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Bruxelles Environnement Définitions et évaluation du bruit Manuel VAN DAMME Acoustical Expert VK Group Formation Bâtiment Durable : Acoustique : conception et mise en œuvre

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Bruxelles Environnement

Définitions et évaluation du bruit

Manuel VAN DAMME

Acoustical Expert – VK Group

Formation Bâtiment Durable :

Acoustique : conception et mise en œuvre

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Objectif(s) de la présentation

● Evaluer et définir :

● l’intensité d’un bruit

● La hauteur d’un bruit

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Intensité d’un bruit,

Hauteur d’un bruit, intervalles de fréquences,

Evaluation d’un bruit : le dB et le dB(A),

Les règles de calcul en dB,

Niveaux acoustiques équivalent, maxima et

fractiles, courbes NR.

Plan de l’exposé

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= onde acoustique résultant de la vibration de l’air due à une suite de

pressions et de dépressions

Dans l’air à 20°C : 340 m/sec

Milieu nécessaire au transport

En un point de l’onde, la pression fluctue un certain nombre de fois

par seconde (fréquence) autour de la pression atmosphérique.

Deux aspects : l’intensité et la hauteur.

Bruit

Définitions

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Niveau d’intensité d’un bruit

Intensité :

- difficilement accessible

- varie avec le carré de la pression

Rapport p²/p0² remplace I/I0

²

²lg10lg20

00p

p

p

pL

p

L’unité utilisée est le décibel (dB).

p = pression acoustique en pascal (Pa),

p0 = pression acoustique de référence égale à 20

Pa (2 x 10-5Pa)

Exemple:

Un klaxon émet un bruit de 100 dB, ceci correspond à une

variation de pression de 2 Pa par rapport à la pression de

référence.

Définitions

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En un point de l’onde, la pression fluctue un certain nombre de fois par seconde autour de la pression

atmosphérique.

La pression acoustique en ce point est la différence entre :

- la pression atmosphérique et

- la pression de l’air en présence d’ondes acoustiques.

Niveau de pression acoustique d’un bruit

Définitions

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Echelle des niveaux de pression acoustique

L’échelle des niveaux de pression est logarithmique car :

- “Loi” de Weber-Fechner,

- Echelle linéaire trop étendue :

Définitions

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Hauteur

Défini par la fréquence (nombre de fluctuations de la pression autour de la pression atmosphérique ou de

périodes par seconde en Hertz) : sons graves (basses fréquences) sons aigus (hautes fréquences).

20 Hz 15.000 Hz U

ltra

-so

ns

Infr

a-s

on

s

Spectre audible

Niveau Sonore

(dB)

Fréquence (Hz)

Grave Aigu

Tf

1

f

ccT

Définitions

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Fréquences médianes

Ou Fréquences centrales

Bandes de fréquences d’un tiers d’octave

& Bandes de fréquences d’octave

Graves : 125 Hz et 250 Hz

Mediums : 500 Hz et 1000 Hz

Aiguës : 2000 Hz et 4000 Hz

Problèmes d’isolation acoustique :

(50 Hz) 100 Hz à 5000 Hz

Définitions

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Fréquences médianes

Définitions

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Spectre d’un bruit

Niveau en fonction de la fréquence.

Représentation stricte : histogramme

Représentation courante

Définitions

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0

20

40

60

80

100

120

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 Global

Niv

eau

(d

B)

Fréquence (Hz)

Spectre d’analyse en tiers d’octave et niveau global

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Définitions

Variation de l’intensité avec la fréquence

“L’oreille n’entend pas avec la même force deux sons de fréquences différentes qui ont la même

intensité physique ou le même niveau de pression acoustique.”

Courbes de Fletcher et Munson (1930)

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Définitions

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Evaluation de l’intensité des bruits

Pondération des intensités des bruits

Pondérations A, B, C : issues des courbes de Fletcher, en fonction du niveau (40 dB, 70 dB, 100 dB)

Pondération D : surtout pour les bruits d’avions

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Evaluation de l’intensité des bruits

Calcul du niveau d’intensité A des bruits (LA)

Mesure en dB, pondération par bandes de

fréquences

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Evaluation de l’intensité des bruits

Le “sono”-“mètre”

Pondérations A, B, C : mesure de la sensation réelle (sonie).

