AcoustiqueGnralitsDfinition :Le son est une sensation auditive engendre par une onde acoustique qui rsulte d'une vibration de l'air (pression / dpression). La propagation du son se fait dans toutes les directions travers les gaz, les liquides et les solides selon des vitesses propres chaque milieu ( 340 m/s dans l'air).

Caractristiques :Le son est caractris par sa frquence en Hz (Hertz) et par son niveau de pression en dB (Dcibel).Pression

La frquence :Nombre de fluctuations de la pression par seconde, exprime en Hz. L'oreille humaine peroit les sons dont la frquence est situe entre 20 et 20000Hz. Les rglementations et les normes pour l' acoustique du btiment ne prennent en compte que les frquences comprises entre 100 et 5000 Hz.

Pression

Plus la frquence est leve plus le son est aigu.

Le niveau de pression :Un niveau de pression en dB quantifie l'amplitude d'un son.La pression acoustique s'exprime en Pa (Pascal). L'oreille humaine dtectant les sons dont l'amplitude varie de 2.10-5 20 Pa, une chelle logarithmique a t cre pour permettre de rduire l' tendue de pression. Lp = 20 log (P / P0 ) P : pression efficace mesure en Pa P0 : pression de rfrence 2.10-5 Pa

Niveau sonore en dB 120 100 80 60 40 20 0

Pression en Pa 20 2 0,2 0,02 0,002 0,0002 0,00002

Plus l'amplitude est leve plus le son est fort

Spectre de bruit :Le bruit est une superposition de sons diffrentes frquences , de diffrentes amplitudes. Le niveau de bruit, exprim en dB pour chaque frquence en Hz, reprsente le spectre de bruit.

ANALYSE PAR 1/3 D' OCTAVE

ANALYSE PAR BANDES D' OCTAVES

60 50 40 30 20 10 0

100

125 160

200

250

315 400

500

630

800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000

60 50 40 30 20 10 0

niveau (dB)

niveau (dB)

125

250

500 Frquence (Hz)

1000

2000

4000

Frquence (Hz)

4

AcoustiqueGnralitsECHELLE DE BRUITen dB Seuil de douleur

Avion au dcollageUsine bruyante

Marteau piqueurPoids lourd

Hurlements de bb

Tlvision dans un salon

Bureau calmeVent dans les arbres

Chambre calme la nuit

Seuil daudibilit

ADDITION DES NIVEAUX DE BRUITl'addition de niveau de pression en dB est diffrente d'une addition classique Addition de niveaux identiques

95 dB

95 dB

98 dB

Lp total = Lp + 10 log(nb de sources de bruit) = 95 +10 log2 = 98dB

Addition de niveaux diffrents

80 dB

95 dB

95 dB

Lp total = 10 log( 10Lpl/10) = 10 log(1080/10 +1095/10) = 95dB

5

AcoustiqueGnralits

Le comportement acoustique des parois :Lorsque l' nergie acoustique (nergie incidente) rencontre une paroi : une partie de l' nergie est rflchie par la paroi une partie de l' nergie est absorbe par la paroi une partie de l' nergie est transmise au travers de la paroi

Absorption acoustique :L' absorption acoustique a pour but d' amliorer le confort acoustique l' intrieur d' un local en minimisant l' nergie rflchie. La capacit d' une paroi absorber le bruit est caractrise par son coefficient d'absorption acoustique . Plus est proche de 1, plus la paroi est dite absorbante

Isolation acoustique :L' isolation acoustique a pour but d' empcher le bruit de passer travers une paroi en minimisant l' nergie transmise. La capacit d'une paroi la transmission des bruits ariens est caractrise par son indice d'affaiblissement acoustique R en dB, indice qui ne tient pas compte des transmissions latrales. Plus R est grand plus la paroi est performante

Isolation acoustique :But : Empcher le bruit de passer travers une paroi, minimiser l'nergie transmise Indice d'affaiblissement d'une paroi

Absorption acoustique :But : Amliorer le confort acoustique d'un local, optimiser L'nergie rflchie Cfficient d'absorption d'une paroi

R(dB)

Energie absorbe

Energie transmise

Energie r chie

6

AcoustiqueIsolementLES MESURES EN LABORATOIREUne paroi soppose plus ou moins la transmission des sons : il y a donc moins de bruit de lautre ct de la paroi. Exemple : - Atelier bruyant qui ne doit pas gner le voisinage. - Bureau prs dun aroport qui ne doit pas tre gn par le passage des avions.

