 45 mml2

55 dB

59 dB

2 PAR 70 mml3

PAR en paisseur

45 mml2

2 paisseursde PAR

en 70 mml3

2 PAR 70 mm et

1 PAR 30 mm

l4

f en Hz

R en dB

125 250 500 1000 2000 4000

20

30

40

50

60

70

80 80

70

60

50

40

30

20125 250 500 1000 2000 4000

l4l3l2

l1

R en dB

f en Hz

l1 l2 l3 l4Cloison Cloison Cloison Cloison

vide 1 PAR Confort 2 PAR Confort 2 PAR Confort45 mm 70 mm 70 mm

1 PAR 30 mmRw (C; Ctr) 46 (-4 ; -5) dB 53 (-2 ; -6) dB 57 (-2 ; -7) dB 61 (-2 ; -7) dB

Lpaisseur de la laine de verre influe directement sur la frquence de rsonance de la paroi.

Incidence de lpaisseur de la laine minrale

Pour une mme cloison, le gain disolement augmente avec lpaisseur de la laine minrale.

SAVOIRCette tude montre lefficacit du remplissage de lacloison avec de la laine de verre (type PAR Confort).Lefficacit est optimale lorsque le remplissage estcomplet.


EN PRATIQUE1. Le gain disolement augmente avec

lpaisseur de lisolant.2. Il faut remplir les cavits sans comprimer

lisolant. La laine de verre entrane undplacement de la frquence de rsonancedu systme vers les basses frquences.

3. Le gain disolement est indpendant de lamasse volumique de la laine minrale.

EN RSUMLindice daffaiblissement dune paroi, cloisonou doublage, dpend: de la masse des parements, de lpaisseur de la lame dair sparant les

parements (rle ressort), de lpaisseur de la laine minrale situe

entre les parements (rle amortisseur), de la frquence critique de chacun des

parements la frquence critique (Fc).



n Influence des conditions de montage de parois avec laine minrale

paisseur gale, une cloison avec double ossature procureraun gain disolement suprieur une simple ossature parsuppression des ponts acoustiques.

l1 l2Cloison 120 mm Cloison 120 mm Cloison 120 mm simple ossature simple ossature double ossature

vide avec laine avec laineRw (C; Ctr) dB 44 (-2 ; -7) 52 (-2 ; -7) 60 (-3 ; -10)

f en Hz

s

125 250 500 1000 2000 4000

80

70

60

50

40

30

20

125 250 500 1000 2000 3150

80

70

60

50

40

30

20

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Paroi lgre simpleossature dcale

l2

l1

l1

R en dB

f en Hz

Incidence des contraintestechniques sur les propritsacoustiques des ouvrages

Lacoustique, quil sagisse de correction ou disolation, ne reprsente quune des exigences intervenant lors de la conception dun ouvrage.Avant de dcider dune solution technique du traitementacoustique, on tudiera si certains composants, comme parexemple les pare-vapeur, les tles perfores, les hauteurs deplnum, ont une influence sensible sur les rsultats en termesdefficacit sur la correction acoustique des parois. Le choix desmatriaux est galement fond sur la scurit incendie et larsistance mcanique.

nLa contrainte hygrothermiqueLorsque lon est amen mettre en place un isolant en vue damliorer la correction acoustique dun local, on estconfront au choix dun produit avec ou sans pare-vapeur. Dansce cas, il faut tenir compte des conditions hygrothermiques dulocal traiter.

Locaux faible et moyenne hygromtrieLes locaux de faible et moyenne hygromtrie, raliss avec desparements pleins, ne requirent pas en gnral la mise en placedun pare-vapeur dans les parois verticales. Pour les btiments situs en climat de montagne, ou dans lecas o les parements intrieurs ne sont pas pleins (parementacoustique perfor), le dimensionnement du pare-vapeur devratre calcul par un bureau dtudes.

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Paroi lgre doubleossature dcale

l2



Locaux forte hygromtriePour les locaux dans lesquels la production de vapeur deau, due loccupation et/ou lactivit, est importante, il estimpratif quune tude conjointe entre lacousticien et lethermicien soit ralise.

Exemples de solutions de correction acoustique avec contraintes hygromtriques:

Exemple 1: bardage double peau (parements pleins)Cette solution consiste raliser une paroi totalementtanche lair et la vapeur deau. On rapporte sur la paroifinie intrieure des absorbants revtus sans pare-vapeur en prenant soin de vrifier la position du point de rose. Le calcul de la surface des isolants (absorbants) est dfini en fonction de leur coefficient dabsorption s.

