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PROJET DE FIN D’ETUDES Modélisation acoustique dans une opération de

réhabilitation, cas particulier des planchers

Etudiante : BONTEMPS Céline

Professeur encadrant : KAYSER Yves

Tuteur entreprise : ANTOINE Julien

11/06/2012

Céline BONTEMPS | Modélisation acoustique dans une opération de réhabilitation, cas particulier des planchers

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Table des matières 1. REMERCIEMENTS............................................................................................................................. 4

2. INTRODUCTION ............................................................................................................................... 5

3. PRESENTATION DE L’ENTREPRISE ET DU PROJET ............................................................................ 6

3.1. Présentation de l’entreprise .................................................................................................... 6

3.2. Historique du site .................................................................................................................... 7

3.3. Présentation des travaux ......................................................................................................... 8

4. ETUDE REGLEMENTAIRE ................................................................................................................ 12

4.1. Evolutions de la réglementation acoustique ......................................................................... 12

4.2. Les façades ............................................................................................................................ 13

4.3. L’isolement aux bruits aériens............................................................................................... 14

4.4. Les bruits de chocs ................................................................................................................ 15

4.5. Les bruits d’équipements ...................................................................................................... 16

4.6. Acoustique interne ................................................................................................................ 16

4.7. Chaufferie .............................................................................................................................. 17

5. MOYENS ET METHODES ................................................................................................................ 18

5.1. Moyens à disposition ............................................................................................................. 18

5 .1.1. Loi de masse .................................................................................................................. 18

5.1.2. Loi de masse-ressort-masse .......................................................................................... 18

5.1.3. Acoubat......................................................................................................................... 19

5.1.4. Etude de cas .................................................................................................................. 19

5.2. Méthodologie ........................................................................................................................ 23

6. CAS PARTICULIER DES PLANCHERS ................................................................................................ 24

6.1. Recensement des planchers existants .................................................................................. 24

6.2. Essai in situ ............................................................................................................................ 28

6.2.4. Essai in situ et calcul de R’ ............................................................................................. 28

6.2.5. Influence de quelques paramètres ................................................................................ 31

6.3. Utilisation de la loi masse-ressort-masse .............................................................................. 34

6.3.1. Nervures en béton ........................................................................................................ 34

6.3.2. Hourdis briques ............................................................................................................. 36

6.3.3. Plancher en bois ............................................................................................................ 36

6.4. Utilisation d’autres méthodes ............................................................................................... 37

6.4.1. Plancher équivalent présent dans Acoubat .................................................................. 37


3

6.4.2. Cahier du CSTB .............................................................................................................. 39

6.4.3. La certification Qualitel ................................................................................................ 41

6.5. Modélisation avec Acoubat ................................................................................................... 42

6.5.1. Schémas des planchers finis et des configurations ....................................................... 42

6.5.2. Les limites d’Acoubat..................................................................................................... 44

6.5.4. AcouSYS ......................................................................................................................... 46

6.6. Résumé de la méthode (arbre décisionnel) .......................................................................... 51

7. DEUX POINTS SINGULIERS ............................................................................................................. 52

7.1. Le double mur........................................................................................................................ 52

7.1.4. Présentation du sujet .................................................................................................... 52

7.1.5. La méthode théorique ................................................................................................... 53

7.1.6. Le référentiel de la certification Qualitel ...................................................................... 54

7.1.7. Conclusion ..................................................................................................................... 55

7.2. L’évacuation des Eaux Vannes .............................................................................................. 56

7.2.4. Explication de la démarche ........................................................................................... 56

7.2.5. L’expérience .................................................................................................................. 58

7.2.6. Les résultats et l’analyse ................................................................................................ 60

7.2.7. La conclusion ................................................................................................................. 64

8. CONCLUSION ................................................................................................................................. 65

9. GLOSSAIRE ..................................................................................................................................... 66

10. BIBLIOGRAPHIE .......................................................................................................................... 67

11. TABLES DES ILLUSTRATIONS ...................................................................................................... 68

12. ANNEXE ..................................................................................................................................... 70


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1. REMERCIEMENTS

Dans un premier temps, je tiens à remercier l’ensemble des collaborateurs et des compagnons de

Pertuy Construction avec qui j’ai eu le plaisir de travailler. Je citerai particulièrement :

M Eric CANON, directeur d’exploitation Bâtiment Alsace, et M Julien ANTOINE, chef de service

adjoint travaux, sans qui je n’aurais jamais obtenu ce stage. Ils m’ont donné tous les moyens

matériels nécessaires au bon déroulement de mon projet de fin d’études et ils m’ont donné cette

formidable opportunité d’intégrer le monde de l’entreprise.

M Philippe LOGETTE, ingénieur principal travaux, pour m’avoir accueilli chaleureusement dans son

équipe. Il a, malgré son emploi du temps, toujours été à l’écoute de mes besoins. M Jean-Baptiste

AUBERT et M Julien DEIBER, ingénieurs travaux, qui ont pris le temps de répondre à mes nombreuses

questions.

M Daniel KHIEL et M Adelino MIRANDA, chefs de chantier, qui se sont toujours rendus disponibles

pour expliquer et transmettre leurs connaissances du terrain.

M Guillaume MICHEL, chef de service technique pour m’avoir consacré beaucoup de temps et

m’avoir permis d’effectuer de nombreux essais acoustiques. Il m’a également encouragé dans mes

recherches malgré des résultats pas toujours concluants.

Dans un second temps, je tiens à remercier chaleureusement mon tuteur école, M Yves KAYSER,

acousticien cogérant, pour m’avoir suivi et consacré du temps au cours de ce projet. Il s’est toujours

rendu disponible pour répondre à mes questions et a su faire partager son expérience d’acousticien.

Et finalement je voudrais remercier les partenaires de Pertuy Construction avec lesquels j’ai pu

échanger, et particulièrement l’entreprise ASC qui a été enthousiaste pour effectuer des travaux

innovants.


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2. INTRODUCTION

Effectuer une réhabilitation n’est jamais une chose aisée puisque nous ne savons pas exactement

comment le bâtiment a été construit et avec quels matériaux. Malgré ces inconnues majeures, nous

devons quand même trouver des solutions techniques afin que le bâtiment réponde à la

réglementation en vigueur. Lors de mon étude acoustique de la réhabilitation de la clinique

BETHESDA à Strasbourg je me suis rendu compte de la difficulté à modéliser les planchers atypiques

de cette clinique. En effet, l’histoire particulière de ce bâtiment a engendré une multitude de

structures de planchers inhabituelles. Ainsi la difficulté de l’étude acoustique était d’apprécier le

niveau de performance des différents planchers existants et d’en prescrire le complément pour

atteindre un niveau de conformité vis-à-vis des bruits aériens et du bruit de chocs.

Dans un premier temps j’étudierai la réglementation en vigueur, ce qui me permettra d’étudier

l’acoustique globale de la clinique. Ensuite j’essayerai de modéliser les planchers atypiques de

l’ancienne clinique. Cependant de par la multiplicité des types de planchers existants, l’étude se

portera sur trois planchers et ne concernera que la conformité vis-à-vis des bruits aériens. Puis je vais

essayer de modéliser ces planchers avec le logiciel d’acoustique le plus utilisé, Acoubat.

Dans un second temps j’étudierai un cas concret d’acoustique rencontré lors des travaux de

démolition : un double mur. Un mur que nous pensions porteur s’est avéré être un double parement

en brique espacé par un plénum de 13cm. D’un point de vue acoustique, faut-il le détruire ?

Pour finir j’effectuerai un essai de recherche concernant un point sensible au regard de

l’acoustique : les évacuations des eaux usées. A l’heure actuelle, les gaines techniques sont

entourées de plusieurs plaques de plâtre avec de la laine minérale. Ce traitement coute cher et je

voudrais savoir si en inclinant les tubes en PVC il serait possible de diminuer le niveau de traitement

acoustique.


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3. PRESENTATION DE L’ENTREPRISE ET DU PROJET

3.1. Présentation de l’entreprise

"Filiale de Bouygues Construction implantée dans le grand Est de la France, Pertuy

Construction est une entreprise régionale de référence dans le secteur de la construction.

Notre entreprise bénéficie des potentiels humains et techniques d’un grand groupe alliés à

une forte implantation régionale.

Ses compétences s’expriment dans les domaines de l’industrie, de la logistique, de

l’environnement et de l’énergie, des équipements publics, du logement social et résidentiel, ou

des programmes de réhabilitation. »

Pierre-Louis Daniel, Directeur Général de Pertuy Construction

Pertuy Construction développe son activité autour de trois métiers majeurs :

- Bâtiment

Pertuy conçoit, construit, rénove et réhabilite tous les types de locaux. De l’habitat à l’hôpital, en passant par les bureaux, les gendarmeries, les maisons de retraite… chaque offre développée par Pertuy comprend des solutions techniques et des services qui garantissent à chaque client la construction d’un projet qui répond à ses attentes.

- Industrie et Environnement

Le territoire du grand Est se caractérise à la fois par une forte tradition industrielle et une situation géographique propice à l'implantation de nouveaux acteurs économiques. Pertuy Construction accompagne les acteurs publics ou privés qui ont choisi de construire sur notre territoire des entrepôts logistiques, des équipements ou des bâtiments industriels, des infrastructures liées à l’environnement…

- Développement immobilier

La filiale Cirmad Est développe une offre globale en phase avec l’évolution du marché. Cette activité de développement immobilier permet aux clients de profiter de l’expertise et du réseau de Bouygues pour concrétiser leurs projets et améliorer le niveau de leurs équipements.

Cirmad Est réalise le repérage de fonciers disponibles, les études de faisabilité, la programmation, le montage juridique des dossiers, l’optimisation administrative et financière, la réalisation clés en main.

Pertuy Construction est une entreprise régionale qui bénéficie du savoir-faire d’un grand groupe ce qui lui permet d’étudier différents types d’appels d’offres : Conception/réalisation, entreprise générale, corps d’états séparés ou Partenariat Public Privé.

http://www.pertuy-construction.com/new/index.php/nos-savoir-faire/developpement-immobilier


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3.2. Historique du site

L’ancienne Clinique Bethesda comprend plusieurs bâtiments construits au cours du XXème siècle.

Les bâtiments les plus anciens ont été construits en 1910 le long du cours d’eau, suivant un plan en V

très ouvert parallèle au cours d’eau. La zone centrale dans laquelle étaient le monte-malade,

l’ascenseur et une des cages d’escaliers a été reconstruite en 1946-1947 suite aux bombardements

subis pendant la 2ème Guerre Mondiale.

Ils ont fait l’objet :

- d’une extension vers le Nord-Est réalisée en 1953, du type sous-sol + rez-de-chaussée + 3 étages + combles + surcombles,

- d’extensions vers le cours d’eau réalisées plus récemment, du type sous-sol (avec vue sur le cours d’eau) + rez-de-chaussée, abritant essentiellement une cuisine collective, un restaurant, une chapelle, des locaux sociaux et des locaux administratifs.

En 1976, de nouveaux bâtiments ont été construits le long du boulevard Jacques Preiss. Il s’agit :

- du bâtiment du type sous-sol + rez-de-chaussée + 5 étages + attique, à l’angle de la rue du Général Ducrot (désigné le « Cube »),

- de l’entrée principale au rez-de-chaussée, sur un sous-sol général qui permet d’accéder au sous-sol du bâtiment précédent ainsi qu’au sous-sol des bâtiments plus anciens,

- de la dialyse, située au niveau du sous-sol, à l’arrière de l’entrée principale, recouverte par une toiture-terrasse plantée.

Figure 1: Photo du bâtiment en 1889

A noter que l’entrée principale et la dialyse ont été restructurées en 1999.

L’ensemble de ces bâtiments sont destinés à recevoir la Résidence pour Personnes Agées (RPA), des

logements et des zones de parkings.


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Figure 2: Vue du ciel de BETHESDA avant les travaux

Concernant l’historique du projet,

En juin 2010, le projet du maître d’ouvrage NEOLIA concernait la réalisation d’un EPHAD

(Etablissement d’Hébergement pour Personnes Agées Dépendantes). Hors celui-ci n’a pas réussi à

atteindre un équilibre financier (à l’aide de subventions) et il a dû être abandonné en janvier 2011.

Ainsi le montage du projet actuel, c’est à dire la création de 119 logements, a été effectué dans un

laps de temps très court, et la signature du début des travaux a été faite en avril 2011. Ainsi en

septembre 2011, les travaux de maçonnerie ont pu commencer.

La réhabilitation de la clinique de BETHESDA s’est effectuée via un groupement, en conception-

réalisation, composé de Pertuy Construction, SERUE (bureau d’étude) et GKG (architecte), où Pertuy

est mandataire.

3.3. Présentation des travaux

C’est l’ancien propriétaire qui a fait le déménagement et l’évacuation des anciens équipements.

Pertuy a donc récupéré des locaux vides et a ainsi commencé les travaux en avril 2011. La première

phase fut une période de démolition, de curage et de désamiantage.

Certaines parties existantes ont été démolies, à savoir :

- Le fleuriste (1)

- Le hall d’entrée de la clinique et les anciennes salles d’opérations (2)

- Une partie de l’ancienne clinique (3)

- Une partie du mur de clôture (4)

- Un arbre (5)


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Figure 3: Illustration des démolitions effectuées

Figure 4: Représentation des zones du projet


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Puis trois bâtiments et un parking en sous-sol ont été construits :

- Le bâtiment 1, aussi appelé bâtiment A, est composé de 4 étages permettant la construction de

13 logements et d’un sous sous-sol qui servira de parking

- Le bâtiment 2, aussi appelé Bâtiment E est composé de 3 étages dont le sous-sol et le rez-de-

chaussée serviront de parking. Il y aura 4 logements dont deux en duplex au dernier étage.