La capacit dune paroi sopposer la transmission du bruit est caractrise par son : Indice dAffaiblissement : R R est le rsultat dune mesure en laboratoire sur un chantillon de 10 15 m2 plac entre deux salles.En simplifiant : - un bruit connu est mis dun ct, - on mesure le bruit reu de lautre ct, - la diffrence et un calcul donnent lisolement de la paroi, - les valeurs sont mesures diffrentes frquences entre 100 et 5000 Hertz - le rsultat est une courbe : R (dB) = f (Hz). Emission

dB

dB

Reception

dB

Spectre d'isolement

0

Hz

0

Hz

0

Hz

INDICE DE MESURE EN LABORATOIREIndice d'affaiblissement acoustique aux bruits ariens : Rw (C;Ctr) en dB RA = Rw + C en dB RA,tr = Rw + Ctr en dB C et Ctr tant des termes correctifs ajouter Rw, une quivalence avec les anciens indices Rrose et Rroute, peut tre tablie : RA ~Rrose -1 et Ra,tr ~ RrouteRemarque : La valeur d'isolement est valable dans les deux sens : intrieur extrieur

dBBruit rose

0 dB

Hz

Bruit route

0

Hz

INDICE DE MESURE IN-SITUIndice d'affaiblissement des bruits ariens : DnT,w (C;Ctr) en dB DnTA = DnT,w + C en dB DnT,A,tr = DnT,w + Ctr en dB

7

AcoustiqueIsolementLindice daffaiblissement R caractrise les performances dune paroi sopposer la transmission des sons. On peut matriser le niveau de bruit de lautre ct dune paroi. Exemple : un atelier a un niveau de bruit intrieur lev : - la rglementation impose de respecter en limite de proprit, un niveau ne pas dpasser - la paroi de latelier va permettre de diminuer la transmission du bruit.

En fonction : du spectre du bruit intrieur, du niveau de bruit respecter en limite de proprit, dun calcul prenant en compte la distance (paroi-limite), de la notion dmergence (bruit intermittent). Il est possible alors de dfinir le spectre disolement que doit avoir la paroi.

La paroi ntant pas homogne (bardage, couverture + translucide + ouvertures +...) cest grce aux indices R ou, mieux, aux spectres disolement que lacousticien dtermine lindice global de la paroi.

dB

X dB(A) Emission 0 HzDistanc e

dB

Rception

Le R global est trs influenc par le R le plus faible des composants. Rg = f(R1....R4)

e te d i Lim

t ri p pro

0

Y dB(A)

Hz

Dcret n 95-408 du 18-04-95Emission

dB

Emergence

0Niveau de bruit X1 db(A) Niveau de bruit X2 db(A)

Hz

Bruit

Emergence (5+C) dB(A) de 7h 22h Emergence (3+C) dB(A) de 22h 7h C : terme correctif qui tient compte du temps journalier d'existence du bruit Par exemple : C = 2 dB(A) si t bruit/jour = 1h C = 0 dB(A) si t bruit/jour > 4h

Rception

Emergence = (X1 - X2)dB(A)

8

AcoustiqueAbsorptionUne paroi peut absorber ou rflchir plus ou moins les sons (analogie avec la lumire : miroir ou tableau noir). Dans un local ayant des parois rflchissantes (cathdrales) on peut entendre plusieurs fois un son (cho). Le niveau de bruit est donc amplifi par rapport un local o les parois seraient absorbantes. Dans un local, il se passe un certain temps pour obtenir une chute de 60 dcibels aprs coupure de lmission sonore : ce temps est appel dure de rverbrationTr La mesure de cette dure de Rverbration est normalise. . Pour un local, la dure de Rverbration Tr est fonction de la nature de ses parois. Si les parois sont rflchissantes le Tr sera long , si elles sont absorbantes, le Tr sera court.

Exemple : - Dans le cas dun gymnase o labsorption acoustique a t nglige les moniteurs sont mal compris (brouhaha) - Salle de classe non traite, la communication est difficile, certaines syllabes sont dformes.

