4 Correction Acoustique[1]

COURS D’ACOUSTIQUE DU BATIMENT

COURS D’ACOUSTIQUE DU BATIMENT

Chapitre 1 : NOTIONS DE BASE

Chapitre 2 : LES SOURCES DE BRUIT

Chapitre 3 : ISOLATION ACOUSTIQUE DES PAROIS

Chapitre 4 : ACOUSTIQUE DES LOCAUX – CORRECTION ACOUSTIQUE

Chapitre 5 : ACOUSTIQUE DES LOCAUX – ISOLEMENTS AUX BRUITS AERIENS

Chapitre 6 : ACOUSTIQUE DES LOCAUX – ISOLEMENTS AUX BRUITS D’IMPACTS ET D’EQUIPEMENTS

Chapitre 4 : ACOUSTIQUE DES LOCAUXCORRECTION ACOUSTIQUE


3. PERCEPTION DU SON DANS UNE SALLE

1. REFLEXION ET ABSORPTION DES MATERIAUX

1.1 Définitions

1.2 Différents types de matériaux absorbants

1.3 Valeurs de coefficients d'absorption αααα et d'aires d'absorption

équivalentes A

2. TEMPS DE REVERBERATION D'UNE SALLE

2.1 Définition

2.2 Formule de Sabine

2.3 Mesure du coefficient d'absorption d'un matériau

4. LES PRINCIPES DE LA CORRECTION ACOUSTIQUE

4.1 Temps de réverbération optimum d'une salle

4.2 Etude du traitement acoustique

4.3 Diminution du niveau sonore par correction acoustique

Chapitre 4. ACOUSTIQUE DES LOCAUX CORRECTION ACOUSTIQUE

Chapitre 4. ACOUSTIQUE DES LOCAUX CORRECTION ACOUSTIQUE

La correction acoustique traite de l'ambiance sonore d'un local où se trouvent en même temps la source du bruit et les occupants.

Selon l'usage du local l'objectif est :- soit d'améliorer les qualités d'écoute (salles de spectacle, de

conférence ou d'enseignement…),

- soit de diminuer le niveau sonore (locaux industriels, ateliers, bureaux, circulations communes…),

- soit les deux, en diminuant le bruit et en favorisant l’écoute (salles de sport, restaurants…).

La correction acoustique dépend :

- du volume et de la forme du local (généralement donnés),

- des matériaux constituant les parois.

1. Réflexion et absorption des matériaux 1. Réflexion et absorption des matériaux

1.1 Définitions

Domaine dela correctionacoustiqueDomaine de

l'isolationacoustique

Coefficient d’absorption αααα

Coefficient de transmission

(1) incidente énergie(2) transmise énergie====ττττ

Coefficient d'absorption

(1) incidente énergie(4) absorbée énergie====αααα

0 < αααα < 1

αααα = 0 : matériaux parfaitement réfléchissants (lisses et durs),

αααα = 1 : matériaux totalement absorbants (souples et poreux),

αααα est fonction de la fréquence.

Aire d’absorption équivalente A

L’aire d'absorption équivalente (A) est l'aire qu'aurait un matériau (de surface S) s'il était parfaitement absorbant (αααα = 1).

A = αααα S

Dans le cas d'une salle : ii

i S A ∑∑∑∑ αααα====


Matériaux fibreux et à porosité ouverte

Cas de la laine de verre ou de roche

Absorbent les fréquences aiguës

Panneaux fléchissants ou membranes

Les résonateurs

Cas de plaques en bois ou en plâtre placées àune certaine distance de la paroi

Absorbent les fréquences graves

Plaques (en bois, plâtre ou métal) perforées

Absorbent les fréquences moyennes

Murs décoratifsPlafonds acoustiques

Murs acoustiques

Pas de plaques de plâtre devant le matériau

absorbant

1.3 Exemples de valeurs de αααα et de A

Aire d'absorption équivalente A (m2)

Personne assise

Personne assise sur siège capitonné

0,36

0,36

0,45

0,4

0,5

0,46

0,5

0,48

Coefficient d'absorption αααα

250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz

Murs et plafonds Plâtre peint

Vitrages

Porte bois traditionnelle

Rideaux lourds Plafond acoustique

0,01

0,25

0,11 0,31 0,28

0,02

0,18

0,1 0,49 0,78

0,03

0,12

0,19 0,5

0,75

0,04

0,07

0,08 0,56 0,79

Sols Parquet collé

Carrelage

Moquette sur béton

0,04

0,08

0,08

0,06

0,02

0,21

0,06

0,03

0,26

0,06

0,04

0,27






1.1 Définitions



équivalentes A

2.1 Définition







2. Temps de réverbération d'une salle 2. Temps de réverbération d'une salle

2.1 Définition

Réverbération = persistance d'un bruit dans un local après arrêt de la source.

Conséquence : écho

Si la différence de temps entre les trajets acoustiques SPR et SR est supérieure à 0,05 s, l'oreille perçoit deux sons distincts (phénomène d'écho).

⇒ superposition de syllabes et difficultéd'intelligibilité.Source sonore (S)

Réception (R)

P

Temps de réverbération = temps que met le niveau sonore pour décroître de 60 dB.

I décroît exponentiellement

Emission :

Réception :

Enregistreur graphique ou logiciel d'acquisition.

Exemples (à 1000 Hz)

Cathédrale : T ≅ 6 s

Logement normalement meublé : T ≅ 0,5 s.

T varie avec la fréquence.

T

Bruit de fond

60 d

B

temps

Arrêt de la source

dB

Détermination expérimentale

Energie puissante et arrêt instantané(pistolet d'alarme ou générateur de bruit).