- Le bâtiment 3, aussi appelé Bâtiment F est composé de 3 étages dont le sous-sol et le rez-de-

chaussée serviront de parking. Il y aura 4 logements dont deux en duplex au dernier étage.

- L’espace entouré en vert est la délimitation du parking, il comprendra 81 places sur deux étages

Parallèlement la réhabilitation s’effectue et elle concerne les bâtiments B, C, D, le plateau d’activité

ainsi que la Résidence Personnes Agrées RPA (ou cube). Le plateau d’activité donne sur l’Aar. Les

bâtiments B, C, D et RPA sont transformés en logements. La RPA est un bâtiment ayant une structure

« moderne » c’est-à-dire un réseau de poteaux poutres ainsi qu’un noyau central porteur. Tandis que

les bâtiments B, C et D, qui sont les plus anciens, ont des façades porteuses.

Concernant les accès futurs, il y en aura un spécifique au plateau d’activité (1er accès piéton), un

autre pour pour tous les logements (2ème accès piéton). Ce dernier respectera la loi PMR (loi du 11

février 2005 concernant l’accès pour les handicapés), c’est pour cela qu’il y aura un « jeu » de rampe

sur toute la longueur de l’accès afin de compenser le décalage altimétrique entre le trottoir et les

halls d’entrées.


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L’accès au parking du sous-sol s’effectuera via une rampe à côté de la RPA (1er accès carrossable).

L’accès au parking enterré du rez-de-chaussée se trouvera entre les bâtiments E et F. Ce parking

comprendra 15 places, tandis que celui en sous-sol en comprendra 66.

En juin 2010, le projet consistait en la réalisation d’un Etablissement d’Hébergement pour Personnes

Agées Dépendantes EPHAD, il n’y avait donc pas de changement de destination et du point de vue

réglementaire, il n’était pas nécessaire de répondre aux nouvelles normes. Hors le projet a dû être

abandonné au profit de la réalisation de 119 logements. Ainsi les locaux vont changer de destination

et il faut répondre aux nouvelles normes acoustiques. En somme, le problème de l’acoustique est

arrivé très en retard par rapport à l’étude du projet. Il a ainsi fallu trouver très rapidement des

solutions acoustiques sachant que l’historique du site compliquait la tâche puisque nous avions une

multitude de structures de planchers existants.

Dans un premier temps nous allons étudier la réglementation afin de connaitre les exigences

acoustiques nécessaires. Ensuite nous allons tenter de trouver un moyen de connaître les

performances acoustiques des planchers inconnus.


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4. ETUDE REGLEMENTAIRE

En juin 2010 il était question de transformer la clinique BETHESDA en établissement d’hébergement

pour personnes âgées dépendantes. Ce projet ne vit pas le jour et la clinique Bethesda fût

transformée en 119 logements. Les bâtiments faisant l’objet d’un changement de destination, la

réglementation acoustique des logements sera applicable comme pour une opération neuve. Ce

programme de modification de l’ancienne clinique de BETHESDA en 119 logements n’est soumis à

aucun label qui engendrerait de nouvelles performances acoustiques. Ainsi ce projet est soumis à la

réglementation en vigueur.

4.1. Evolutions de la réglementation acoustique

Avant 1969, il n’existait aucune réglementation acoustique imposée aux constructeurs. Ce n’est qu’à

cette date, à l’aide de la circulaire du 14 juin, que la première réglementation acoustique vit le jour.

Elle fixe des valeurs minimales d’isolement acoustique d’un appartement à l’autre au sein d’un

même immeuble et des valeurs maximales de bruits de chocs et d’équipements. Tous ces objectifs

sont en dB(A). Ce n’est qu’avec l’arrêté du 6 octobre 1978 qu’une réglementation impose un

minimum d’isolement contre les bruits de l’espace extérieur. Malheureusement ces seuils restent

très en deçà d’un confort auditif.

C’est pour cela qu’une Nouvelle Réglementation Acoustique française plus sévère vit le jour, la NRA.

Cette dernière, datant du 28 octobre 1994, impose un isolement minimum de 30 dB(A) contre les

bruits extérieurs et une absorption acoustique dans les circulations communes.

En 1999, la NRA fut adaptée à la réglementation européenne et ainsi les seuils minimums sont

désormais fixés en dB, sauf pour l’isolement aux bruits route et pour les bruits d’équipements qui

restent en dB(A).

Enfin en 2003, trois arrêtés traitent du bruit dans les établissements d’enseignement, de santé et

dans les hôtels.

Il est à signaler que Pertuy Construction, en tant qu’entrepreneur général, a une obligation de

résultat. Cela signifie qu’à la fin du chantier des essais in situ sont effectués et que si les résultats ne

respectent pas la réglementation, l’entreprise doit à sa charge effectuer les travaux de mise en

conformité.

Enfin, les bâtiments de Bethesda faisant l’objet d’un changement de destination, la réglementation

acoustique des logements sera applicable comme pour une opération neuve.


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4.2. Les façades

L’arrêté du 30 juin 1999 impose un isolement acoustique standardisé minimal de 30 dB(A) vis-à-vis

d’un bruit d’origine routière ou ferroviaire. Cependant l’arrêté du 30 juin 1996 exige des isolements

plus importants lorsque les bâtiments sont construits dans une zone sensible. Ces dernières sont

déterminées en fonction du classement des infrastructures de transport terrestre fixé dans chaque

département par arrêté préfectoral ainsi que de la situation des façades par rapport à la source de

bruit (les infrastructures).

Dans notre cas, seul le Boulevard Jacques Preiss est classé au niveau routier et il n’y a aucun autre

classement qui influerai le site, ni couloir routier, ni ferroviaire. Le boulevard est considéré comme

une rue en U car il y a des immeubles de part et d’autre du boulevard, (cf figure 5), et est classé en

catégorie 3. Cela signifie que le niveau de référence Laeq (dB), en période diurne est compris entre

70 et 76 dB, tandis qu’en période nocture, Laeq est compris entre 65 et 71 dB. De plus, le rayon

affecté par le bruit est de 100m.

Catégorie de l’infrastructure

Niveau sonore de référence Laeq (dB)

période diurne

Niveau sonore de référence Laeq (dB)

période nocturne

Largeur maximale des secteurs affectés par

le bruit de part et d’autre de

l’infrastructure

3 70 < Laeq ≤ 76 65 < Laeq ≤ 71 100 m

Figure 5: Schéma d'une rue en U

La réglementation nous donne pour valeur de l’isolement minimal des façades pour les rues en U :

Façades Localisation Isolement minimal DnAT dB(A)

Le long du boulevard Boulevard Jacques Preiss 38 Façade latérales Façade perpendiculaire au

Boulevard Jacques Preiss 35

Façades arrière Les autres façades 30

L’isolement des façades est indiqué dans l’annexe 1 sur un plan de masse du projet.


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4.3. L’isolement aux bruits aériens

L’Arrêté du 30 juin 1999, relatif aux caractéristiques acoustiques des bâtiments d’habitations, classe

dans l’article premier les pièces suivantes :

L’article 2 définit les valeurs de l’isolement réglementaire comme suit :

Figure 6: Extrait de l'arrêté du 30 juin 1999, Art 1er: Définitions des locaux

Figure 7: Extrait de l'arrêté du 30 juin 1999, Art 2


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Ce qui donne pour les zones d’habitations :

Local d’émission Local réception Valeur réglementaire dB

Circulation commune Pièce principale 53 Circulation commune Cuisine, salle d’eau 50

Garage Pièce principale 55 Garage Cuisine, salle d’eau 52

Local d’activité Pièce principale 58 Local d’activité Cuisine, salle d’eau 55

Logement Pièce principale 53 Logement Cuisine, salle d’eau 50 Combles Logements 58

4.4. Les bruits de chocs

L’article 4 de l’arrêté du 30 juin 1999 donne pour les bruits de choc standardisé, L’nTw :

Local d’émission Local réception Chocs L’nTw (dB)

Tous Tous 58

Il n’y a pas de valeurs réglementaires quand le local de réception est l’escalier ou des locaux

techniques (chaufferie par exemple).

Il est à signaler que dans le contrat, l’enveloppe du plateau d’activité doit être réalisée, mais aucun

lot de finition n’a été prévu pour cette zone. Nous n’avons donc pas à nous préoccuper du bruit de

chocs entre le plateau d’activité au rez-de-chaussée et celui au sous-sol.

D’après Acoubat, le revêtement de sol pour la RPA devra présenter un delta Lw d’au moins 16 dB.

Nous avons pris un revêtement de sol ayant un delta Lw de 19 dB.

Figure 8: Extrait de l'arrêté du 30 juin 1999, Art 2


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4.5. Les bruits d’équipements

D’après l’article 5, le niveau de pression acoustique normalisé LnAT, des appareils individuels de

chauffage ou de climatisation ne doivent pas dépasser 35 dB(A) dans les pièces principales et 50

dB(A) dans la cuisine, à l’exception d’une cuisine ouverte sur un salon qui est considérée comme une

pièce principale.

D’après l’article 6, le niveau de pression acoustique normalisé, LnAT, d’une installation collective de

ventilation ou de climatisation, ainsi qu’un équipement collectif (ascenseur, chaufferies, sous-station

de chauffage) ne doivent pas dépasser 30 dB(A) dans les pièces principales et 35 dB(A) dans les

cuisines de chaque logement, bouches d’extraction comprises.

D’après ce même article, LnAT du bruit engendré par des équipements individuels tel que les

appareils sanitaires ne doivent pas dépasser 30 dB(A) dans les pièces principales et 35 dB(A) dans les

cuisines des autres logements.

Acoubat nous certifie que le traitement des gaines techniques des cloisons en placoplâtre de type D

72/48 avec un Rw+C de 43 dB suffit.

4.6. Acoustique interne

D’après l’article 3 de l’arrêté du 30 juin 1999, « L’aire d’absorption équivalente des revêtements

absorbants disposés dans les circulations communes intérieures au bâtiment doit représenter au

moins un quart de la surface au sol de ces circulations » soit :

A = Sm * αw > 0,25*Ssol

Avec A : aire d’absorption équivalente ‘un matériau en m²

Sm : surface du revêtement absorbant en m²

αw : indice d’absorption acoustique pondéré d’un matériau

Ssol : Surface au sol de la circulation en m²

C’est ainsi que pour la RPA, les circulations communes auront un faux-plafond (soit Sm=Ssol) avec un

αw = 0,70, donc nous respectons largement la réglementation.


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4.7. Chaufferie

Construire des logements dans lesquels on n’entend aucun bruit, ni la route, ni les voisins, ni les

évacuations des eaux sont très bien. Cependant ce n’est pas suffisant. Il faut également vérifier que

le bâtiment ne va pas émettre du bruit et gêner les voisins. Et dans notre cas, la présence d’une

chaufferie peut entrainer des nuisances sonores.

D’après l’article R 1334-31 du décret du 31 août 2006 relatif à la lutte contre les bruits de voisinage

et modifiant le code de la santé publique, « Aucun bruit particulier ne doit, par sa durée, sa

répétition ou son intensité, porter atteinte à la tranquillité du voisinage ou à la santé de l’homme,

dans un lieu public ou privé, qu’une personne en soit elle-même à l’origine ou que ce soit par

l’intermédiaire d’une personne, d’une chose dont elle a la garde ou d’un animal placé sous sa

responsabilité. »

Pour notre chaufferie il ne faut pas que le bruit qui y émerge soit supérieur à 5dBA en période diurne

et 3dBA en période nocturne. Le quartier où se situ le chantier est une zone pavillonnaire très calme.

Ainsi je prends l’hypothèse d’un niveau de bruit équivalent pour la nuit de 35 dBA. Si la nuisance de

bruit était plus importante nous aurions du effectuer des essais acoustique sur 24h afin de connaitre

le niveau de bruit équivalent du quartier. Dans notre cas, nous mettrons en place des pièges à son

pour la ventilation haute et basse de la chaufferie et nous réaliserons une chape acoustique.


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5. MOYENS ET METHODES

5.1. Moyens à disposition

Afin d’étudier l’acoustique d’un bâtiment il existe plusieurs grands principes pour s’isoler du bruit.

5 .1.1. Loi de masse

Principe : « Plus une paroi est lourde plus elle isole vis-à-vis des bruits aériens »

Vis- à-vis d’un bruit rose, la formule est :

Ms < 150 kg/m² => Rw + C = 17 log (ms) +3

Ms > 150 kg/m² => Rw + C = 40 log (ms) – 47

Avec ms : masse surfacique en kg/m²

Par exemple pour une dalle béton de 13 cm d’épaisseur, soit une masse surfacique 338 kg/m² on

obtient un Rw+C=54dB et pour une dalle de 20cm d’épaisseur on obtient un Rw+C= 61 dB

5.1.2. Loi de masse-ressort-masse

Le principe est d’effectuer une association de deux parois de masses

différentes, reliées entre elles par un amortisseur, cela permet d’améliorer

l’affaiblissement de l’ensemble et cela est plus efficace en termes d’isolation

acoustique qu’une paroi de même masse. Cependant à la fréquence de

résonance les caractéristiques chutent. Donc ces systèmes sont étudiés pour

que leur fréquence critique sorte du domaine audible (125Hz à 4000Hz).