La capacit dune paroi absorber ou rflchir les sons est caractrise par son coefficient dabsorption w Le coefficient dabsorption w est le rsultat dune mesure en laboratoire sur un chantillon de 10 12 m2 plac dans une salle rverbrante (les parois sont rflchissantes)

En simplifiant : on mesure le Tr de la salle avec la maquette on mesure le Tr de la salle vide. la comparaison par calcul donne w du matriau test. les valeurs sont mesures diffrentes frquences entre 100 et 5000 Hertz. le rsultat est une courbe = f ( Hz) Cest le spectre dabsorption

Mesure Tr dans la salle avec maquette dB 60 dB Tr Temps

Mesure Tr dans la salle vide

Spectre dabsorption aprs calcul dB

60 dB

0

Tr

Temps

0

Hz

Remarques : Plus est grand, plus le matriau absorbe : le maximum thorique est = 1 Absorption totale = une fentre ouverte La mesure en laboratoire peut donner des valeurs de suprieures 1 : cest parfois le cas des profils nervurs dont la surface dveloppe est suprieure la surface projete prise en compte dans la mesure.

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AcoustiqueAbsorptionCoefficient dabsorption wLe coefficient dabsorption w caractrise les performances dune paroi absorber les sons. on peut donc matriser la dure de rverbration dun local en choisissant des produits en fonction de leur performance dabsorption.

Exemple : pour un gymnase, la rglementation (norme NF P 90.207) recommande une dure de rverbration moyenne fonction du volume du gymnase : les parois doivent tre plus ou moins absorbantes pour respecter cette dure de rverbration.

En fonction : du volume du gymnase, de la nature et la surface des parois, il est possible par calcul plus ou moins sophistiqu destimer la dure de rverbration. Les parois doivent galement avoir des fonctions esthtique, thermique, mcanique, de transparence : cest avec les valeurs des diffrents produits que lacousticien dtermine les surfaces traiter. Le local ne doit pas tre trait par excs : dure de rverbration trop faible = salle trop sourde : il faudra lever la voix pour communiquer, la sonorisation sera difficile et lintelligibilit ne sera pas optimise.

Longueur : 45 m Largeur : 28 m Hauteur moyenne : 9 m Volume : 11340 m3

Gymnase non trait Tr moyen = 5 secondes = trs sonore

Gymnase trait Tr moyen = 3 secondes = confortable

dB 60 dB

dB 60 dB

0

Tr = 5 sec

Temps

0

Tr = 3 sec

Temps

10

AcoustiqueBruit d' impactBRUIT D' IMPACT PLANCHERCette performance s'exprime sous la forme d'un niveau de bruit mesur Ln. Elle est mesure selon la norme EN ISO 140-6 pour les systmes de plancher. Le systme caractriser est intercal entre une chambre d'mission et une chambre de rception. Le bruit est produit par une "machine chocs normalise". A partir de la valeur mesure, on recalcule le niveau de bruit Ln,w selon la norme EN ISO 717-2. Exemple90 80 70 60 50 Ln en dB 40 30 20 10 0100 160 250 400 630 1000 1600 2500 4000

Mesure de Ln

Ln,w=86dB

Frquence en HZ

EVALUATION DU NIVEAU DE BRUIT D' IMPACT DE LA PLUIEExemple90 80 70 60 50 Li en dB 40 30 20 10 0100 160 250 400 630 1000 1600 2500 4000

Mesure de Li

Li = 66dB LiA = 65dB(A)

Frquence en HZ

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AcoustiqueRglementationAteliers, usinesLe code du travail (article 235.2.11-Arrt du 30.08.1990) impose, si le niveau de bruit est suprieur 85 dB, que les parois intrieures soient absorbantes au niveau acoustique de faon obtenir une dcroissance du niveau sonore par doublement de distance par rapport une source de bruit (DL). La rglementation : arrt du 20.08.1985, dcret du 05.05.1988, arrt du 01.03.1993, dcret du 19.04.1995, imposent de respecter vis--vis du voisinage, un niveau sonore en limite de proprit et une mergence par rapport au bruit rsiduel. Ceci conduit prvoir des faades et toitures assurant un isolement acoustique en fonction du type de bruit lintrieur et de la distance par rapport aux limites de la proprit.