Exemple 2: bardage double peau (parement intrieurperfor)Cette solution consiste raliser une paroi avec unparement intrieur perfor. Dans ce cas, il est ncessaire depositionner un pare-vapeur pour viter la condensation.Son emplacement sera fonction du taux dhygromtrie: locaux faible hygromtrie: 1/3 de la rsistance thermiquetotale en partant de la face chaude, locaux moyenne hygromtrie: 1/4 de la rsistancethermique totale de la paroi en partant de la face chaude, locaux forte hygromtrie: faire appel un bureau dtudes.

Influence du pare-vapeurUn pare-vapeur, plac entre la tle perfore et labsorbant, fait chuter considrablement labsorption dans les frquences aigus.

125 250 500 1000 2000 40000,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

Source tude Lasa

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0125 250 500 1 000 2 000 4 000

Tle perfore avec:Isolant nuIsolant avec voile de verreIsolant avec pare-vapeur

nLa contrainte incendieDune faon gnrale, les laines minrales nues sont classes Euroclasse A1 ou A2-s1,d0. Le classement de raction au feu des produits peut diffrer selon le type derevtement ou de surfaage. Dans tous les cas, elles necontribuent ni la propagation des flammes, ni laugmentationdu dbit des fumes du fait de leur nature.Les btiments industriels doivent galement tre assurs contre les risques dincendie. Les primes sont dtermines partir des rgles APSAD (Assemble plnire des socitsdassurances dommages).La mthode descriptive de ces rgles prvoit un classementdes risques en fonction: de la raction au feu des produits isolants protgeant la structure, de la rsistance au feu de la paroi complte, du type de btiment.La prime dassurance dcoule de ces paramtres.La laine minrale contribue obtenir un meilleur classement et donc une prime minore.

nLes contraintes mcaniquesPour conjuguer efficacit mcanique et acoustique, la mise enplace dune tle dacier perfore 20%permet de bnficier detoute la qualit dabsorption du produit isolant revtu dun voile,tout en conservant ses bonnes proprits mcaniques.

f en Hz

as



Lamlioration de la correction acoustique dun local peut treenvisage sous plusieurs angles: le choix de matriaux ou de surfaces absorbantes, la conception architecturale.Les deux critres peuvent tre concomitants.La rglementation fixe selon la destination du local des valeursd aire quivalente dabsorption A ou des dures derverbration Tr .

Laire quivalente dabsorption AElle dfinit le pouvoir absorbant dun local. Plus cette valeur estgrande, plus les parois du local absorbent lnergie sonore.

LACOUSTIQUE ARCHITECTURALE

LA CORRECTIONACOUSTIQUE

A(f) = Si ai(f)Laire dabsorption quivalente A (m2) une frquencedonne (Hz) correspond la somme des diffrentessurfaces S (m2) des parois du local affectes de leurcoefficient dabsorption respectifai.

Tr(f) = 0,16 VA(f)

V (en m3) = correspond au volume du local.

Tr(f) (en s) = dure que met le niveau de bruit pour dcrotrede 60 dB aprs arrt de la source (dure de rverbration) la frquence f.

A(f) (en m2) = aire dabsorption (la somme des surfaces de parois affectes de leur coefficient respectifdabsorption) la frquence f.

Si (en m2) = surface de la paroi i.

ai (f) = coefficient dabsorption la frquence f de la paroi i.

i

Elle consiste fixer un objectif de niveau de confort et dexigences de performancesen adquation avec lusage du btiment selon lenvironnement, le systmeconstructif et la rglementation. Ds la conception et selon le parti prisarchitectural, elle intgre les systmes de correction et disolation acoustiques enappliquant au sein du btiment les lois relatives lacoustique.

La dure de rverbrationLa dure de rverbration dun local est directement lie la quantit de bruit rflchie par ses parois. Le niveau de bruit lintrieur du local diminue de manire plus ou moins rapideselon la valeur dabsorption des diffrentes parois. La matrisede cette dure de rverbration dpend de la qualit acoustiquerecherche. Le choix des matriaux absorbants est fait enfonction de leur rponse diffrencie selon les types de frquence traiter.Il est possible de dterminer laire dabsorption quivalente du local partir de sa dure de rverbration (cf. ci-dessus).

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Cas 1:Pour une cage descalier: longueur 10 m, largeur 2 m, surface 20 m2.

Cas 2:Il est possible de rduire la surface dabsorbant consacrer autraitement acoustique avec un matriau absorbant base delaine minrale ayant un meilleur coefficient aw.Pour une cage descalier: longueur 10 m, largeur 2 m, surface 20 m2.

10 m5 m

2,5 m

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Exemple 2

Correction acoustique dans une cage descalierIl sagit de dterminer le type disolant et la surface ncessaire traiter pour obtenir la meilleure qualit acoustique du local.Pour les btiments rsidentiels, la rglementation fixe commevaleur de A (aire quivalente dabsorption) un seuil de 1/4 de la surface au sol pour une cage descalier en logement collectif

(A >> 1/4 sol et A =aw.S produit)

De nombreuses solutions base de laine de verre sontpossibles pour amliorer les qualits acoustiques de louvrage.