Le ressort peut être constitué d’une simple lame d’air ou

d’air rempli de laine minérale.

L’indice d’affaiblissement des systèmes masse-ressort-

masse peut être calculé théoriquement, ce que je ferais

ultérieurement dans le rapport, mais généralement il est

testé en laboratoire et donné par les fabricants.

Figure 9: illustration de la loi masse-ressort-masse

Figure 10: A épaisseur équivalente, le principe masse-ressort-masse est plus performant


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5.1.3. Acoubat

Acoubat est un logiciel très utilisé dans le monde de l’acoustique. Il a été développé par le Centre

Scientifique et Technique du Bâtiment CSTB et permet de calculer les isolements bruts et normalisés

aux bruits aériens entre locaux, les isolements vis à vis de l’extérieur, les niveaux de bruits d’impacts,

le temps de réverbération de chaque cellule et les niveaux de bruits d’équipements. En plus de

calculer tous ces paramètres il permet de modéliser des volumes, donc des pièces entières et de

prendre en compte, par exemple, le fait qu’une façade soit filante ou non. Je pouvais utiliser ce

logiciel à l’INSA ainsi qu’au siège de l’entreprise. Le logiciel est fondé sur une base de données de

produits, il suffit donc de connaître tous les produits que l’on pense utiliser et le logiciel nous permet

de valider notre hypothèse. Etant donné que ce logiciel a été développé par le CSTB, son utilisation

permet d’avoir l’approbation du CSTB, ce qui est reconnu par tous les professionnels, ce qui

contribue à son utilisation.

5.1.4. Etude de cas

A l’aide du logiciel Acoubat, et après avoir effectué l’étude réglementaire, j’ai pu aider l’équipe

travaux de BETHESDA et déterminer certains affaiblissements.

Par exemple pour la réhabilitation de la RPA (bâtiment ayant une structure en dalle béton avec un

noyau central porteur) j’ai pu déterminer l’affaiblissement des parois et portes palières ainsi que des

menuiseries extérieures et des entrées d’air.

Avec Acoubat je vais modéliser deux pièces

adjacentes, une correspondante à un couloir et

l’autre à l’entrée d’un logement, la réglementation

m’impose d’avoir un isolement de 50dB. Pour ce

faire, nous allons mettre en œuvre une porte

palière de la marque Jeld Wen ayant un

affaiblissement Rw+C de 30 dB et une cloison

séparative SAD 180 ayant un Rw+C = 64dB.

Figure 11:Cloison séparative, SAD 180


20

Figure 12: Résultat de la modélisation avec Acoubat

L’isolement DnAT entre le couloir et l’entrée est de 37 dB, exactement la valeur réglementaire.


21

Concernant l’isolement des façades aux bruits routes, je vais modéliser une pièce existante qui a

deux fenêtres sur le boulevard Jacque Preiss et une fenêtre dans la rue Ducrot :

Figure 13: Modélisation avec Acoubat

La façade est composée d’un voile béton de 20cm avec une isolation thermique extérieure en

polystyrène (Rw+C=0dB), de trois fenêtres avec volet roulants insonorisés (Rw+Ctr=36dB) et d’une

entrée d’air hygroréglable ayant un Dnew+Ctr=39dB. Tout ceci nous donne avec Acoubat un

isolement de façade de 41 dB. Sachant que nous devons avoir au minimum un isolement de 38dB.

Nouvelle opération

Cas.003 : locaux adjacentsIsolement aux bruits extérieurs : Local.1

5.45

5.4

5

Local.1

5.50

5.4

5

Local.2

Global

Façade.1 : Façade

Béton 20 cm + [Poly sty rène expansé collé ef f icacité d(Rw+C) = 0 dB]

Façade.2 : Façade


Fréq.

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

Hz

DnT

33.1

30.3

27.8

33.4

39.0

39.8

42.1

42.6

44.6

46.7

48.1

47.4

48.6

49.9

50.9

51.4

53.5

54.4

dB

80

70

60

50

40

30

125 250 500 1k 2k 4k

Fréquence en Hz

Bd

ne

Tn

D

Bd 14 = rt,A,TnDIndice global calculé selon l'arrêté (30/06/1999)

Copyright © 1998-2009 CSTB Acoubat V6.0.2


22

Figure 14: Résultat de la modélisation

La modélisation nous montre que nous pourrions mettre une entrée d’air avec un Dnew Ctr de 37 dB,

cependant la pièce présente une cuisine ouverte sur le séjour nous devons avoir une entrée d’air

hygroréglable, hors il en existe sur le commerce ayant 35dB, ce qui est trop faible, ou 39 dB.

Menuiserie Extérieure Entrée d’air

D’après le calcul on doit

On choisit D’après le calcul on doit

On choisit

RPA façade séjour

Rw+Ctr> 35dB Rw+Ctr> 36dB Dnew+Ctr > 36 dB Dnew+Ctr > 39 dB

En résumé, l’utilisation du logiciel Acoubat est très simple, il suffit d’avoir les dimensions des locaux à

modéliser, les isolements requis et après il suffit de choisir les produits qui permettent d’atteindre les

valeurs réglementaires. Cependant il est primordial d’avoir à l’esprit que l’acoustique n’est pas la

seule réglementation en vigueur, par exemple la façade doit être isolée thermiquement, ce qui aurait

pu dégrader l’isolement car le polystyrène est très mauvais d’un point de vue acoustique. De plus les

contraintes acoustiques et hygrométriques nous obligent à prendre des entrées d’air avec manchon.

Nouvelle opération

Cas.003 : locaux adjacentsIsolement aux bruits extérieurs : Local.1

5.45

5.4

5

Local.1

5.50

5.4

5

Local.2

Global

Façade.1 : Façade


Façade.2 : Façade


Fréq.

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

Hz

DnT

33.1

30.3

27.8

33.4

39.0

39.8

42.1

42.6

44.6

46.7

48.1

47.4

48.6

49.9

50.9

51.4

53.5

54.4

dB

80

70

60

50

40

30

125 250 500 1k 2k 4k

Fréquence en Hz

Bd

ne

Tn

D

Bd 14 = rt,A,TnDIndice global calculé selon l'arrêté (30/06/1999)

Copyright © 1998-2009 CSTB Acoubat V6.0.2


23

5.2. Méthodologie

Pendant l’avancement de mon étude je me suis rendu compte que la difficulté acoustique du projet

de réhabilitation de l’ancienne clinique BETHESDA était la détermination de l’isolement aux bruits

des planchers existants. En effet, les planchers de BETHESDA, de par l’historique du bâtiment, sont

très atypiques et ne sont pas dans la base de données du logiciel Acoubat. Je n’ai pas trouvé de

méthode, approuvée par le CSTB, me permettant rapidement de calculer l’isolement des planchers.

Ainsi dans la suite de mon PFE je vais centrer mon étude sur cette difficulté. C’est pour cela que dans

un premier temps je vais faire un repérage exhaustif des planchers existants et déterminer la coupe

de chaque plancher.


24

6. CAS PARTICULIER DES PLANCHERS

6.1. Recensement des planchers existants

Afin de connaître le plan de repérage des différentes zones du plancher de la clinique de BETHESDA à

Strasbourg, il faut se référer à l’annexe 2. Ci-dessous des photos/ carottes des différents types de

planchers.

- Béton

- Carrelage concassé et béton


25

- Nervure béton avec un complexe composé de paille et de plâtre


26

- Hourdis brique avec poutrelles en brique

- Hourdis brique avec poutrelles en brique avec le complexe paille et plâtre

- Hourdis brique avec poutrelle en béton

- Hourdis brique avec des lames métalliques pour soutenir les hourdis et le complexe paille et

plâtre


27

- Voutes béton

- Plancher bois avec le complexe paille et plâtre

A noter que ce recensement ne prend pas en compte les différentes épaisseurs des chapes.

Etant donné le trop grand nombre de planchers existants présents dans le bâtiment BETHESDA je vais

limiter l’étude aux trois planchers omniprésents. De plus, des essais acoustiques effectués avant le

début de mon PFE ont été réalisés sur les trois planchers les plus représentatifs, donc les planchers

nervurés en béton, les poutrelles hourdis en briques et les planchers bois.

Cette multitude de planchers existants ne doit pas nous faire oublier que la réglementation impose

des isolements acoustiques différents en fonction des configurations (logement/logement ;


28

logement/circulation ; logement/plateaux d’activité). De plus l’architecte a essayé de conserver au

maximum les murs existants de la clinique, ce qui induit que chaque logement est unique, et ne

ressemble en rien au logement voisin ou à celui du dessous.

En plus de respecter la réglementation acoustique, chaque plancher doit avoir une certaine

résistance structurelle, au feu, et doit isoler thermiquement. Tous ces critères (feu, thermique,

acoustique) nous conduisent à une dizaine de planchers finis si nous prenons en compte seulement

les trois types de planchers.

6.2. Essai in situ

6.2.4. Essai in situ et calcul de R’

Etudiant des planchers dépourvus de procès-verbaux, et donc inconnu du logiciel Acoubat, nous ne

pouvions pas connaitre facilement l’isolement des planchers. Ainsi je vais utiliser les essais in situ

effectués avant mon arrivée sur le chantier. Ces essais ont été réalisés le 18 août 2011 en soirée

après le départ des différents sous-traitants et la démolition des bâtiments avait déjà commencé,

surtout dans la RPA et nous ont permis d’obtenir les spectres des trois types de planchers.

Il est a noter que les essais in situ ont permis de connaitre l’isolement acoustique d’un plancher,

cette valeur en décibel prend en compte tous les parasites existants, tandis que les procès-verbaux

nous informent sur l’affaiblissement du plancher. Nous calculerons donc l’indice d’affaiblissement

apparent R’ pour chaque essai in situ.

Plancher nervuré en béton : Emission dans l’ancien bloc opératoire au 3ème étage, et la réception s’est

effectuée un étage en dessous. Trois mesures ont été effectuées, d’où les valeurs en bleu, rouge et

vert.


29

Figure 15: Spectre obtenu après des essais in situ sur le plancher nervuré, bruit aérien

L’isolement acoustique standardisé pondéré DnT,A = DnT,w + C = 50 – 1 = 49 dB

Calcul de l’indice d’affaiblissement apparent R’

D’après la norme EN 12354-1, on a :

Avec V : volume du local de réception en m3

Ss : Surface de l’élément de séparation en m²

D’où V = Ss*H

Avec H : hauteur du local de réception en m

On obtient donc :

Le terme correcteur, 10log (0,32V/Ss) est tellement faible que nous pouvons dire que DnT,A est égale

à R’. En effet, il faudrait deux fois la hauteur des étages à BETHESDA pour avoir une différence de

4dB. Hors le premier et le deuxième étage ont une hauteur constante à 3,50m et le troisième étage à

une hauteur de 3,20 m.

[ID=166] Dn,T / Dn,T,w (ISO 140-4) : Bethesda Bat C / Bethesda Bat C - Emm R+3 Local Bloc op Rec R+2 Plancher Nervure béton emm 1 - Emm R+3 Local Bloc op Rec R+2 Plancher Nervure béton Rec 1 - R+2 Plancher Nervure béton Sous Bloc op TR 1 - R+2 Plancher Nervure béton Sous Bloc op TR 1100 41.2



30

35

40

45

50

55

60

125 250 500 1 k 2 k 4 k

Dn ,T / Dn ,T,w (ISO 1 4 0-4)

50 ( -1 ; -4)

Dn ,T / Dn ,T,w (ISO 1 4 0-4)

50 ( -1 ; -4)

Dn ,T / Dn ,T,w (ISO 1 4 0-4)

50 ( -1 ; -4)


30

Plancher hourdis en terre cuite : Emission dans l’ancien local soin au 3ème étage, et la réception s’est

effectuée un étage en dessous. Trois mesures ont été effectuées.

Figure 16: Spectre obtenu après des essais in situ sur plancher hourdi, bruit aérien

L’isolement acoustique standardisé pondéré DnT,A = DnT,w + C = 44 – 1 = 43 dB

Comme nous l’avons démontré dans le paragraphe précédent, DnT,A = R’ = 43 dB. L’indice

d’affaiblissement acoustique apparent du plancher hourdi en terre cuite est de 43 dB.

Enfin, des essais d’isolement ont été effectués sur le plancher bois : Emission au 4ème étage, et la

réception s’est effectuée un étage en dessous.

