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Bruxelles Environnement
Réverbération et absorption acoustique
Solutions pratiques et matériaux
Manuel VAN DAMME
Acoustical Expert – VK Group
Formation Bâtiment Durable :
ACOUSTIQUE DU BÂTIMENT
Objectif(s) de la présentation
● Comprendre et appliquer correctement les
différents types d’absorbants acoustiques en vue
de diminuer le temps de réverbération
2
● Mécanismes de l’absorption acoustique,
● Absorbants poreux,
● Membranes,
● Résonateurs,
● Systèmes mixtes.
Plan de l’exposé
3
10 100 1000 10000 f[Hz]
a
0.0
0.5
1.0
C
B
A
A. ABSORPTION POREUSE
Matériaux poreux non recouverts
HAUTES FRÉQUENCES : ≥ 1400 Hz
B. RÉSONATEURS PERFORÉS
Matériaux poreux derrière des panneaux perforés
MOYENNES FRÉQUENCES : 300 Hz – 1500 Hz
C. DIAPHRAGMES - RÉSONATEURS
MEMBRANES
Matériaux poreux derrière des panneaux non
perforés (p.ex. multiplex)
BASSES FRÉQUENCES : < 300 Hz
A B C
4
Principe des mécanismes d’absorption
Tous les absorbants acoustiques sont
des isolants thermiques, mais l’inverse
n’est pas vrai: les isolants à cellules
fermées n’absorbent pas le son.
Attention ! Il n’est pas toujours facile
de distinguer les mousses à cellules
ouvertes et à cellules fermées.
Isolants thermiques vs. absorbants acoustiques A
polystyrène PIR EPDM polyéthylène
7
Absorbants poreux
les matériaux poreux écologiques Tous les matériaux naturels fibreux fonctionnent également en absorption acoustique
A
www.lamaisonnature.ch
8
Absorbants poreux
Pour être efficace, la couche de matériau
poreux doit être égale au moins à un
quart de la longueur d’onde l (l = 340/f).
Très efficace pour les hautes fréquences.
Problème pour les basses fréquences :
à 100 Hz il faudrait donc 85 cm
d’épaisseur d’absorbant…
plus le matériau sera épais, plus il sera efficace dans les basses fréquences
Au-delà de 5000 Hz : absorption possible par les revêtements de sol poreux (moquette, tapis…), les
vêtements, les tentures…
Influence de l’épaisseur du matériau A
9
Absorbants poreux
(a)
(b)
Faux-plafonds en matériaux poreux : intérêt d’avoir un plenum derrière ceux-ci pour permettre une meilleure
absorption des basses fréquences.
Influence d’un plenum derrière l’absorbant A
10
Absorbants poreux
Revêtements muraux absorbants A
Simone Pheulpin
Anne Kyyrö Quinn
Ronan et Erwan
Bouroullec
Anne Kyyrö Quinn
20
Absorbants poreux
Ecrans de séparation absorbants A
Attention: dans les grands espaces, si le plafond est
réfléchissant, des écrans absorbants ne suffisent pas
traiter aussi le plafond
21
Absorbants poreux
Sur support rigide: αw = 0.4 (1 cm) à 0.7 (3 cm)
Sur support souple : αw = 0.6 à 0.9 (en fonction de l’ép.)
Sur plaques de plâtre suspendues : gains 125 Hz - 250 Hz
25
Enduits absorbants
Absorbants poreux
10 100 1000 10000 f[Hz]
a
0.0
0.5
1.0
C
B
A
A. ABSORPTION POREUSE
Matériaux poreux non recouverts
HAUTES FRÉQUENCES : ≥ 1400 Hz
B. RÉSONATEURS PERFORÉS
Matériaux poreux derrière des panneaux perforés
MOYENNES FRÉQUENCES : 300 Hz – 1500 Hz
C. DIAPHRAGMES - RÉSONATEURS
MEMBRANES
Matériaux poreux derrière des panneaux non
perforés (p.ex. multiplex)
BASSES FRÉQUENCES : < 300 Hz
A B C
27
Principe des mécanismes d’absorption
Coefficient d’absorption des diaphragmes
Diaphragmes ou panneaux acoustiques
= panneaux placés à une distance d’un mur.
Vibrations sonores vibration du panneau + de la lame d’air
masse lourde, vibre en basses fréquences.
Domaine d’action : BASSES FREQUENCES,
surtout à la fréquence propre du panneau :
Avec : d : distance par rapport au mur (m),
ρs : masse par unité de surface du panneau (kg/m²).
Exemple :
Soit un panneau de contreplaqué tel que ρs = 5 kg/m², à 8 cm du mur sa fréquence propre = 95 Hz.
Si on place un matériau absorbant entre le panneau et le mur absorption sur une zone fréquentielle plus large.
df
s
60
0
C
28
Membranes
Réverbération à l’intérieur des locaux
Panel resonators
Suspended ceilings
Access floors
Wall linings
Mostly combined with other absorption mechanisms
Covered with porous material to add high frequency absorption
No influence from paint, varnish, wallpaper, …
C
29
Réverbération à l’intérieur des locaux
Applications
Membranes
Diaphragmes ou panneaux acoustiques = panneaux placés à une distance d’un mur.
