Les murs anti-bruit et les matériaux absorbants

VADEMECUM DU BRUIT ROUTIER URBAIN

VOLU

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Les murs anti-bruit et les matériaux absorbants

11

CLEF

DE

LECTU

RE La fiche consiste en un texte ordonné et continu sur sa partie de droite.

Les encadrés de la partie de gauche apportent un complément d'information.

fichex

Le lecteur peut se reporter à l'encadré situé sur la page de gauche constituant un complément d’information au texte figurant en CARACTÈRES GRAS, en MAJUSCULES

et en MAUVE.

Le lecteur peut se reporter à la fiche x spécifiée au centre du pictogramme pour de plus amples informations.

Les chiffres x en exposant renvoient aux ouvrages référencés en fin de fiche.Texte x

Mise en évidence d’une notion ou d’un élément important.Texte

Mot ou concept suivi de sa définition.Texte

TABLE DES MATIÈRES

Introduction ....................................................................................................................................................... 3

Quels sont les facteurs déterminant l'efficacité d'un écran antibruit ? ............................................................... 5

Couverture d’un axe routier ou tunnel .............................................................................................................. 13

Quels sont les différents matériaux et systèmes utilisés pour atténuer le bruit du trafic ? .............................. 17

Installation d'écrans antibruit ............................................................................................................................. 31

Coût d'un écran antibruit.................................................................................................................................... 33

Intégration des écrans antibruit dans le paysage ............................................................................................... 35

Références ....................................................................................................................................................... 36

LES MURS ANTIBRUIT ET LES MATÉRIAUX ABSORBANTS2

3LES MURS ANTIBRUIT ET LES MATÉRIAUX ABSORBANTS

INTRODUCTION

Les écrans antibruit sont des éléments installés le plus souvent le long d'une voie de circulation pour créer deszones plus calmes à l'arrière. L'efficacité d'un écran antibruit dépend de nombreux facteurs, mais un tel écran nepermet jamais de rendre le bruit du trafic tout à fait inaudible. Il existe plusieurs formes et matériaux d'écransantibruit.

Cette fiche apporte notamment une réponse aux questions suivantes:

Quels sont les facteurs déterminant l'efficacité d'un écran anti-bruit ?

Quels sont les différents types d'écrans antibruit ?

Quels sont leurs avantages et leurs inconvénients ?

Quels sont les problèmes spécifiques inhérents aux bouchesde tunnel et comment y remédier ?

Quel est le coût des différentes solutions envisageables ?

En vertu d'un principe universel de l'acoustique environnementale,les mesures de lutte antibruit les plus efficaces sont mises enœuvre le plus près possible de la source.

Mais avant d'installer des écrans antibruit, il faut déterminer s'il est possible d'atténuer le bruit généré par le tra-fic proprement dit, notamment en rendant le revêtement plus silencieux, en réduisant la vitesse des véhicules,etc. S'il s'avère impossible d'atténuer le bruit à la source et d'installer des écrans antibruit, on peut encore envi-sager de prendre des dispositions chez l'intéressé lui-même, en posant des vitrages d'isolation acoustique parexemple. Cette solution est généralement la plus coûteuse.

fiches7-8-9


LE CHOIX DE L'ÉCRAN DÉPEND DE LA FRÉQUENCE

Il est plus aisé de faire écran aux sons à haute fréquencequ'aux sons à basse fréquence. En plus de la hauteur de l'écran et des positions relatives de la source de bruit et durécepteur par rapport à l'écran, la fréquence du bruit émispar la source est donc également déterminante. La formu-le de Maekawa permet d'appréhender la réduction sup-plémentaire du niveau de pression acoustique obtenuegrâce à l'installation d'un écran. Cette formule s'applique àdes écrans de longueur infinie (il s'agit d'une bonne appro-che lorsque la distance observateur – écran est beaucoupplus petite que la longueur de l'écran).

Il convient d'abord de calculer N, le nombre de Fresnel: N = (2/λ) x (d1 + d2 – d3)

où λ est la longueur d'onde du son et d1, d2 et d3 repré-sentent les distances, telles qu'illustrées sur la figure ci-des-sous.Soulignons que le nombre de Fresnel dépend de la fré-quence du son. Plus la longueur d'onde est élevée, plus lenombre de Fresnel est petit. Le diagramme de droite per-met de lire la réduction du niveau de pression acoustique.

Supposons qu'une source sonore se trouve à 3 m d'un écran haut de 3 m et émet un son dont la fréquence (f) estégale à 1000 Hz. Un observateur se trouve de l'autre côté de l'écran, à une distance de 3 m également. L'observateuret la source se trouvent à 1 m au-dessus du sol. Dans ce cas, d1, d2 et d3 sont respectivement égales à 3,6 m, 3,6 met 6 m. La longueur d'onde λ est c/f = (343 m/s)/(1000/s) = 0,34 m (c = 343 m/s est la vitesse du son à 20°C). Lenombre de Fresnel est alors calculé comme suit: N = (2/0,34) x (3,6 + 3,6 – 6) = 7,05. Le graphique ci-dessus per-met de lire immédiatement que si N = 7, l'atténuation de bruit due à l'écran correspond à 22 dB.