Figure 17: Spectre obtenu après des essais in situ sur le plancher bois, bruit aérien

[ID=208] Dn,T / Dn,T,w (ISO 140-4) : Bethesda Bat C / Bethesda Bat C - Emm R+3 Plancher Hourdis terre cuite + Chape bois Local R+2 REC 1 - Local Soin R+ 2 TR 1 - Emm R+3 Plancher Hourdis terre cuite + Chape bois Local R+2 Emm 1 - Emm R+3 Plancher Hourdis terre cuite + Chape bois Local R+2 Emm 1100 35.6



30

32

34

36

38

40

42

44

46

48

50

125 250 500 1 k 2 k 4 k

Dn ,T / Dn ,T,w (ISO 1 4 0-4)

44 ( -1 ; -2)

Dn ,T / Dn ,T,w (ISO 1 4 0-4)

44 ( -1 ; -2)

Dn ,T / Dn ,T,w (ISO 1 4 0-4)

44 ( -1 ; -2)

[ID=154] Dn,T / Dn,T,w (ISO 140-4) : Bethesda Bat C / Bethesda Bat C - Emm Combles Rec local R+3 Plancher bois 1 - Local R+3 TR 1 - Emm Combles Rec local R+3 Plancher bois emm 1 - Emm Combles Rec local R+3 Plancher bois emm 1100 28.9

[ID=156] Dn,T / Dn,T,w (ISO 140-4) : Bethesda Bat C / Bethesda Bat C - Emm Combles Rec local R+3 Plancher bois 2 - Local R+3 TR 2 - Emm Combles Rec local R+3 Plancher bois emm 2 - Emm Combles Rec local R+3 Plancher bois emm 2100 29.2

[ID=158] Dn,T / Dn,T,w (ISO 140-4) : Bethesda Bat C / Bethesda Bat C - Emm Combles Rec local R+3 Plancher bois 3 - Local R+3 TR 3 (-10) - Emm Combles Rec local R+3 Plancher bois emm 3 - Emm Combles Rec local R+3 Plancher bois emm 3100 29.7

10

15

20

25

30

35

40

45

50

125 250 500 1 k 2 k 4 k

Dn ,T / Dn ,T,w (ISO 1 4 0-4)

45 ( -2 ; -6)

Dn ,T / Dn ,T,w (ISO 1 4 0-4)

44 ( -2 ; -6)

Dn ,T / Dn ,T,w (ISO 1 4 0-4)

44 ( -3 ; -8)


31

En moyennant les trois valeurs nous obtenons DnT,A = 42 dB et comme nous l’avons vu

précédemment R’ 42 dB pour le plancher bois.

6.2.5. Influence de quelques paramètres

L’influence de la perte des fréquences aigues

Je vais modéliser le spectre réalisé in situ au niveau des planchers béton nervuré en comblant la

perte, ainsi je décide d’utiliser les fréquences ci-dessous :

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k

Affaiblissement évalué

42 37 41 44 38 40 46 44 50 51 50 52 53 54 55 56

A l’aide de ces valeurs je trace un graphique, puis j’utilise la norme NF EN ISO 717-1 pour connaître

l’indice d’affaiblissement acoustique pondéré Rw. Le terme d’adaptation C prend en compte les

caractéristiques du spectre rose, c'est-à-dire que l’émission sonore à un nombre de décibels constant

sur toutes les octaves.

J’obtiens un Rw C = 49 dB

En faisant de même mais en augmentant encore les fréquences aigües,

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k


42 37 41 44 38 40 46 44 50 51 50 52 53 55 57 60

J’obtiens un Rw C= 49 dB, le même affaiblissement que précédemment

Dans ce cas on obtient le même isolement avec ou sans fuites. On peut les négliger.

Je fais de même pour les planchers hourdis brique :

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k

Affaiblissement in situ

36 39 32 43 42 38 42 42 43 43 41 41 45 44 46 47

Les essais in situ donnent Rw C = 43 dB et en augmentant les fréquences aigües:

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k


36 39 32 43 42 38 42 42 43 43 41 41 45 49 52 55

On obtient un Rw C = 44 dB


32

La différence est donc de 1dB ce qui n’est même pas audible, nous pouvons donc négliger les pertes

dans les hautes fréquences qui sont dues à l’état d’avancement de la démolition lors des essais.

De même pour le plancher bois

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k


29 21 32 35 37 37 39 40 46 49 47 48 49 50 52 55

On obtient un Rw C = 45 dB. Il y a donc 3 décibels d’écart, donc dans ce cas, là où la perte est la plus

importante, la perte des fréquences aigues ne sont pas négligeables.

L’influence du temps de réverbération (Tr)

Selon la destination des locaux, des durées de réverbération optimales sont données. On retiendra,

pour exemple, que Tr est proche de 8 s dans une église, de 1 à 3 s dans les salles de concerts et

auditoriums, de 0,8 s dans les salles de classe et de 0,5 s dans les pièces des logements. Pour les

locaux dont le volume est compris entre 100 et 1000 m3, la valeur optimale du temps de

réverbération est donnée par la relation suivante :

Tr = 0,163 V *1/ 3

Figure 18: Graphique montrant l'influence du Tr


33

On observe une influence allant jusqu’à 10 dB quand on modifie le temps de réverbération

cependant l’allure de la courbe reste identique. Cela n’influe pas sur l’étude des fréquences critiques.

Mais on démontre la grande influence de l’ameublement. Etant donné que les essais in situ ont été

effectués durant la démolition, le temps de réverbération est grand mais si on se met dans une

situation d’une pièce meublée avec un temps de réverbération de 0,5 seconde (temps de référence

pour une pièce meublée) il est possible d’augmenter l’affaiblissement de 6 décibels, ce qui est a

notre avantage.

L’influence de l’isolement en fonction de trois mesures de Tr

Figure 19: Trois mesures in situ du temps de réverbération dans une même pièce

[ID=86] Salle : Bethesda Bat C - R+2 Plancher Nervure béton Sous Bloc op TR 1 100 1.75



0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

125 250 500 1 k 2 k 4 k


34

Figure 20: Evolution de l'isolement en fonction des trois temps de réverbération différent

Malgré des temps de réverbérations différents, allant de 0,6 seconde d’écart à 315 Hz, l’isolement

reste identique.

6.3. Utilisation de la loi masse-ressort-masse

Dans ce paragraphe je vais utiliser le principe de masse-ressort-masse, donc je vais étudier les

planchers en essayant de trouver un équivalent théorique avec ce principe. L’objectif premier est que

l’équivalent doit avoir les mêmes fréquences critiques que nos planchers.

L’étude de l’isolement d’une double paroi, qu’elle soit horizontale ou verticale, comprend trois

fréquences critiques. Une est due à la fréquence de la première paroi. Elle dépend donc du matériau

et donc de sa masse volumique, son module d’Young et de son épaisseur. Une autre est due au

matériau de la deuxième paroi. Et la troisième fréquence critique dépend du complexe et donc de

l’épaisseur du plénum.

6.3.1. Nervures en béton

Le plancher en nervures de béton est composé d’une

dalle de 5cm d’épaisseur puis des nervures sur 22cm

avec un entre axe de 50cm. Au bout des ces nervures se

trouve une lamelle en bois permettant de fixer le

complexe en paille-plâtre d’environs 2cm d’épaisseur.


[ID=231] Dn,T / Dn,T,w (ISO 140-4) : Bethesda Bat C / Bethesda Bat C - Emm R+3 Local Bloc op Rec R+2 Plancher Nervure béton emm 1 - Emm R+3 Local Bloc op Rec R+2 Plancher Nervure béton Rec 1 - R+2 Plancher Nervure béton Sous Bloc op TR 2100 41.5

[ID=232] Dn,T / Dn,T,w (ISO 140-4) : Bethesda Bat C / Bethesda Bat C - Emm R+3 Local Bloc op Rec R+2 Plancher Nervure béton emm 1 - Emm R+3 Local Bloc op Rec R+2 Plancher Nervure béton Rec 1 - R+2 Plancher Nervure béton Sous Bloc op TR 3100 41.8

30

35

40

45

50

55

60

125 250 500 1 k 2 k 4 k

Dn ,T / Dn ,T,w (ISO 1 4 0-4)

50 ( -1 ; -4)

Dn ,T / Dn ,T,w (ISO 1 4 0-4)

50 ( -1 ; -3)

Dn ,T / Dn ,T,w (ISO 1 4 0-4)

50 ( -1 ; -3)

Figure 21: Coupe du plancher en nervures béton


35

Les fréquences critiques du plancher composé de nervures en béton sont d’après les essais in situ :

125 Hz, 250 Hz, 500Hz et 1000HZ

Je vais négliger les nervures :

Pour une paroi en béton de 5cm, un plénum de 24cm et 2cm de plâtre on obtient comme spectre :

Figure 22: Spectre d'une paroi double: 5cm de béton, 23 cm de plénum et 2cm de plâtre

La fréquence critique de 1000Hz présente lors des essais in situ s’explique par la présence du plâtre.

La fréquence critique de 500Hz peut s’expliquer par la présence du béton. En effet, le béton de

l’époque n’a surement pas la même masse volumique, d’où l’écart entre l’essai et la théorie.

On observe une très grande différence pour les hautes fréquences. Cela peut s’expliquer par le fait

que les essais in situ ont été effectués alors que la démolition de la clinique était déjà en cours. Ainsi

il est fort probable qu’il y ait eu des fuites, par exemple des trous traversant le plancher dus à

l’absence de tuyaux. Ce phénomène se retrouve pour les trois types de plancher.

L’affaiblissement acoustique de la paroi double est de Rw+C = 75 dB. La différence d’affaiblissement

entre la théorie et les essais in situ, soit 26dB, peut s’expliquer par le fait que le complexe paille-

plâtre est trouvé à certains endroit.

Enfin une des deux fréquences inexpliquée doit être celle du volume d’air enfermé entre deux

nervures.


36

6.3.2. Hourdis briques

Le plancher en hourdis brique est composé d’une chape en

béton/mortier de 20cm d’épaisseur, de 8cm de hourdis en

brique puis des lamelles de bois qui permettent la fixation

du complexe paille-plâtre.


160 Hz, 315 Hz, 500Hz entre 1000 et 1250 Hz et enfin 2500 Hz

La modélisation de ce plancher avec la méthode d’une double paroi est totalement inappropriée.

6.3.3. Plancher en bois

Plancher bois composé d’un parquet de 3cm, de

planches d’entrevous qui permettent de soutenir

le remplissage en scories, les solives de 25cm

soutiennent les chevrons et le complexe paille-

plâtre suit le motif en créneau des solives


125 Hz, 630 Hz et 1000 Hz

Pour un plancher avec 3cm de bois (pin), un plénum de 9cm et 3cm de pin on obtient comme

spectre :

Figure 23: Coupe du plancher en hourdis brique

Figure 24: Coupe du plancher en bois


37

Figure 25: Spectre pour une paroi avec 3cm de pin, 9cm de vide et 3cm de pin

La présence du pin explique la fréquence critique de 630 Hz lors des essais in situ.

La fréquence critique de 1000 Hz présente lors des essais in situ peut s’expliquer par la présence du

plâtre.

La différence dans les hautes fréquences s’explique comme précédemment, c'est-à-dire par le fait

que les essais acoustiques ont été réalisés durant la phase de démolition.

Le spectre théorique nous permet de calculer le Rw+C = 52 dB. Soit une différence de 10 dB avec les

essais in situ. Cette différence peut s’expliquer par la présence d’autres matériaux non modélisés ici,

comme le plâtre et les scories qui peuvent avoir des fréquences critiques qui affaiblissent le plancher.

L’utilisation de la loi masse-ressort-masse nous permet de comprendre la présence de certaines

fréquences critiques lors des essais in situ, hors celle concernant la fréquence de l’air emprisonnée

entre les nervures ou dans le hourdis en céramique ne peuvent être déterminées. Pour ce faire je

vais essayer de trouver un plancher pourvu de procès-verbal et donc présent dans la base de

données d’Acoubat, qui a les mêmes fréquences critiques.

6.4. Utilisation d’autres méthodes

6.4.1. Plancher équivalent présent dans Acoubat

L’utilisation de la loi masse-ressort-masse ne permet pas tout, ainsi je vais essayer une autre

méthode : trouver un plancher équivalent présent dans Acoubat.


38

Indice d'affaiblissement

Produit :

Classe :

Origine :

Masse :

Dalle alvéolée BONNA Type 265 W + chape béton 60 mm

Dalle alvéolée

Produits traditionnels

500 kg/m²

Fréq.

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

Hz

R

48.0

49.0

47.0

53.0

51.0

54.0

57.0

59.0

60.0

64.0

65.0

67.0

69.0

70.0

69.0

71.0

70.0

72.0

dB

Rw (C;Ctr) = 63 (-1;-5) dB

Valeurs estimées à partir de mesures en laboratoire.

80

70

60

50

40

30

20

125 250 500 1k 2k 4k

Fréquence en Hz

Bd ne R

Copyright © 1998-2009 CSTB Acoubat V6.0.215-mars-2012 11:02:38

Plancher en nervures béton

Le matériau le plus proche du plancher nervuré

en béton, au niveau des fréquences critiques, est

une dalle alvéolée fabriqué par BONNA et de type

265W, avec une chape béton de 60mm, ce qui nous

donne une masse surfacique de 500kg/m².

D’après les essais in situ nous retrouvons les

fréquences de 125 Hz et 250 Hz. Ces fréquences

doivent caractériser l’air emprisonné dans le plancher en béton.

L’affaiblissement de cette dalle alvéolée est de 62 dB, ce qui est 13 dB au-dessus du plancher de

BETHESDA. Cela peut s’expliquer par le fait que la dalle alvéolée est beaucoup plus lourde au mètre

carré, donc la loi de masse a un effet important. Par exemple pour un mètre carré de plancher

nervuré en béton j’estime la masse surfacique à 184 kg/m² (2200kg/m3*0,05+

2200kg/m3*2*0,22*0,05+ 1300kg/m3*0,02) soit d’après la formule de la loi massique un

affaiblissement de 41 dB.

Plancher en hourdis brique

Dans la base de donnée d’Acoubat il est possible de trouver des planchers en hourdis brique,

cependant ils n’ont pas 20cm de chape dessus comme à BETHESDA.