Coefficient d’absorption pour des matelas de
laine minérale habillés avec une membrane
(0.15 kg/m²) en chambre réverbérante.
Pointillés …. Membrane directement placée
sur 1.5 cm de laine minérale, directement sur la
paroi de béton;
Ligne pointillée ------ Membrane directement
placée sur 3 cm de laine minérale, directement
sur la paroi de béton;
Ligne pleine ____ Membrane directement
placée sur 7 cm de laine minérale, directement
sur la paroi de béton.
C
30
Coefficient d’absorption des diaphragmes
Membranes
Réverbération à l’intérieur des locaux
Résonateur ponctuel (de Helmholtz) = élément formé d’un goulot et
d’une cavité (exemple : bouteille)
Vibrations sonores vibration à la fréquence propre Amplification à courte distance, Atténuation à une distance plus éloignée.
Principe : il “prend” de l’énergie dans la salle pour réaliser l’amplification
à proximité du goulot. Bilan énergétique total de la salle : moins
d’énergie à cette fréquence dans le reste de la salle.
On peut l’assimiler à une masse sur ressort.
Domaine d’action : FREQUENCE PROPRE DU SYSTEME :
Avec : S : surface du goulot,
l : longueur du goulot,
P0 : pression atmosphérique statique (101 325 Pa),
V : volume de la cavité (hors goulot),
ρ0 : masse volumique de l’air (1.2 kg/m³ à 20°C),
γ : constante thermodynamique = 1.4.
lV
SPf
0
0
0
2
1
B
31
Coefficient d’absorption des résonateurs
Résonateurs
Réverbération à l’intérieur des locaux
Résonateur de Helmholtz
B
40 000 résonateurs acoustiques pour limiter les
effets de résonance dans la nef du musée d’Orsay
Vase de Vitruve
32
Réverbération à l’intérieur des locaux
Coefficient d’absorption des résonateurs
Résonateurs
Résonateur de Helmholtz
On peut le combiner à un absorbant
B
33
Coefficient d’absorption des résonateurs
Résonateurs
Réverbération à l’intérieur des locaux
(a)
(b)
Intérêt d’un matériau
poreux dans le creux
B
35
Combinaison d’un matériau poreux avec un
résonateur
Systèmes mixtes
B
brique perforée - Terreal
tôle perforée 42
Combinaison d’un matériau poreux avec un
résonateur
Systèmes mixtes
Le traitement d’un local peut faire appel à une combinaison des trois techniques :
43
Coefficient d’absorption des matériaux
Systèmes mixtes
Le traitement d’un local peut faire appel à une combinaison des trois techniques :
44
Coefficient d’absorption des matériaux
Systèmes mixtes
http://www.ruaud.com/
http://www.doxacoustics.com/
http://www.bruynzeelmultipanel.com/
http://www.abbarrisol.com/
http://www.sto.at/
http://www.rockfon.be
http://www.decoustics.com
www.ecophon.com
www.doxacoustics.be
www.caldic.be
http://www.texaa.com
45
Informations sur les produits absorbants (liste non exhaustive)
Guide du bâtiment durable www.ibgebim.be
Accès direct via : guidebatimentdurable.bruxellesenvironnement.be
Outils, sites internet, etc… intéressants :
46
· FR :
Guide Bâtiment durable, Fiche: G_WEL01 assurer le confort
acoustique
http://guidebatimentdurable.bruxellesenvironnement.be/fr/g-wel01-
assurer-le-confort-acoustique.html?IDC=1048&IDD=6179
· NL :
GIDS DUURZAME GEBOUWEN, Fiche: G_WEL01 Het akoestisch
comfort verzekeren
http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be/nl/g-wel01-het-
akoestisch-comfort-verzekeren.html?IDC=1048&IDD=6179
ACOUSTIQUE PRATIQUE – J. Desmons – EDIPA, Paris – 2004.
L’ACOUSTIQUE DU BÂTIMENT PAR L’EXEMPLE – M. Meisser
– Le Moniteur, Paris – 1994.
ACOUSTIQUE PRATIQUE – J. Desmons – EDIPA, Paris – 2004.
BOUWAKOESTIEK – G. Vermeir – Faculteit Toegepaste
Wetenschappen, K.U. Leuven – 2003.
CORRECTION ET ISOLATION ACOUSTIQUE – J. Boeckstael /
M. Van Damme – Institut Supérieur Industriel de la Communauté
Française, Mons – 1999.
LA PRATIQUE DE L’ISOLATION ACOUSTIQUE DES
BÂTIMENTS – J. Pujolle – Editions du Moniteur, Paris – 1978.
ZAALAKOESTIEK – D. De Vries – Hogere Cursus Akoestiek,
Antwerpen – 2002.
Articles et conférences du CSTC 2001-2014 – www.cstc.be –
www.normes.be
Outils, sites internet, etc… intéressants :
47
Contact
Manuel VAN DAMME
Acoustical Expert
Coordonnées :
: 0478/98.98.42
E-mail : [email protected]
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