QUELS SONT LES FACTEURS DÉTERMINANT L'EFFICACITÉD'UN ÉCRAN ANTIBRUIT ?

Les facteurs suivants déterminent l'efficacité d'un écran antibruit:La distance entre la route et l'écran, entre l'écran et le récepteur, ainsi que la hauteur de l'écranLa hauteur tonale du son à atténuerLes conditions météorologiques: vent et inversion de températureLes propriétés absorbantes de l'écranLe poids par m2 (densité) de l'écranLa forme de l'écranLa position de la route par rapport au niveau du sol environnant.

Ces facteurs sont abordés en détail dans les pages suivantes.

DISTANCE ENTRE LA ROUTE ET L'ÉCRAN, ENTRE L'ÉCRAN ET LE RÉCEPTEUR, HAUTEURDE L'ÉCRANCes paramètres sont extrêmement importants: la hauteur de l’écran est le paramètre de base auquel on pense.Plus il est haut, plus il est efficace. Mais il faut aussi veiller à ce que la DISTANCE route-écran (ou la distance écranrécepteur) soit la plus réduite possible. L'atténuation du bruit est maximale lorsque ces deux distances sont rédui-tes. Dans la pratique, l'écran est installé le plus près possible de la route pour obtenir un effet d'atténuation maxi-mal (figure en bas à gauche). Placer un écran à distance égale de la source et du récepteur est la solution la moinsefficace (figure de droite).

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Les écrans placés le long d'une route protègent uniquement les habitations proches de ces écrans. Les habita-tions situées à plus de quelques centaines de mètres des écrans ne constatent aucun effet.


LA HAUTEUR TONALE DU SON À ATTÉNUERUn même écran sera moins efficace pour atténuer les sons sourds (le bruit produit par un poids lourd, par exem-ple) que les sons aigus (le bruit produit par un vélomoteur, par exemple).

CONDITIONS MÉTÉOROLOGIQUES: VENT ET INVERSION DE TEMPÉRATURELe vent qui souffle de la source sonore vers le récepteurpeut pratiquement réduire à néant l'effet d'atténuationacoustique dû à l'écran. Le vent recourbe en effet la direc-tion de propagation des longueurs d'onde vers le sol. Leson peut alors passer aisément au-dessus de l'écran, étantdonné que les directions de propagation ne sont plus rec-tilignes par rapport à la source mais subissent un fléchissement.L'inversion de température recourbe les rayons sonores vers la surface de la terre et peut aussi réduire tempo-rairement l'efficacité des écrans antibruit. L'inversion de température est un phénomène naturel, survenant le plussouvent durant les chaudes soirées d’été. Dans ce cas, la température augmente progressivement dans les cou-ches supérieures de l'atmosphère.

PROPRIÉTÉS ABSORBANTES DE L'ÉCRANUne surface est dite absorbante lorsque l'énergie sonore inci-dente n'est pas réfléchie, mais transformée en chaleur. L'absorption acoustique a notamment une grande importancelorsque des écrans antibruit sont placés de part et d'autre d'uneroute. L'absorption assurée par l'écran permet d’empêcher desréflexions de bruit répétées entre la source et l'écran. Un écran doté de propriétés d'absorption acoustique du côtéde la route permet aux habitations situées de l'autre côté de nepas subir de nuisances additionnelles dues aux réflexions dubruit du trafic sur l'écran.

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INFLUENCE DE LA VÉGÉTATION

La végétation n'est guère efficace comme barrière antibruit. Toutefois, la plantation d'une végétation très dense per-met d'obtenir une légère diminution du bruit. Le tableau ci-dessous montre que les sons à fréquences plus élevéessont mieux absorbés que les sons à fréquence graves.i

Fréquence moyenne de bande d'octave (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000

Absorption par 100 m de végétation dense (dB) 3 5 7 9 12 15

La gamme de fréquences du bruit du trafic est généralement comprise entre 500 et 1500 Hz. Dans ce cas, la réduc-tion de bruit est de 7 à 10 dB par 100 m de végétation dense. Cette atténuation reste néanmoins inférieure à celleobtenue avec un écran antibruit de 3 m de hauteur où:n la distance entre l'écran et la source est de 6 m,n la distance entre l'écran et le récepteur est de 20 m etn la hauteur de la source comme du récepteur est de 1 m. Si la fréquence dominante du bruit du trafic est égale à 500 Hz, un tel écran antibruit assure en effet une réductiond'environ 13 dB.