Figure 26: Spectre d'une dalle alvéolée avec une chape béton

Figure 27: Image d'une dalle alvéolée avec une chape béton


39

Indice d'affaiblissement

Produit :

Classe :

Origine :

Masse :

Poutrelles hourdis céramiques 12+4

Plancher préfabriqué

Produits traditionnels

260 kg/m²

Fréq.

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

Hz

R

30.0

29.0

30.0

35.0

38.0

41.0

42.0

43.0

45.0

46.0

47.0

48.0

50.0

51.0

54.0

59.0

63.0

66.0

dB

Rw (C;Ctr) = 46 (-1;-5) dB

Valeurs estimées à partir de mesures en laboratoire.

70

60

50

40

30

20

10

125 250 500 1k 2k 4k

Fréquence en Hz

Bd ne R

Copyright © 1998-2009 CSTB Acoubat V6.0.215-mars-2012 11:08:16

Dans ce plancher connu d’Acoubat, on retrouve la fréquence de 125 Hz, cette dernière doit

correspondre à la fréquence critique de l’air emprisonnée dans le hourdis.

Le gain grâce à la loi de masse des 20cm de béton permet simplement d’obtenir un même

affaiblissement que le plancher d’Acoubat de 16cm d’épaisseur (contre 32cm à Bethesda). En effet,

le plancher de BETHESDA a un affaiblissement de 43 dB tandis que le plancher répertorié à un

affaiblissement de 45 dB. Donc pour la première fois depuis le début de l’étude, nous pouvons

utiliser ce plancher pour modéliser celui de BETHESDA.

6.4.2. Cahier du CSTB

Il n’existe aucun plancher bois dans la base de données d’Acoubat. Ce plancher n’a donc pas pu être

approximé par un plancher pourvu de procès-verbal. Ainsi il a fallu utiliser un autre moyen, mais ce

dernier se devait d’être une preuve reconnue par tous. En effet, tous les calculs ou méthodes utilisés

doivent être justifiables et une méthode purement théorique n’est pas prise en compte lors d’un

procès. Seul le tampon du CSTB fait foi. C’est pour cela que dans ce paragraphe nous utiliserons une

étude faite par le CSTB synthétisée dans un cahier intitulé Comportement acoustique des planchers

anciens étudiés en mars 1984. Le document fait par le CSTB est antérieur à la réglementation de

1999, c’est pourquoi les valeurs d’affaiblissement sont exprimées en dB(A) vis-à-vis d’un bruit rose.

Afin de comparer avec des valeurs actuelle nous approximerons que Rw = Rrose -1.

Figure 29: Spectre d'un plancher hourdis en brique de 12cm de hauteur avec 4cm de chape

Figure 28: Image d'un plancher hourdis en brique

de 12cm de hauteur avec 4cm de chape


40

Dans ce cahier, le CSTB a étudié l’influence d’un faux plafond sur un plancher bois avec plafond sans

remplissage.

Le plancher de BETHESDA a été encadré avec l’essai n°7. Ainsi nous pouvons connaître l’effet de la

mise en place de laine minérale dans le vide des planchers existants.

L’indice d’affaiblissement passe de Rw=45dB (essai 7) à Rw=51dB (essai 8). Le gain est donc de 6 dB

avec seulement 85mm de laine minérale.

La mise en place de 100mm de laine minérale et le rajout d’une plaque de plâtre de 13mm, permet

de passer de 45 dB (essai 7) à 56 dB (essai 12), soit un gain de 11 dB.

Figure 30: Extrait de la liste des planchers bois étudiés, " comportement acoustique des planchers anciens"


41

Figure 31: Spectres de l'essai 7 (rouge) et de l'essai 8 (jaune) Figure 32: Spectre de l'essai 7 (rouge) et de l'essai 12 (vert)

On observe un gain important dans les hautes fréquences, contrairement aux basses fréquences.

Rappelons que le plancher de BETHESDA est rempli de scories et qu’il y a une épaisseur de 3cm de

bois en plus. De plus le plancher fini sera composé d’un faux-plafond avec deux plaques de plâtre et

deux fois 100mm de laine minérale. Soit le double de plâtre et de laine minérale que l’essai 12, donc

l’indice d’affaiblissement devrait encore augmenter. Sans compter la présence de la chape allégée et

du revêtement de sol.

Réglementairement le plancher doit avoir un isolement de 53 dB. Le gain obtenu avec 100mm de

laine minérale est à peine suffisant pour atteindre la réglementation (prévoir au minimum 6 dB de

différences entre l’isolement et l’affaiblissement). Cependant en doublant la laine minérale et les

plaques de plâtre, la solution proposée devrait atteindre l’isolement nécessaire.

Il est à noter que cette méthode ne prend pas en compte les fréquences critiques qui pourraient se

former avec ces doublages, donc il n’est pas impossible qu’il y ait une détérioration du plancher. En

effet, la mise en place de laine minérale détériore l’affaiblissement à 100Hz, et peut-être que le

doublement de laine et de plâtre ne fera qu’accentuer ce phénomène.

6.4.3. La certification Qualitel


42

Il est possible d’approximer l’affaiblissement de ce hourdis sans effectuer d’essais in situ. Pour ce

faire nous utilisons le référentiel Qualitel, méthode décrite dans le paragraphe 7.1.6.

Figure 33: Paroi horizontale en corps creux

Le calcul de l’indice d’affaiblissement d’une paroi horizontale en corps creux sans doublage nécessite

la connaissance de la masse volumique, après il s’agit d’appliquer une formule.

ms = 260kg/m²

Rw +C = (40*log(ms)) -47 -5 = 45 dB

Cette méthode donne une bonne idée de l’affaiblissement d’une paroi cependant cette formule n’est

pas fondée sur un principe théorique mais sur une série d’essai et elle ne prend pas en compte

d’éventuelles fréquences parasites.

6.5. Modélisation avec Acoubat

6.5.1. Schémas des planchers finis et des configurations

Il existe un plancher pourvus d’un procès-verbal qui peut approximer le plancher de BETHESDA. Ainsi

pour utiliser Acoubat il faut connaitre tous les autres matériaux que nous pensons mettre afin

d’atteindre la valeur réglementaire. Et le logiciel nous permettra de valider ou non les choix.

Dans ce paragraphe nous établirons une coupe détaillée des hourdis briques afin de connaître nos

hypothèses.

Il est à signaler que le faux-plafond composé de suspentes et d’une plaque de BA13 sera mis en place

dans les salles de bains et les couloirs des logements afin de limiter la hauteur sous plafond à 2,50m.

Les coupes des circulations communes ne sont pas prises en compte car il n’y a aucune

réglementation acoustique concernant le bruit aérien ente deux circulations communes. C’est pour


43

cela qu’elles présenteront un faux-plafond composé seulement de plaque de plâtre de type

prégyflam afin de respecter la réglementation au feu ainsi que d’un faux-plafond décoratif.

Le plancher en hourdis de céramique est actuellement composé de la chape de 20cm d’épaisseur,

des hourdis et de lamelles en bois qui permettent de soutenir le complexe composé de paille et de

plâtre. Sur ce type de planchers il n’existera que deux revêtements de sol, le grès cérame ou le

parquet stratifié.

Figure 34: Schéma de la configuration 1

Figure 35: Schéma de la configuration 2

L’étude des bruits aériens d’un plancher ne prend pas en compte seulement la coupe du plancher

fini. Elle intègre également le volume des pièces, la présence ou non de trappe de visite, de gaines

techniques, le type de menuiserie intérieure et extérieure qui existe, les aérations... Ainsi il faut

prendre des cas concrets. J’ai choisi d’étudier un cas pour chaque type de revêtement.


44

HOURDIS BRIQUE

Configuration 1 Configuration 2

LOCAL D’EMISSION

Appartement B21 au 2ème étage du bâtiment B, hauteur sous faux-plafond : 2,75m

Séjour 23m²

Chambre

11m²

Revêtement de sol Carrelage Parquet stratifié

LOCAL DE RECEPTION

Appartement B11 au 1er étage du bâtiment B, hauteur sous faux-plafond 2,75m

Séjour 23m²

Chambre

11m²

Ces configurations sont dans le même appartement à savoir B21. Ceci est simplement fait pour

faciliter les essais acoustiques. En effet, effectuer des essais acoustiques nécessite beaucoup de

matériels volumineux lourds et fragiles. De plus les pièces sont l’une au dessus de l’autre, donc la

surface entre les deux locaux correspond à la surface d’une pièce.

La connaissance des planchers finis ainsi que les cas concrets dans lesquels nous allons les étudier

suffisent à utiliser le logiciel Acoubat.

6.5.2. Les limites d’Acoubat

A cette étape de l’étude, les fréquences critiques des essais in situ ont presque toutes été justifiées

et un des trois planchers a pu être encadré avec un matériau pourvu d’un procès-verbal. Ainsi je

pensais pouvoir le modéliser avec Acoubat. En effet, pour utiliser ce logiciel il suffit de connaitre tous

les produits utilisés, leurs mises en œuvre et les volumes des pièces étudiées. Ainsi j’avais tous les

éléments nécessaires pour utiliser ce logiciel. Cependant, lors de la modélisation je me suis rendu

compte que tous ces matériaux annexes étaient testés sur des dalles en béton. Par exemple, le

carrelage en grès cérame est testé sur une dalle béton de 14cm d’épaisseur et ensuite la dalle béton

est testée seule. Le carrelage ne peut donc être mis que dans le cas d’un plancher en hourdis brique,

ce qui n’est pas notre cas.


45

Figure 36: Spectre du carrelage en grès cérame

Cette méthode de réalisation des essais ne peut pas être utilisée dans notre cas car elle ne permet

pas de mettre en évidence les fréquences critiques du grès cérame seul. L’utilisation de ces produits

annexes via le logiciel Acoubat ne nous permettra pas de connaitre les fréquences critiques, et donc

les points faibles de nos planchers existants dans l’ancienne clinique de BETHESDA. Ce raisonnement

n’est pas correct, il a faut donc trouver une autre solution.

En résumé, l’utilisation de la loi masse-ressort-masse ainsi que de trouver des planchers similaires et

connus dans Acoubat ne nous servira pas pour modéliser avec le logiciel Acoubat, cependant cela

nous permet de connaitre et d’expliquer les fréquences critiques et donc les points faibles des

planchers existants. Ainsi il faudra trouver des matériaux annexes (faux plafond, chape, revêtement

de sol) n’ayant pas les mêmes fréquences critiques, au risque de dégrader les performances

acoustiques. Cependant l’adjonction de matériaux provoquera de nouvelles fréquences et au stade

de l’étude nous ne pouvons les déterminer.

Ci-dessous se trouve un arbre décisionnel récapitulatif de la méthode.

Amélioration de l'indice d'affaiblissement

Produit :

Classe :

Origine :

Support :

Carrelage en grès émaillé pressé 300x300x7,5 mm sur sous-couche OKAPHONE IICarrelage

KIESEL

Béton 14 cm (m = 325 kg/m²)

Fréq.

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

Hz

R

30.7

38.5

39.7

43.2

47.1

48.4

52.3

53.5

57.7

60.2

60.9

61.5

62.0

65.3

67.1

70.6

74.4

75.2

dB

R

32.1

36.4

35.3

40.3

44.1

48.4

54.2

59.5

66.1

70.5

73.5

74.9

77.4

80.1

82.5

84.7

83.3

81.3

dB

plancher doublé

Rw (C;Ctr) = 56 (-3;-8) dB

plancher support

Rw (C;Ctr) = 56 (-2;-8) dB

(Rw + C)plancher lourd = 0 dB

Valeurs mesurées en laboratoire.

Rapport d'essai : CSTB AC05-204 du 19/01/2006.

90

80

70

60

50

40

30

125 250 500 1k 2k 4k

Fréquence en Hz

Bd

ne

R

Copyright © 1998-2009 CSTB Acoubat V6.0.218-mai-2012 16:22:46

Amélioration de l'indice d'affaiblissement

Produit :

Classe :

Origine :

Support :

Carrelage en grès émaillé pressé 300x300x7,5 mm sur sous-couche OKAPHONE IICarrelage

KIESEL

Béton 14 cm (m = 325 kg/m²)

Fréq.

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

Hz

R

30.7

38.5

39.7

43.2

47.1

48.4

52.3

53.5

57.7

60.2

60.9

61.5

62.0

65.3

67.1

70.6

74.4

75.2

dB

R

32.1

36.4

35.3

40.3

44.1

48.4

54.2

59.5

66.1

70.5

73.5

74.9

77.4

80.1

82.5

84.7

83.3

81.3

dB

plancher doublé

Rw (C;Ctr) = 56 (-3;-8) dB

plancher support

Rw (C;Ctr) = 56 (-2;-8) dB

(Rw + C)plancher lourd = 0 dB

Valeurs mesurées en laboratoire.

Rapport d'essai : CSTB AC05-204 du 19/01/2006.

90

80

70

60

50

40

30

125 250 500 1k 2k 4k

Fréquence en Hz

Bd

ne

R

Copyright © 1998-2009 CSTB Acoubat V6.0.218-mai-2012 16:22:46


46

Produits pourvu de PV

Oui Non

ACOUBAT

Essais in situ DnTA et calcul

de R’

Analyse spectrale fcr

Encadrement avec des

matériaux pourvus de PV

Loi de masse et loi masse-

ressort-masse

Utilisation documentations

CSTB

Figure 37: Raisonnement incorrect

6.5.4. AcouSYS

Le logiciel AcouSYS est développé par le CSTB et permet de prédire les performances acoustiques des

structures multicouches que cela soit dans le domaine du bâtiment, de l’industrie automobile ou de

l’aéronautique. Concernant le domaine qui nous intéresse, AcouSYS permet de modéliser des murs,

des murs doublés, des cloisons, des chapes flottantes, des faux-plafond, des sous-couches sous

carrelage, des écrans routiers… Ce logiciel permet de prédire l’indice d’affaiblissement acoustique R,

le niveau de bruit d’impact Ln, le coefficient d’absorption acoustique αs, le bruit de pluie Li.