Exemple 1

Correction acoustique dans un localIl sagit de dterminer le type dabsorbant en fonction de lasurface et la nature de la paroi du volume du local pour obtenirun temps de rverbration en accord avec les exigencesrglementaires dtermines selon lusage du local.

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Une amlioration des qualits acoustiques du local peut treassure par exemple en traitant les parois opaques avec unproduit en laine de verre absorbant plac derrire des plaquesde pltre ou panneaux de bois perfors 20 %, ou plussimplement avec un revtement plus absorbant ayant uncoefficient aw plus important.

SurfaceNature aas(1)

Aire dabsorption A(m2) (m2) (2)

Sol 50 carrelage 0,02 1,0

Parois verticales plaqueopaques 50 de pltre 0,03 1,5

Parois vitres 25 verre 0,02 0,5

Plafond 50 plaque 0,03 1,5de pltre

4,5 m2

Dure de rverbration Tr (s) 4 s

Cet exemple montre que lutilisation dun systme absorbant base de laine minrale conduit une augmentation de lairedabsorption. La dure de rverbration moyenne est divise par10 (on passe dun Tr denviron 4 s un Tr de 0,4s).

(1) Valeur de s une frquence donne.

(2) Valeur de A une frquence donne.

SurfaceNature aas(1)

Aire dabsorption A(m2) (m2) (2)

Sol 50 carrelage 0,02 1,0

Parois verticales 50 paroi avec 0,90 45,0opaques absorbant

laine de verre

Parois vitres 25 verre 0,02 0,5

Plafond 50 plaque 0,03 1,5de pltre

48,0 m2

Dure de rverbration Tr (s) 0,4 s

Aire dabsorption Matriau Surface consacrer A = 1/4 de la surface absorbant au matriau absorbant

aaw S = A/aaw5 m2 0,2 25 m2

Aire dabsorption Matriau Surface consacrerA = 1/4 de la surface absorbant en laine au matriau absorbant

de verre type Panolne S = A/aawFaadier 85 mm

aaw5 m2 0,9 5,5 m2

Situation initiale

Situationcorrige

SAVOIRLordre de grandeur dun temps de rverbration, entre0,5 et 1 seconde, convient pour la majorit desapplications. Entre 1 et 2 secondes, le local estrverbrant. Au-dessus de 3 secondes, le local est trsrverbrant et souvent inconfortable.

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La dcroissance spatialeLa dcroissance spatiale L par doublement de distance est unindicateur utile pour caractriser la correction acoustique desbtiments industriels en particulier.

nEn champ libreEn champ libre (absence de parois rflchissantes), le niveausonore dcrot de 6 dB chaque fois que la distance par rapport la source double.

nEn champ rverbrLe niveau de bruit diffrentes distances de la source estmesur dans le local. partir de ces mesures, on trace la droite de rgression linaire de ces niveaux en fonction du doublement de la distance (rfrence au cas idal en champ libre). La pente obtenue donne la valeur de dcroissance spatiale dans le local. Plus la valeur de la dcroissance spatiale est importante, meilleure est la correction acoustique du volume.

Gain apport par labsorption des paroisPour un local donn, la dcroissance spatiale varie en fonctiondes coefficients moyens dabsorption des parois.

Pour une distance donne du rcepteur la source, on peut lire sur le graphique lcart DL entre lune des courbes de dcroissance et le champ libre. La solution optimale est celle qui prsente le DL minimal.

Influence de la gomtrie des locaux sur la dcroissance spatiale

a Local petit: llaarrgg//hhaauutt > 33d Dcroissance en champ libre

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6 dB

6 dB

4 m

2 m

1 m

a

bc

Solutions de traitementacoustique

Pour les locaux o la correction est ncessaire, et en particulierpour les toitures ou sous-toitures existantes, quelques solutionspratiques existent sous forme de baffles, plafonds ou crans.

nLa mise en place de baffles acoustiquesCeux-ci sont prsents avec ou sans cadre selon le matriauisolant en laine minrale qui le compose et laspect de finition.Le nombre de baffles doit tre dtermin en fonction de lairedabsorption quivalente ncessaire. Cette valeur est tablie par un acousticien et dpend de lemplacement des baffles.Pour le choix du produit en laine minrale, voir tableaux des awet as pages 144-145.

nLa mise en place dun faux plafondabsorbant

Cette solution sapplique sur toute ou partie du plafond dans lecas des toitures o lisolation thermique a dj t ralise, ainsique le traitement ventuel des risques de condensation. Un faux plafond mis en uvre selon le DTU 58.1 norme NFP 68-203, et ayant de bonnes performances acoustiques, permet dediminu

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acoustique_mémo isover