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Evaluation de l’intensité des bruits

Règles de sommation de niveaux

Méthode graphique approchée

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Evaluation de l’intensité des bruits

Conséquences

60 ‘+’ 60 = 120 dB

60 ‘+’ 60 = 63 dB

Et… 70 ‘+’ 60 = 70 dB

Règles de sommation de niveaux

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0

20

40

60

80

100

120

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 Global

Niv

ea

u (

dB

)

Fréquence (Hz)

Spectre d’analyse en tiers d’octave et niveau global

p

LLL

L

pnpp

)10...1010log(10 101010

21

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Transformation d’un spectre (octave vers tiers d’octave et dB(L) vers dB(A) )

Fréquences en Hz dB(L) en 1/3 d'octave dB(L) en bande d'octave dB(A)

100 66

125 66 70.8 54.8

160 66

200 65

250 65 69.2 60.7

315 63

400 62

500 61 66.1 63.1

630 61

800 61

1000 60 64.8 64.8

1250 59

1600 59

2000 58 62.6 63.6

2500 56

3150 54

4000 52 57.1 58.1

5000 50

Valeur Totale en dB 74.7 69.8

dB(L) dB(A)

Evaluation de l’intensité des bruits

Attention ! Tiers d’octave Octave (3x plus d’énergie)

Règle arrondie : + 10 log 3 = 4.77 dB

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Evaluation de l’intensité des bruits

Courbes NR d’évaluation du bruit

NBN 576-11:1970 - Acoustique - Courbes d’évaluation

du bruit

Noise Rating

Valables pour des sons de bandes = gêne

Numéro = ordonnée à 1000 Hz

Attention ! Tiers d’octave Octave

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Evaluation de l’intensité des bruits

Courbes NR d’évaluation du bruit

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

110

115

120

125

130

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

dB

(L)

Fréquences en Hz

NR 100

NR 80

NR 60

NR 40

NR 20

f

(Hz)

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Lp

(dB)

39 40 43 42 41 35 26 20 18

Position du point le plus haut :

Inférieur à la courbe NR40

Exemple :

mesure au sonomètre en bandes d’octaves :

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Evaluation de l’intensité des bruits

Relation entre dB(A) et NR

En pratique :

5 NRL

A

Exemple :

On spécifiera qu’un bruit de ventilation ne doit pas dépasser :

le niveau de 35 dB(A)

ou

les valeurs de niveau par bande d’octave indiquées par la courbe NR 30

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Niveau équivalent LAeq = Energie totale produite par un bruit pendant une période T.

Niveau de bruit qui développerait la même énergie s’il était constant = niveau équivalent.

Halle 5-bij huizen Leq 125ms A dB dB17/06/97 00h26m32s625 54.7 17/06/97 00h28m20s250 54.3

verkeer verkeer2 verkeer3 verkeer4 verkeer5

referentiestuk Résiduel

10

20

30

40

50

60

70

80

90

00h25 00h26 00h27 00h28 00h29 00h30 00h31 00h32

referentieperiode

V erkeerslawaai

(passage auto)

Période T

Evolution signal

Niveau équivalent sur la période T pondéré A : LAeq,T

Evaluation de l’intensité des bruits

Niveau maximal pondéré A : LAsmax

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Evaluation de l’intensité des bruits

Niveau équivalent

Niveau d’intensité qui développerait la même énergie s’il

était constant = niveau équivalent.

Lx = Niveau Lp dépassé pendant x% du temps de mesure

L10 ou LA10 : représente les pointes de bruit

L90 ou LA90 : représente le bruit de fond

Niveaux fractiles

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Trois normes reconnues dans tous les pays :

CEI 60651, CEI 60804 et CEI 61672

Classes de précision : 0, 1, 2 et 3

Pondérations fréquentielles A, B, C

Pondérations temporelles I(35ms), F(125ms), S(1000ms),

Niveau LAeq,T

Niveau maximal LAFMax, LASMax,

Niveaux acoustiques fractiles LAFN,T

Les appareils de mesure du bruit

Les sonomètres

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ACOUSTIQUE PRATIQUE – J. Desmons – EDIPA, Paris – 2004.

BOUWAKOESTIEK – B. Ingelaere – Wetenschappelijk en

Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf, Limelette – 2002.

Articles et conférences du CSTC 2001-2014 – www.cstc.be –

www.normes.be

INITIATION A L’ACOUSTIQUE – A. Fischetti – BELIN, Paris –

2003.

Outils, sites internet, etc… intéressants :

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Contact

Manuel VAN DAMME

Acoustical Expert

Coordonnées :

: 0478/98.98.42

E-mail : [email protected]