Salles de sportLa norme NF P 90.207 concernant lacoustique des locaux sportifs demande des performances acoustiques au niveau de lenveloppe : isolement du bruit vis vis de lespace extrieur DnT, A,tr 30 dB dure de rverbration moyenne Tr 0,14 V1/3 Avec Tr = 1/6(Tr 125 Hz + Tr 250Hz + Tr 500Hz + Tr 1000Hz + Tr 2000 Hz + Tr 4000Hz)

Certains gymnases sont parfois utiliss pour des activits autres que le sport, activits pouvant tre bruyantes : il y a lieu den tenir compte pour lisolement acoustique de lenveloppe afin de ne pas gner le voisinage (voir salle polyvalente). La nouvelle rglementation soriente vers une valeur de dcroissance DL comme pour les ateliers.

PiscinesDans une piscine, la matrise de la dure de rverbration est ncessaire dans la zone du bassin. La toiture peut contribuer matriser cette dure de rverbration dans certaines conditions dhygromtrie, avec des isolants thermiques et des revtements appropris.

Salles polyvalentesEn fonction de limplantation dans un milieu urbain et/ou dactivit bruyante des heures tardives, il est ncessaire de raliser une enveloppe assurant un bon isolement acoustique pour ne pas gner le voisinage. (cf. rglementation au paragraphe Ateliers, usines). Penser au problme du parking qui peut tre galement une gne pour lentourage ! Pour les locaux diffusant de la musique amplifie voir le dcret 98.1143 du 15.12.1998.

Btiments scolaires, htels, tablissements de santLa rglementation (arrt du 25.04.2003) indique les caractristiques acoustiques des diffrents locaux (salle de cours, restaurants, praux, circulation) pour lisolement acoustique entre locaux et vis--vis de lextrieur ainsi que pour les dures de rverbrations.

HabitationsLa rglementation concernant lacoustique dans les immeubles dhabitation et les logements individuels est trs importante : arrt du 28.10.1994 (N.R.A) modifi au 01.01.2000. Il faut en particulier un isolement bien adapt en faade et toiture : fonction de limplantation dans lenvironnement (P.O.S) et un isolement rglementaire entre logements : parois, sparateur, cloisons, planchers, liaisons planchers-cloison-faade.

Dveloppement durableLe bruit a fait partie des thmes du grenelle de l'environnement et une table ronde lui a t consacre (qualit de l'air et acoustique). Il est envisag, l'article 6 du projet de loi, la cration d'un programme visant tablir une filire de rnovateurs de btiment associant les comptences ncessaire la rnovation thermique et la rnovation de la qualit acoustique. Par ailleurs, parmi les 14 cibles de la certification HQE, la cible 9 vise le confort acoustique en vue de crer un environnement intrieur satisfaisant.

Exemples de solutionsLes systmes de toiture GLOBALROOF CN 1114I ou GLOBALROOF CIN 327 TP associs aux systmes de bardage GLOBALWALL CIN 327 P permettent de traiter correctement l'absorption acoustique l'intrieur de locaux tels que les ateliers, usines, gymnases, salles de sports, etc... Le systme de toiture GLOBALROOF HAIRAQUATIC CN 118 permet de traiter correctement l'absorption acoustique l'intrieur de locaux forte ou trs forte hygromtrie tels que les piscines, les teintureries, les papeteries, etc... Les systmes de toiture GLOBALROOF CIN 325 P ou GLOBALROOF CIN 338TP associs aux systmes de bardage GLOBALWALL CIN 338 B permettent de traiter correctement l'absorption acoustique l'intrieur de locaux tels que les salles polyvalentes, les salles de spectacles ou les salles plurifonctionnelles. Par ailleurs, ces systmes ayant des indices d'affaiblissement acoustiques levs, ils permetteront de ne pas gner le voisinage par des nuisances sonores lors de manifestations ou de spectacles qui gnreront du bruit des heures tardives.

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AcoustiqueTableau rcapitulatif systmes et valeurs usuellesISOLEMENTRfrence Indice d'affaiblissement Rw (C;Ctr) R rose R route en dB en dB(A) en dB(A)39 42 46 36 33 37 40 32 0,30 0,65 0,60 0,60 0,60 0,65 0,75 0,75 0,80 0,95 0,95 0,95 0,85 0,75 ou 0,85 0,65 ou 0,80

ABSORPTIONCfficient d'absorption Rfrence

ISOLEMENTIndice d'affaiblissement Rw (C;Ctr) R rose R route en dB en dB(A) en dB(A)