AcouSYS est fondé sur la méthode des matrices de transfert. Les différentes couches d’épaisseur

constante constituant la structure peuvent être des matériaux de type solide, viscoélastique, fluide,

poreux, élément perforé ou solide orthotrope. La modélisation des couches poreuses (matériau

absorbant) correspond à la théorie de Biot. Une couche poreuse peut aussi être prise en compte


47

comme un fluide équivalent. Les couches de types solide et viscoélastique prennent en compte la

propagation de deux types d’onde différents (compression et cisaillement). Les éléments perforés

sont modélisés sur la base des travaux d’Atalla et Sgard, en les représentants comme un matériau

poreux avec une phase solide rigide. Les solides orthotropes sont modélisés comme des plaques

minces orthotropes. De plus, les différentes couches peuvent être en contact ou sans contact entre

elles. Pour la prédiction de l’indice d’affaiblissement acoustique et le coefficient d’absorption, le

système est excité par un champ acoustique diffus composé d’un ensemble d’ondes planes arrivant

dans différentes directions. Le coefficient d’absorption sous incidence normale peut aussi être

évalué. Pour le calcul du coefficient d’absorption acoustique, le système multicouche est supposé

reposer sur une fondation rigide. Une excitation structurale répartie sur une petite surface de la

structure est décomposée en un nombre infini d’ondes de contrainte normale. Le champ de vitesse,

sur les interfaces inférieure et supérieure du multicouche, évalué dans l’espace des nombres d’onde

permet de calculer l’intensité acoustique rayonnée de part et d’autre de la structure. Le niveau de

bruit de choc lorsqu’une machine à chocs est utilisée comme excitation, et le niveau de bruit de pluie

lorsqu’une pluie spécifique correspond à l’excitation, sont évalués sur ce principe. La force

d’excitation associée à la machine à chocs peut être estimée comme une fonction de la masse et de

la vitesse d’impact d’un marteau, la mobilité d’entrée de la structure étudiée et la fréquence

d’impact des marteaux de la machine à chocs. Cette force d’excitation dépend de la mobilité

d’entrée de la structure et doit donc être calculée pour chaque système. La force d’excitation

associée à la pluie (chute et impact des gouttes d’eau) peut être estimée de manière similaire.

Le CSTB a développé une méthode de prédiction de l’indice d’affaiblissement de cloison sur simple

ossature; cette méthode est fondée sur une approche mixte : une approche par matrice de transfert

pour évaluer l’indice d’affaiblissement de la cloison sans les éléments d’ossature (transmission par la

cavité de la cloison) et une approche ASE (Analyse statistique de l’énergie) pour évaluer l’indice

d’affaiblissement de la cloison par les chemins de transmission associés aux éléments d’ossature

seuls. Les éléments d’ossatures sont modélisés comme des ressorts ponctuels correspondant aux

points de fixations des plaques sur l’ossature par des vis. Dans les basses fréquences, cette méthode

est complétée par une approche prenant en compte les montants en partie courante de la cloison

comme des éléments de ressorts linéiques périodiques. La transition entre une connexion linéique

(ressort linéique) et une connexion ponctuelle (ressort ponctuel) entre les deux parements de la

cloison apparait lorsque la demi-longueur d’onde flexion des parements est égale à la distance entre

les vis.

En somme, AcouSYS nous permet de modéliser tous les systèmes voulus pourvu que les couches de

matériaux soient parallèles et d’épaisseur constante. Ainsi ce logiciel ne peut nous servir pour

modéliser les nervures béton. Cependant il est utile pour modéliser le plancher bois et les hourdis

brique. Cependant pour ce dernier je ne pourrais avoir la fréquence de résonnance du hourdis

puisque la modélisation ne se fait que par des couches horizontales.

Ce logiciel présente un autre avantage non négligeable, c’est qu’il est développé par le CSTB et que

chaque résultat obtenu est certifié par le tampon du CSTB, c’est donc une preuve juridique.


48

Ayant pris connaissance de ce logiciel tard dans mon étude, je n’ai pas trouvé nécessaire, en

comparant le temps qu’il me restait et le prix nécessaire à la licence, de demander à l’acheter.

Cependant le CSTB m’a envoyé une version de démonstration, cette dernière ne permet pas

d’effectuer les calculs.

L’utilisation d’AcouSYS est relativement simple, du moins la partie que j’ai pu tester soit celle post

calcul. Au début de la modélisation du système il faut choisir si ce sera un système en multicouche ou

en cloison simple (utilisation de rails et de montants). Pour nos planchers, le système multicouche est

nécessaire. Ensuite il faut choisir les matériaux qui composeront le système. Les matériaux sont de

plusieurs types, à chaque type correspond un code couleur :

· Composant de l’ossature

· Matériaux fluides (Code couleur : bleu)

· Matériaux solides isotropes (Code couleur : orange)

· Matériaux solides orthotropes (Code couleur : rouge foncé)

· Matériaux viscoélastiques (Code couleur : vert)

· Matériaux poreux (Code couleur : jaune)

· Matériaux fluides équivalents (Code couleur : gris)

· Matériaux solides perforés (Code couleur : violet)

Ensuite il suffit de choisir l’ordre des couches, l’épaisseur de chaque couche et le type de contact

entre les couches : « contact libre » ou « appartient au support ». Pour le premier, cocher cette case

correspond à un contact « non collé » entre les deux couches. Pour le second, cocher cette case

permet de calculer directement l’amélioration ΔR de l’indice d’affaiblissement acoustique ou une

réduction du niveau de bruit d’impact ΔR. Parallèlement au choix hiérarchique des couches et de leur

épaisseur, une modélisation 3D se met en place, voir la figure ci-dessous.

Figure 38: AcouSYS, code couleur des matériaux


49

Figure 39: Capture d’écran du logiciel AcouSYS, modélisation des hourdis brique

Ensuite il suffit de lancer les calculs, partie dont je n’avais pas accès.

Figure 40: AcouSYS, image des calculs possibles

Le résultat est affiché comme ci-dessous :


50

Figure 41: AcouSYS fiche de résultat

Les limites de ce logiciel sont vite apparues. En effet, le fait de ne pouvoir modéliser que des couches

parallèles élimine la modélisation des nervures et ceci élimine la fréquence critique du système des

hourdis. Cependant ce logiciel à un énorme avantage par rapport à Acoubat :il est plus simple

d’utilisation et permet de modéliser des systèmes plus complexes, par exemple en modélisant la

chape, les faux-plafonds. Toutefois, je n’ai pas trouvé certains matériaux, comme l’isolant phonique

sous la chape, ou un film polyéthylène, ou du carrelage. Le manuel d’utilisation de AcouSYS nous

informe qu’il est possible de créer de nouveaux matériaux dans la base de données, mais je n’ai pu

tester cette option avec la version de démonstration.


51

6.6. Résumé de la méthode (arbre décisionnel)

Pour finir sur le cas particulier des planchers de BETHESDA, je résume la méthode à utiliser si nous

rencontrons le même problème lors d’un autre chantier.

Construction neuve

OUI

NON

Complexe connu

OUI

NON

ACOUBAT

Complexe connu NON

Couche parallèles et d’épaisseurs constantes

NON

OUI

Se faire une idée de R’ avec Acoubat,

AcouSYS, cahier du CSTB

Ajout de doublage (faux-plafond, chape, revêtement de

sol…)

R’ du plancher fini

Tests en amont au laboratoire

AcouSYS

Essai in situ

Modélisation des pièces avec

fenêtres, portes...

Figure 42: Arbre décisionnel


52

7. DEUX POINTS SINGULIERS

7.1. Le double mur

7.1.4. Présentation du sujet

Effectuer une réhabilitation n’est pas chose aisée. En effet, il est impossible de tout prévoir. Ainsi,

régulièrement durant la phase de démolition nous avons découvert des choses inattendues, comme

par exemple un double mur. Lors du repérage des murs porteurs durant la phase de projet, le mur

qui nous intéresse a été considéré comme tel. Hors lors de la création d’une ouverture dans ce

dernier nous avons découvert qu’il n’était composé que de deux parois verticales en briques de 10

cm d’épaisseur, séparées par un plénum de 13cm. La structure porteuse est en fait un réseau

poteaux/poutre caché par les parements en brique.

Figure 43: Détails du double mur Figure 44: Photos du double mur

Que faire de ce mur ? Doit-on le démolir et en construire un nouveau ? Est-ce que du point de vue

acoustique il va répondre à la réglementation, à savoir 53 dB d’isolement puisque nous sommes

entre un logement et une circulation commune? Le complexe brique/air/brique ne va-t-il pas créer

un phénomène de résonance ?

C’est pour cela qu’il est nécessaire de calculer l’indice d’affaiblissement de cette paroi. Pour ce faire

nous allons comparer deux méthodes. La première est purement théorique tandis que la deuxième

est fondées sur le référentiel de la certification Qualitel (anciennement dénommé Méthode Qualitel)

Par contre ni la résistance au feu ni la résistance thermique du double mur ne seront pas traitées.


53

7.1.5. La méthode théorique

Si les éléments distincts de la paroi multiple n'avaient aucune liaison entre eux, même pas par l'air

qui les sépare habituellement, l'isolement total serait la somme des isolements de chaque élément.

Hors la séparation complète n'est jamais réalisée au point de vue acoustique. Les éléments

composant une paroi multiple sont toujours plus ou moins étroitement liés et la vibration de l'un

entraîne la vibration de l'autre.

Dans ce paragraphe je vais utiliser le principe de masse-ressort-masse, mais l’étude sera théorique. Cette méthode est possible uniquement parce que le plénum est rempli d’air, et non de laine minérale.

Les hypothèses concernant la brique sont :

- Matériau homogène - Masse volumique 1200 kg/m3 - Module d’Young 9.5*10^9 N/m², - Facteur de pertes internes 1.50*10^-2,

Ce qui nous donne :

- Une fréquence critique de la brique 227 Hz - Une fréquence de résonance 40 Hz

Figure 45: Spectre de l'affaiblissement du mur double (en bleu). Spectre d'un parement de brique (vert)


54

On obtient un affaiblissement de 77 dB à l’aide de la courbe et de la norme EN ISO 717-1 qui nous explique comment le calculer.

Lors de l’étude de ce double mur, j’ai dans un premier temps pris la masse volumique d’une brique pleine. J’obtenais un affaiblissement de 88 dB. Ce résultat indiquait une excellente performance acoustique, ce qui est étonnant. Après une observation plus poussée du mur, je me suis rendu compte que les briques étaient creuses, ce qui a changé la masse volumique et ainsi l’affaiblissement. Il y avait un écart de 11 dB.

7.1.6. Le référentiel de la certification Qualitel

« Le référentiel de la certification Qualitel (anciennement dénommé « Méthode Qualitel ») réunit un certain nombre d’éléments d’appréciation et de modes de calcul appliqués aux logements neufs permettant d’en exprimer les niveaux de qualité technique. Son contenu permet aux professionnels de disposer d’une méthodologie efficace et reconnue pour l’appréciation préalable des principales qualités d’usage, de confort et d’entretien de leurs projets de logements. » L’évaluation comporte plusieurs rubriques dont :

- L’acoustique extérieure qui traite des protections contre le bruit extérieur au bâtiment - L’acoustique intérieure qui traite des bruits aériens, de chocs, d’équipement interne au

logement, d’équipement collectif, et des parties communes Dans les annexes de ce référentiel, il existe une méthode de calcul pour déterminer l’affaiblissement d’une paroi verticale simple, d’une paroi verticale double, d’une paroi verticale simple ou double avec un doublage. Concernant l’affaiblissement d’une paroi horizontale, ce référentiel nous permet de déterminer l’affaiblissement d’un plancher béton avec ou sans doublage, d’un plancher en corps creux (hourdis) avec ou sans doublage, et d’un plancher béton ou creux avec une chape flottante. Cependant, ce référentiel nous permet de calculer sans réellement savoir quels principes, hypothèses ni même formules sont utilisés. Il faut donc l’utiliser en parallèle d’une méthode connue, comme dans le paragraphe ci-dessus.

Figure 46: Paroi horizontale en corps creux

Figure 47: Paroi horizontale en béton lourd avec un doublage en sous-face


55

Figure 48: Paroi horizontale en béton lourd avec une chape flottante

En reprenant l’hypothèse de la masse volumique de la brique creuse, soit 1200kg/m3, nous obtenons une masse surfacique des deux parois étudiées de 240kg/m² Ce qui nous donne un Rw + C = (40*log 240) -47 = 48 dB Donc l’isolement du double mur, d’après le référentiel de la certification Qualibel, est de 48 dB. D’après cette méthode, le double mur doit avoir au moins une face enduite afin de limiter la perméabilité à l’air de la paroi.

7.1.7. Conclusion

La méthode théorique nous donne un affaiblissement, c’est-à-dire qu’elle ne prend pas en compte

toutes les déperditions parasites. Donc il est certain que la performance de ce double mur sera

largement inférieure, au minimum de 10 décibels. La méthode Qualitel me parait pénalisante.