L'énergie est devenue le millionième de sa valeur initiale.

⇒⇒⇒⇒ L décroît linéairement


T = fonction de l'aire absorption équivalente (A) et du volume du local (V).

Nombreuses relations reliant ces trois facteurs : formules de Millington, Eyring, Pujolle,.. mais celle qui fait référence est la formule de Sabine.

)m(

)m()s(

2

3

A

V 16,0T ====

Cette formule est la plus utilisée.

Résultats acceptables dans le cas de locaux courants et de matériaux ayant des coefficients d'absorption relativement faibles.

Les coefficients d'absorption des matériaux sont déterminés en laboratoire au moyen de cette même formule.

C'est la raison pour laquelle les coefficients αααα sont appelés également "αααα Sabine".

2.3 Mesure du coefficient d'absorption α α α α d'un matériau

La mesure s'effectue dans une salle réverbérante dont le temps de réverbération est relativement grand :

T > 4s pour graves et médiums, T > 3s pour les aigus.

Les parois de cette salle sont réalisées en matériaux très réfléchissants (béton lisse par exemple) et ne doivent pas être parallèles.

La détermination du coefficient d'absorption αααα d'un matériau consiste àmesurer le temps de réverbération de la salle nue, puis celui de la salle contenant une certaine surface du matériau étudié.






1.1 Définitions



équivalentes A

2.1 Définition







3. Perception du son dans une salle 3. Perception du son dans une salle

Perception du son dans une salle = champ direct + champ réverbéré.

Nous avons établi (chapitre 2 : "Sources de bruits") la relation donnant le niveau sonore L perçu en un point d'une salle en fonction du niveau de puissance acoustique de la source Lw, de la distance à la source r, du facteur de directivité Q et des caractéristiques R

ldu local.

)R4

r 4

Q( log 10LL

2wl

++++ππππ

++++====

avec : AS

ASR

−−−−====l

: caractéristique d'un local (m2)

∑∑∑∑====i

iSS : somme des surfaces intérieures du local

ii

i S A ∑∑∑∑ αααα==== : aire d'absorption équivalente du local

Des abaques permettent de calculer L en fonction des autres paramètres de la formule et des caractéristiques des locaux.

Local très réfléchissant : église, atelier, salle de sport, piscine…Local réfléchissant : musée …Local moyen : bureau, bibliothèque, habitations…Local sourd : salle de réunions, restaurant…Local très sourd : studio de radio, TV, enregistrement…






1.1 Définitions



équivalentes A

2.1 Définition







4. Les principes de la correction acoustique 4. Les principes de la correction acoustique

4.1 Déterminations préalables

Temps de réverbération optimum d’une salle

Des abaques donnent le temps de réverbération optimum d’une salle Topt en fonction de son volume et de son utilisation (parole, musique, etc…).

Topt multiplié par 1,2 à 125 Hz et 1,1 à 250 Hz.

optopt T

V16,0A ====

0,20,40,60,8

11,2

1,41,61,8

22,2

100 200 400 800 1600 3200 6400

parolemusique légèremusique symphoniquemusique religieuse

Volume de la salle (m3)

Top

tà

1000

Hz

(s)

Surface et nature des parois avant traitement

Détermination théorique ou expérimentale de l'aire d'absorption équivalente initiale A0 du local vide avant traitement.

Mobilier et occupants

La salle sera meublée et occupée lors de son utilisation.

Une pièce d'habitation normalement meublée, de dimensions courantes, ne nécessite pas de traitement acoustique.

Dans le cas de salles de spectacle, le temps de réverbération ne doit pas dépendre du nombre d'occupants (chaque fauteuil doit être aussi absorbant qu'un spectateur).

Soit Amob+occ l'aire d'absorption équivalente apportée par le mobilier et les occupants.

Remarques

4.2 Traitement acoustique

Choix des absorbants

Pour atteindre Topt, l'aire d'absorption équivalente des matériaux à ajouter aux parois est la suivante :

Aà ajouter aux parois = Aopt - Amob+occ- A0 = αααα1 S1 + αααα2 S2 + ….

Le calcul doit être fait au moins dans la gamme des fréquences graves, médiums et aiguës.

Les absorbants étant plus ou moins sélectifs, l'emploi d'un seul matériau n'est en général pas satisfaisant.

A0+Amob+occ+ αααα1 S1 + αααα2 S2

A0 A0+Amob

A0+Amob+occ

Position des absorbants

Pour éviter les réflexions multiples sur les parois parallèles ou adjacentes, il suffit de traiter dans une pièce de forme parallélépipédique, trois faces adjacentes.

Chaque cas est à traiter de manière logique ; on ne traitera pas de la même façon une salle de conférence et un bureau.

Classe avant traitementClasse après traitement

Réflecteurs

Absorbants

Plafond absorbant + baffles suspendus (ateliers, cantines)

Amphithéâtre

Traitement acoustique d’un atelier

4.3 Diminution du niveau sonore par correction acou stique

La pose de matériaux absorbants sur les parois permet de diminuer une partie de l'énergie sonore réfléchie et de réduire ainsi le niveau sonore dans le local.

La réduction ∆L est égale à :

120

010

Ilog10L −−−−==== : niveau sonore avant traitement

1210

Ilog10L −−−−==== : niveau sonore après traitement

0LLL −−−−====∆∆∆∆ )0( II

log100

<<<<====

L’intensité sonore, dans une pièce, étant inversement proportionnelle àl'aire d'absorption équivalente :

AA

II 0

0====

AA

log10L 0====∆∆∆∆⇒⇒⇒⇒

∆L est une valeur moyenne qui ne tient compte ni de la distance entre la source et le point d'écoute, ni de la directivité de la source.

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