ABSORPTIONCfficient d'absorption

w

w

GLOBALROOF - TOITURES AVEC ETANCHEITE40 (-2 ; -7) IN 210 A 43 (-2 ; -6) IN 210 E 46 (-1 ; -6) IN 210 F 36 (-1 ; -4) IN 211 A CN 112 CN 116 B CN 116 Pi CN 116 PR 41 (-2 ; -7) CN 114 B 39 (-1 ; -4) CN 118 CN 1115 i bitume 32 (-1 ; -4) 29 (0 ; -3) CN 1115 i PVC 32 (-1 ; -4) CN 1115 R1 CN 1115 R2 CN 1114 i bitume 36 (-1 ; -6) 36 (-2 ; -8) CN 1114 i PVC CN 1114 R 40 (-2 ; -7) CIN 321 Type P CN 100 Fi 47 (-2 ; -9) IR 221 56 (-1 ; -5) IN 228 49 (-3 ; -10) CIN 322 55 (-2 ; -8) CIN 325 Type P Cofradal 200 Cofradal 200 + Idv 30 + BA 13 Cofradal 200

SYSTEMES DE PLANCHERS (suite)58 (-1 ; -6) 64 (-2 ; -7) 72 (-6 ; -14) 58 63 67 52 57 58 0,85

+ Idr 20 + chape 50

Cofradal 200 perfo

40 39 32 30 32 36 35 39 46 56 48 54

34 34 28 26 28 30 29 33 40 51 41 47

GLOBALROOF - COUVERTURES NERVUREESIN 220 CN 125 Type P CN 125 RT CN127 IN 226 IN 227 CIN 327 T CIN 323 J CIN 338 T 42 (-4 ; -11) 36 (-2 ; -7) 36 (-2 ; -7) 36 (-2 ; -7) 50 (-2 ; -7) 54 (-2 ; -7) 43 (-3 ; -8) 47 (-2 ; -8) 48 (-2 ; -8) 39 35 35 35 49 53 41 46 47 32 29 29 29 44 48 35 39 40 0,75 0,85 ou 0,95 0,70

0,90 0,90 0,85

GLOBALWALL - BARDAGES0,90 IN 220 CN 120 Type P CN 125 Type P CN 125 RT IN 230 Hairaqua CIN 323 L CIN 327 CIN 338 B IN 226 IN 227 42 (-4 ; -11) 30 (-2 ; -7) 36 (-2 ; -7) 36 (-2 ; -7) 37 (-2 ; -7) 44 (-1 ; -7) 40 (-2 ; -7) 48 (-2 ; -8) 50 (-2 ; -7) 54 (-2 ; -7) 39 29 35 35 36 44 39 47 49 53 32 23 29 29 30 37 33 40 44 48 0,75 0,75 0,85 0,90 0,90 0,85

PANNEAU SANDWICHES COUVERTURE ET BARDAGEOndatherm Promisol Promline Frquencisol Hainaut Ep. 60 mm Promistyl feu 3003 BA/HBA Ep. 60 mm Promistyl feu 3003 B/HB 3506 Bi/HBi 3005 T Ep. 60 mm Promistyl feu 3003 B/HB 3506 Bi/HBi 3005 T Ep. 150 mm Ondatherm 1040 TSA Promisol 1003BA Ep. 60 mm

25 (-1 ; -3)

25

22

0,95 CR 111 Hairplan dco 30 (-1 ; -2) 30 28 CN Ecran 31 (-3 ; -4) 30 28

HABILLAGES INTERIEURS0,85 0,80

ECRAN ACOUSTIQUE30 (-2 ; -7) 29 23 0,85

VALEURS USUELLES DE REFERENCES ISOLEMENT0,50

27 (-1 ; -3)

27

24

Rfrence

Indice d'affaiblissement R rose en dB(A)56 45 57 48 16

SYSTEMES DE PLANCHERSCofrastra 70 dalle p. 13 cm Cofrastra 40 dalle p. 14 cm Cofrastra 40 dalle p. 14 cm + air + BA 13 Cofrastra 40 dalle p. 14 cm + Idv 60 + BA 13 49 (-1 ; -5) 51 (-3 ; -7) 56 (-6 ; -11) 49 49 52 43 43 44

Bton Ep. 16 cm (390 kg/m2) Bton Ep. 8 cm (195 kg/m2) Brique pleine Ep. 25 cm (480 kg/m2) Parpaing creux Ep. 16 cm (230 kg/m2) Tuile terre cuite 56 kg/m2

65 (-4 ; -10)

62

56

13