Cependant elle permet d’avoir un ordre de grandeur très rapidement, ce qui n’est pas négligeable. Le

respect de la réglementation acoustique est sanctionné par des essais in situ, ce qui induit une

obligation de résultats qui prévaut sur l’obligation de moyens. Ainsi il est toujours préférable de

prendre le cas le plus défavorable.

L’isolement requis entre un logement et une circulation commune est de 40 dB, soit un

affaiblissement de 46 dB. Sachant que dans le cas le plus défavorable nous avons un isolement de 48

dB. Donc le double mur n’a pas besoin d’être détruit. Cependant l’isolement réglementaire entre

deux logements est de 53 dB, donc il faut une paroi ayant au minimum 59 dB d’isolement, ce qui

n’est pas notre cas. Donc quand le double mur est entre deux logements il faut détruire le double

mur et faire un mur en parpaing de 20cm avec la mise en place d’un Calibel par exemple (complexe

fabriqué par Isover composé d’un panneau de laine de verre de forte densité sur lequel est collée

une plaque de plâtre).


56

7.2. L’évacuation des Eaux Vannes

7.2.4. Explication de la démarche

L’écoulement des eaux usées est un point critique du point de vue de l’acoustique dans un

immeuble. En effet, les gaines techniques sont souvent au même endroit à tous les étages, ce qui

nuit à l’acoustique puisque les étages inférieurs entendent l’écoulement des eaux. Afin de réduire

ces nuisances, nous pourrions utiliser des tuyaux en fonte. Cependant c’est beaucoup plus cher que

le PVC, matériau utilisé. Et économiquement parlant il est plus avantageux de traiter la gaine

technique que d’utiliser de la fonte. La gaine technique est protégée comme suit : 2 BA13/ 45mm de

laine minérale/2BA13 afin de répondre à la réglementation acoustique qui exige un isolement de 30

dB(A) dans les pièces principales et de 35 dB(A) dans les cuisines.

Lors de ce PFE j’ai essayé de trouver un autre moyen, moins onéreux, de réduire les nuisances

sonores dû à l’écoulement des eaux usées (principalement des toilettes). J’ai tenté de traiter le

problème au niveau de la mise en œuvre du tuyau en PVC.

Premièrement j’ai estimé que ce qui faisait le plus de bruit lorsque l’on tire la chasse d’eau c’est les

remous provoqués dans le tuyau. Ces remous proviennent d’un écoulement turbulent. Donc peut

être que si nous arrivions à obtenir un écoulement laminaire, la gêne sonore serait moindre.

Afin d’obtenir un régime laminaire nous pouvons agir sur le diamètre, mais de combien doit-il

augmenter ?

Détermination du diamètre pour obtenir un écoulement laminaire dans le tuyau :

(1) Nombre de Reynolds : Re =

doit être inférieur à 2000 pour être en écoulement laminaire

Avec : V : vitesse en m.s-1 ; D : diamètre du tuyau en mètre ; ν : viscosité dynamique en m².s-1

(2) Débit : Q = V*S = Vol /Tps

Avec : Vol: volume en m3 ; Tps: temps en seconde et S : surface en m²

Régime Turbulent

Remous Bruit

Régime laminaire

Fluide Moins

bruyant


57

D’après les équations (1) et (2) on obtient :

Hypothèses :

- Chasse d’eau : 6L en 3 secondes

- Viscosité cinématique de l’eau à 18°C, ν= 1,061*10-6 m²/s

Note : - il existe des demi-chasses d’eau, soit 3L d’eau

-la viscosité des eaux usées est supérieure à celle de l’eau

Calcul :

On obtient : D = 1,20m

Modification des hypothèses :

- Si la viscosité augmente, le diamètre diminue, par exemple si ν=2*10-6m²/s, D=0,64m

- Si on prend une demi-chasse d’eau, D=0,60m

- Si le temps d’évacuation diminue, le diamètre va augmenter

Ainsi nous obtenons un diamètre de 1,20m. Il est inconcevable de perdre autant de place quand on

connait les prix de l’immobilier. Il faut donc trouver une autre approche.

Deuxièmement, lors de mes recherches j’ai trouvé l’existence d’un tuyau appelé Friaphon. Ce tuyau

composé d’une couche extérieure en PVC et d’une couche intérieure beige clair composé d’un

mélange de PVC-U et PVC-C, promet des affaiblissements acoustiques supérieurs à la réglementation

acoustique.


58

Figure 49: Tuyaux en Friaphon

Le procès-verbal de ce matériau semble très concluant, cependant Yves KAYSER l’ayant déjà utilisé

n’a jamais réussi à atteindre l’affaiblissement acoustique vanté. De même pour l’entreprise ASC. De

plus je me suis rendu compte que ce produit tendait à disparaitre du marché. Donc j’ai estimé que

des essais ont été faits auparavant et qu’il est inutile de les refaire.

Troisièmement, j’ai pensé aux stops chutes qui existent dans les réseaux d’assainissement quand les

pentes sont trop importantes. Ainsi j’ai essayé de créer un effet de cassure. Pour ce faire j’ai imaginé

des tuyaux en pente. L’entreprise PERTUY CONSTRUCTION m’a autorisé à faire cette expérience dans

une gaine technique de la RPA. Et grâce à l’aide de l’entreprise ASC, plombier intervenant dans la

RPA, nous avons pu le mettre en œuvre.

7.2.5. L’expérience

Les essais acoustiques ont été effectués avec deux micros. Un est resté au 2ème étage durant tous les

essais. Le deuxième micro a effectué des essais au 3ème puis au 4ème étage. Les deux micros et

ordinateurs se sont préalablement accordés.

Le tuyau en PVC au 1er étage n’a pas pu être incliné car nous étions

dans le logement témoin et donc la gaine technique était déjà mise en

place avec les plaques de plâtre et l’isolant. L’évacuation des eaux, soit

les toilettes sont situées au 5ème étage. Pour les essais nous avons, à

chaque fois, rempli entièrement la chasse d’eau, donc tous les essais se

sont effectués avec la même quantité d’eau dans le tuyau. A chaque

étage une attente était présente de l’autre coté du mur, nous l’avons

rebouché avec du scotch afin d’éviter tout débordement.

Figure 50: Attentes bouchées avec du scotch


59

Figure 51: Schéma de la mise en place des essais

Respectivement :

Figure 52: Photo du tuyau au N+2





60

Toutes les ouvertures ont été rebouchées avec du mortier et de la mousse polyuréthane coupe feu

en fond de coffrage. Un manchon a été précédemment placé autour des gaines PVC au droit de la

dalle en béton.

Figure 56: Rebouchage des percements avec du mortier

Nous avons effectué quatre essais pour chaque mesures, cela nous a permis de valider nos résultats

et d’être sûrs qu’il n’y a pas de mauvaise manipulation. Cependant pour plus de lisibilité des résultats

nous allons étudier l’essai 1 au N+3 et N+2 et essai 3 au N+4 et N+2.

7.2.6. Les résultats et l’analyse

Les essais et la visualisation leurs visualisations via des spectres et des courbes ont été réalisées à

l’aide du logiciel dBTRAIT32.

Figure 57: Essai 1 au N+3, niveau de bruit équivalent Leq par rapport au temps

Voie 2 Leq 60ms A dB dBMER 18/04/12 19h00m41s940 32.7 MER 18/04/12 19h01m03s960 35.4

Signal

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

00m42 00m44 00m46 00m48 00m50 00m52 00m54 00m56 00m58 01m00 01m02 01m04


61


D’après ces deux courbes, nous observons que le début de la courbe, quel que soit l’étage commence

en même temps, soit à 00’’47’ et qu’elle démarre en dessous de 30dB. Ensuite la courbe est

exponentielle et atteins un palier dans les deux étages de 55dB (attention l’échelle est trompeuse).

Enfin, la courbe sonore diminue d’environ à 5dB pour 2 secondes. Cependant l’étage inférieur

atteint 35 dB à 1’’ tandis que le niveau supérieur atteint cette même valeur à 00’’57’ soit 3’ avant.

Ce décalage de la fin sonore de l’évacuation entre les étages se remarque aussi durant l’essai 3,

comme nous pouvons le voir dans les deux courbes suivantes. En effet, le décalage est de 5

secondes.


Ch. 1 Leq 500ms A dB dBMER 18/04/12 19h00m42s500 29.7 MER 18/04/12 19h01m28s500 29.8

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

00m45 00m50 00m55 01m00 01m05 01m10 01m15 01m20 01m25


62


Lorsque l’on observe les spectres ci dessous, on vérifie bien ce que l’on observe durant les essais, le

bruit est grave. En effet, pour l’essai n°1 qui est centré sur l’évacuation (de 19h00m46s à

19h01m02s) on obtient 50 dB pour une fréquence de 25Hz. Et il n’y a presque pas de fréquences

aigues. Concernant l’essai 3 ci-dessous, le spectre est constant à 12 dB, sauf pour les basses

fréquences, soit à partir de 63Hz.

Figure 61: Essai 1, N+2, Spectre équivalent au niveau de bruit représenté en dessous

Ch. 1 Leq 500ms A dB dBMER 18/04/12 19h29m57s000 23.8 MER 18/04/12 19h30m29s000 28.6

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

30m00 30m05 30m10 30m15 30m20 30m25

Ch. 1 [Instantané] Hz dB630 16.1

10

15

20

25

30

35

40

45

50

16 31.5 63 125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k 16 k

Ch. 1 1/3 Oct 630Hz 500ms dB dBMER 18/04/12 19h00m46s000 16.1 MER 18/04/12 19h01m02s000 22.4

10

15

20

25

30

35

40

00m46 00m48 00m50 00m52 00m54 00m56 00m58 01m00 01m02


63

Figure 62: Essai 3, N+4, histogramme de l'évacuation des eaux usées

Figure 63: Essai 3, N+2, histogramme de l'évacuation des eaux usées

Les histogrammes de l’essai 3 sont représentatifs de l’état d’occupation des pièces. En effet, on

observe au 4ème étage, là où nous étions plusieurs dans la pièce, une forte proportion de niveau de

bruit au alentour de 35dBA, et une absence de bruit en dessous de 30dB. Cela peut s’expliquer par le

fait que nous étions présents dans la pièce et que donc nous bougions forcement un peu. Tandis

qu’au 2ème étage, la plus forte proportion de niveau de bruit se situe vers 25 dB, soit une pièce

extrêmement très calme (A savoir que 30dB correspond au niveau sonore d’une bibliothèque).

Cependant on observe également à cet étage une proportion allant jusqu’à 5% concernant le niveau

Voie 2 Leq dBA %51 8.5

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

20 25 30 35 40 45 50 55 60

Ch. 1 Leq dBA %24 8.8

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80


64

de bruit aux alentours de 35 dB. Par conséquent ce niveau de bruit est aussi représentatif du bruit

extérieur au bâtiment, et surtout de la circulation automobile. Enfin le dernier pic, avant 55dB

correspond à l’évacuation des eaux usées.

Donc dans une pièce occupée par des gens qui essayent de ne pas faire de bruit lors des essais, nous

obtenons presque les mêmes proportions de niveau sonore entre les bruits extérieur aux logements

et les bruits provenant de l’évacuation des eaux. En quelques mots, les bruits extérieurs au logement

font autant de bruit que l’écoulement des eaux. Donc si nous prenons du recul et que nous nous

imaginions dans une pièce où les gens parlent, la proportion de bruit provenant de la chasse d’eau

des voisins serait très petite comparée aux bruits intérieurs et extérieurs.

Essai 1 Essai 3

Etage N+3 N+2 N+4 N+2

Début 19’’00’45 19’’00’45 19’’30’01 19’’30’01

Fin 19’’00’59 19’’01’02 19’’30’17 19’’30’22

Leq (dBA) 49,1 48,3 45,4 47,3

Lmax (dBA) 57 56 55,5 55,4

Lmin (dBA) 26,4 26,1 22,3 22,1

On observe que le niveau de bruit équivalent est semblable quelque soit l’étage et que les niveaux

maximum sont aussi identiques.

7.2.7. La conclusion

Inclinée de 2° un tube en PVC qui permet l’évacuation des eaux usées sur 5 étages ne permet pas de

diminuer le niveau de bruit équivalent. La nuisance sonore débute presque en même temps pour

tous les étages, cependant aux étages inférieurs, le temps nécessaire pour revenir au bruit d’avant

est plus long. L’inclinaison du tube n’influe pas sur le spectre, qui est principalement dans les basses

fréquences.

La nuisance sonore due aux chutes des eaux dans les conduites en PVC est certes un point sensible

du point de vue de l’acoustique, cependant elle est à relativiser quand on regarde la proportion de

cette nuisance.

Cependant pour un confort acoustique, la mise en place de gaine technique traitée acoustiquement

fonctionne parfaitement et tous les corps d’état savent la mettre en œuvre. Contrairement à la mise

en place de tuyaux en biais, qui pourrait engendrer des complications au niveau de l’étanchéité si les

compagnons ne sont pas vigilents. D’autres recherches pourraient tout de même aboutir à ne plus

isoler acoustiquement les gaines techniques, par exemple avec un traitement plus en amont, comme

sur le siphon, ou la mise en place de tuyaux avec une pente encore plus importante.


65

8. CONCLUSION

Après une étude acoustique globale des bâtiments à rénover je me suis rendu compte de la

complexité à modéliser les planchers atypiques de l’ancienne clinique BETHSDA à Strasbourg. Cette

dernière, de par son histoire, est composée d’une multitude de planchers anciens. La difficulté est

d’apprécier le niveau de performance des différents planchers existants vis-à-vis des bruits aériens et

solidiens. Etant donnée la complexité du sujet, l’étude s’est portée exclusivement sur l’isolement aux

bruits aériens pour trois types de planchers : un plancher en hourdis brique avec une chape et un

faux plafond composé de paille et de plâtre, un plancher bois avec également un faux plafond

composé de paille et de plâtre, et enfin un plancher en nervures bétonnées avec un faux plafond

composé de paille et de plâtre.

La première tentative de modélisation des planchers fût effectuée via un logiciel développé par le

CSTB : Acoubat. Cependant, ce dernier n’utilise que des produits pourvus de procès-verbaux, ce qui

n’est pas le cas des planchers de BETHESDA. J’ai donc essayé de trouver des matériaux pourvu de

procès-verbaux et qui pourraient s’apparenter aux planchers existants. Cette recherche fût menée à

l’aide des spectres des essais in situ et après une étude détaillée des fréquences critiques. Cette

dernière est primordiale car elle permet de comprendre la provenance de chaque fréquence

critique : du matériau ou du complexe. Seulement après cette étude je me suis rendu compte que le

logiciel Acoubat ne permettait pas de rajouter des produits tels que des faux plafonds ou des chapes

si le plancher n’est pas une dalle béton. Ainsi, malgré la recherche d’un plancher équivalent je n’ai pu

trouver de solution avec Acoubat pour obtenir l’isolement réglementaire.

Le logiciel Acoubat n’est pourvu d’aucun plancher en bois, il était donc impossible de trouver un

équivalent. J’ai ainsi utilisé une étude menée en 1984 par le CSTB qui fût synthétisée dans

comportement acoustique des planchers anciens. Cela m’a permis d’approximer le niveau de

performance acoustique d’un plancher bois avec un faux-plafond. Cependant il reste certaines

fréquences critiques présentes lors des essais in situ que je n’ai pas retrouvées dans le document du

CSTB et je ne peux affirmer qu’elles ne détérioreront pas le plancher fini. En effet, l’ajout de

revêtement de sol, de chape, de faux-plafond vont créer des fréquences critiques qui peuvent

détériorer le plancher initial.

Finalement la recherche m’a menée à la découverte d’un logiciel développé par le CSTB : AcouSYS. Il

permet de modéliser et de prédire les performances acoustiques des structures multicouches que

cela soit dans le domaine du bâtiment, de l’industrie automobile ou de l’aéronautique. Cependant,

la modélisation ne peut se faire que si toutes les couches du système sont parallèles et d’épaisseur

constante. Cette contrainte élimine d’office la possibilité d’étudier des nervures en béton. La

modélisation du plancher en hourdis brique peut s’effectuer avec AcouSYS, cependant elle ne

prendra pas en compte la fréquence du complexe déterminée par le volume d’air emprisonné dans

les hourdis. L’étude avec AcouSYS sera ainsi incomplète. Même si ce logiciel n’apportera qu’une aide

limitée dans notre cas, il possède un énorme avantage : il permet d’ajouter autant de couches que

nécessaire, pourvu qu’elles soient parallèles et d’épaisseur constante. Concrètement AcouSYS

permet l’ajout de faux-plafond, de chape, de carrelage, et ainsi de connaitre l’indice

d’affaiblissement R du plancher fini, manœuvre possible avec Acoubat seulement pour une dalle en


66

béton. Néanmoins, Acoubat permet de modéliser des pièces entières, des bâtiments entiers avec

des entrées d’air, des portes, des fenêtres. Il est ainsi tout à fait imaginable d’utiliser le logiciel

AcouSYS afin de connaitre l’indice d’affaiblissement du plancher et ensuite d’utiliser Acoubat pour

modéliser des volumes.

Enfin maintenant nous savons qu’incliner les tubes en PVC qui permettent l’évacuation des eaux

usées ne réduit pas le niveau de bruit. D’autres recherches pourraient tout de même aboutir à ne

plus isoler acoustiquement les gaines techniques, par exemple avec un traitement plus en amont,

comme sur le siphon, ou la mise en place de tuyaux avec une pente encore plus importante.

9. GLOSSAIRE

CSTB : Centre Scientifique et Technique du Bâtiment

RPA : Résidence pour Personnes Agées

EPHAD : Etablissement d’Hébergement pour Personnes Agées Dépendantes

NRA : Nouvelle Réglementation Acoustique

DnT ,A: Isolement acoustique standardisé pondéré. Bruits aériens d’origine intérieure, grandeur sur

laquelle s’appuie la réglementation en dB

Laeq : Niveau sonore de référence, moyenne d’un cumul de bruits sur une longue durée (dB)

LnAT : le niveau de pression acoustique normalisé utilisé pour les bruits de chocs en dB(A)

Rw + C : Indice d’affaiblissement acoustique en dB, caractérise le pouvoir isolant d’un matériau,

mesuré en laboratoire (souvent au CSTB)

R’ : Indice d’affaiblissement acoustique apparent (dB), calculé à partir d’essais in situ

DnT,w : Isolement réellement perçu dans un local en dB

A : aire d’absorption équivalente en m²

Sm : surface du revêtement absorbant en m²

αw: coefficient d’absorption d’un matériau

Ssol : Surface au sol de la circulation en m²


67

10. BIBLIOGRAPHIE

NORMES :

Arrêté du 30 juin 1999 relatif aux caractéristiques acoustiques des bâtiments d’habitations

Arrêté du 30 mai 1996 relatif aux modalités de classement des infrastructures

Code de la santé publique et plus particulièrement le décret n° 2006-1099 du 31 août 2006 relatif à la

lutte contre les bruits de voisinage et modifiant le code de la santé publique

NF S 31-080 relatif au confort acoustique dans les espaces de travails

NF EN ISO 717-1 relatif au calcul des indices d’isolement aux bruits aériens

NF EN ISO 718 – 2 : relatif au calcul des indices de bruit de choc

NF EN ISO 11-654 : relatif au calcul de l’indice d’absorption acoustique pondéré

Ouvrages :

Comportement acoustique des planchers anciens, études réalisées par le CSTB et publié en mars 1984

Le référentiel de la certification Qualitel, millésime 2008

Comprendre simplement l’acoustique des bâtiments, Loic Hamayon, éditions Le Moniteur, 2010

Réussir l’acoustique d’un bâtiment, Loic Hamyon, éditions Le Moniteur, 2006

Sites internet :

http://wlc.bouygues-construction.com/portal/authenticate

http://www.ademe.fr/particuliers/Fiches/bruit/

http://www.acoutechnic.com/article-26908172.html

http://www.cstb.fr/

http://www.bruit.fr/

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http://www.girpi.com/fr/component/docman/doc_view/104-atec-friaphon.html

http://www.acouphile.fr/parois-doubles.html

http://www.grenoble.archi.fr/cours-en-ligne/deletre/Isol_Acoust.pdf

http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:5Xq7iPLwASMJ:ftp://ftp.grenoble.cstb.fr/

public/acousys/licences/AcouSYS-v2-licence-french.rtf+&cd=2&hl=fr&ct=clnk&gl=fr&client=firefox-a

11. TABLES DES ILLUSTRATIONS

Figure 1: Photo du bâtiment en 1889 ..................................................................................................... 7

Figure 2: Vue du ciel de BETHESDA avant les travaux ............................................................................. 8

Figure 3: Illustration des démolitions effectuées .................................................................................... 9

Figure 4: Représentation des zones du projet ........................................................................................ 9

Figure 5: Schéma d'une rue en U .......................................................................................................... 13

Figure 6: Extrait de l'arrêté du 30 juin 1999, Art 1er: Définitions des locaux ....................................... 14

Figure 7: Extrait de l'arrêté du 30 juin 1999, Art 2 ................................................................................ 14

Figure 8: Extrait de l'arrêté du 30 juin 1999, Art 2 ................................................................................ 15

Figure 9: illustration de la loi masse-ressort-masse .............................................................................. 18

Figure 10: A épaisseur équivalente, le principe masse-ressort-masse est plus performant ................ 18

Figure 11:Cloison séparative, SAD 180 .................................................................................................. 19

Figure 12: Résultat de la modélisation avec Acoubat ........................................................................... 20

Figure 13: Modélisation avec Acoubat .................................................................................................. 21

Figure 14: Résultat de la modélisation .................................................................................................. 22

Figure 15: Spectre obtenu après des essais in situ sur le plancher nervuré, bruit aérien .................... 29

Figure 16: Spectre obtenu après des essais in situ sur plancher hourdi, bruit aérien .......................... 30

Figure 17: Spectre obtenu après des essais in situ sur le plancher bois, bruit aérien .......................... 30

Figure 18: Graphique montrant l'influence du Tr ................................................................................. 32

Figure 19: Trois mesures in situ du temps de réverbération dans une même pièce ............................ 33

Figure 20: Evolution de l'isolement en fonction des trois temps de réverbération différent .............. 34

Figure 21: Coupe du plancher en nervures béton ................................................................................. 34

Figure 22: Spectre d'une paroi double: 5cm de béton, 23 cm de plénum et 2cm de plâtre ................ 35

Figure 23: Coupe du plancher en hourdis brique .................................................................................. 36

Figure 24: Coupe du plancher en bois ................................................................................................... 36

Figure 25: Spectre pour une paroi avec 3cm de pin, 9cm de vide et 3cm de pin ................................. 37

Figure 27: Spectre d'une dalle alvéolée avec une chape béton ............................................................ 38

Figure 26: Image d'une dalle alvéolée avec une chape béton .............................................................. 38

Figure 29: Image d'un plancher hourdis en brique de 12cm de hauteur avec 4cm de chape .............. 39

Figure 28: Spectre d'un plancher hourdis en brique de 12cm de hauteur avec 4cm de chape ............ 39

Figure 30: Extrait de la liste des planchers bois étudiés, " comportement acoustique des planchers

anciens" ................................................................................................................................................. 40

http://www.girpi.com/fr/component/docman/doc_view/104-atec-friaphon.html

http://www.acouphile.fr/parois-doubles.html

http://www.grenoble.archi.fr/cours-en-ligne/deletre/Isol_Acoust.pdf

http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:5Xq7iPLwASMJ:ftp://ftp.grenoble.cstb.fr/public/acousys/licences/AcouSYS-v2-licence-french.rtf+&cd=2&hl=fr&ct=clnk&gl=fr&client=firefox-a

http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:5Xq7iPLwASMJ:ftp://ftp.grenoble.cstb.fr/public/acousys/licences/AcouSYS-v2-licence-french.rtf+&cd=2&hl=fr&ct=clnk&gl=fr&client=firefox-a


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Figure 31: Spectres de l'essai 7 (rouge) et de l'essai 8 (jaune) Figure 32: Spectre de l'essai 7 (rouge)

et de l'essai 12 (vert) 41

Figure 33: Paroi horizontale en corps creux .......................................................................................... 42

Figure 34: Schéma de la configuration 1 ............................................................................................... 43

Figure 35: Schéma de la configuration 2 ............................................................................................... 43

Figure 36: Spectre du carrelage en grès cérame ................................................................................... 45

Figure 37: Raisonnement incorrect ....................................................................................................... 46

Figure 38: AcouSYS, code couleur des matériaux ................................................................................. 48

Figure 39: Capture d’écran du logiciel AcouSYS, modélisation des hourdis brique .............................. 49

Figure 40: AcouSYS, image des calculs possibles .................................................................................. 49

Figure 41: AcouSYS fiche de résultat ..................................................................................................... 50

Figure 42: Arbre décisionnel ................................................................................................................. 51

Figure 43: Détails du double mur Figure 44: Photos du double mur ............................................. 52

Figure 45: Spectre de l'affaiblissement du mur double (en bleu). Spectre d'un parement de brique

(vert) ...................................................................................................................................................... 53

Figure 46: Paroi horizontale en corps creux .......................................................................................... 54

Figure 47: Paroi horizontale en béton lourd avec un doublage en sous-face ....................................... 54

Figure 48: Paroi horizontale en béton lourd avec une chape flottante ................................................ 55

Figure 49: Tuyaux en Friaphon .............................................................................................................. 58

Figure 50: Attentes bouchées avec du scotch ....................................................................................... 58

Figure 51: Schéma de la mise en place des essais ................................................................................. 59

Figure 52: Photo du tuyau au N+2 ......................................................................................................... 59




Figure 56: Rebouchage des percements avec du mortier ..................................................................... 60

Figure 57: Essai 1 au N+3, niveau de bruit équivalent Leq par rapport au temps ................................ 60




Figure 61: Essai 1, N+2, Spectre équivalent au niveau de bruit représenté en dessous ....................... 62

Figure 62: Essai 3, N+4, histogramme de l'évacuation des eaux usées ................................................ 63

Figure 63: Essai 3, N+2, histogramme de l'évacuation des eaux usées ................................................ 63


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12. ANNEXE

Annexe 1 : Repérage des valeurs réglementaires d’isolement des façades

Annexe 2 : Recensement des planchers existants


ANNEXE 1 : Repérage des valeurs réglementaires d’isolement des façades


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ANNEXE 2 : Recensement des planchers existants


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Documents

PROJET DE FIN D’ETUDES - Catalogue des mémoires de ...eprints2.insa-strasbourg.fr/1103/1/RapportPFE_BON... · Essai in situ et calcul de R’ ... Le double mur ... A note ue l’entée