LES TALUS

Un talus est moins efficace qu'un écran vertical pour deux raisons:n La diffraction opérée en haut du talus est plus forte que celle mesurée en haut d'un écran vertical. La diffraction

est la capacité d'une onde à contourner un obstacle. Ce phénomène survient lorsque la longueur d'onde du sonn'est pas beaucoup plus petite que les dimensions de l'obstacle. Pour un talus présentant un angle d'ouverture de45° entre les deux versants du talus, l'atténuation est inférieure d'environ 2 dB(A) à celle obtenue avec un écranmince de même hauteur, en raison de la diffraction accrue.

n Étant donné que le pied d'un talus occupe davantage de place qu'un écran, le haut du talus est inévitablement pluséloigné de la source et/ou du récepteur, de sorte que la protection acoustique est moins efficace. La formule dela page 4 permet de le vérifier aisément.

45°


LE POIDS PAR M2 (DENSITÉ) DE L'ÉCRANL'écran doit avoir un poids minimum par m2 pour atténuer le bruit efficacement. Tendre une toile le long d'uneautoroute est donc inutile. L'écran ne peut en outre pas présenter d'ouvertures, car les ouvertures de porte et lesfentes peuvent diminuer sensiblement l'efficacité d'un écran antibruit. C'est la raison pour laquelle le fait de planter de la VÉGÉTATION n'est pas une mesure antibruit efficace . Pour obte-nir une atténuation sonore comparable à celle résultant de l'installation d'un écran, il faut planter une rangée d'ar-bres très serrés sur une largeur de 100 m. Une bande de verdure peut cependant constituer un écran visuel etavoir une influence psychologique positive sur les riverains. Contrairement à ce que d'aucuns affirment parfois, lavégétation placée le long d'un écran n'a pas d'impact défavorable notable sur les propriétés antibruit de ce dernier,même si la végétation est plus haute que l'écranii.

LA FORME DE L'ÉCRANUn écran cunéiforme (un talus de terre, par exemple) est moins efficace qu'un écran présentant la forme d'un murvertical. Le fait de poser un couronnement d'écran spécial peut avoir un effet favorable sur l'efficacité de l'écran.

Quelques exemples de couronnements d'écran (coupe latérale)

Forme de T Forme de boudin Forme asymétrique Forme de champignon


LA POSITION DE LA ROUTE PAR RAPPORT AU NIVEAU DU SOL ENVIRONNANTUne route située en déblai (ou encore dans un creux) provoque un bruit ambiant moins important car les acco-tements font office d'écrans “naturels”. Il n'est guère utile de placer un écran au sommet d'un tel accotement, carl'atténuation sonore supplémentaire ainsi obtenue sera mineure.

Inversement, une route construite en haut d'un talus ou sur un viaduc génère un bruit ambiant beaucoup plusimportant: les facteurs d'atténuation sonore habituels, tels que des rangées d'habitation ou l'absorption assurée parle sol, jouent alors un moindre rôle. Dans ce cas, un écran peut jouer un rôle important, même pour des habita-tions situées à une plus grande distance. Il faut toutefois toujours prêter attention aux réflexions potentielles dubruit sur les écrans.


ASPECTS QUANTITATIF ET QUALITATIF DU BRUIT AUX ABORDS DES BOUCHES

D’ACCÈS D’UN TUNNEL

Aux alentours des bouches d’accès d’un tunnel pour lesquelles on n'a pas eu recours à des matériaux d'absorp-tion acoustique, on enregistre une hausse de bruit de 3 à 9 dB(A) par rapport à la situation où la route ne passepas sous un tunnel .

Parallèlement à cet aspect quantitatif, l'aspect qualitatif est en grande partie responsable de cette nuisance accrue:si l'intensité du trafic est relativement faible, les riverains peuvent distinguer le bruit produit par chaque véhicu-le. La composition spectrale du bruit produit par un véhicule change brusquement lorsque celui-ci entre ou sortd'un tunnel. Lorsque la voiture entre dans un tunnel, la propagation du bruit de la voiture est brutalement modi-fiée: elle passe d'une situation en “champ libre” (voir fiche 1) à un régime en “espace clos”. Dans un espace clos,le niveau de pression acoustique est fortement influencé par ce que l'on appelle le champ de résonance, qui naîtdes multiples répercussions du son contre des parois non absorbantes. Le champ de résonance intensifie leniveau de bruit, ce qui explique l'augmentation du niveau sonore susmentionnée aux alentours du tunnel. A cer-taines fréquences, le niveau de pression acoustique lié au bruit du véhicule se trouve renforcé par les allées etvenues du son entre les parois du tunnel perpendiculaires les unes aux autres ou entre la chaussée et le plafonddu tunnel. On observe également une modification du spectre du son, ce qui peut se traduire par une nuisancesonore accrue subjective.


COUVERTURE D’UN AXE ROUTIER OU TUNNEL

La pose de matériaux absorbants au niveau desparois du tunnel et le plafond, sur une distance deplusieurs dizaines de mètres à partir de la bouchedu tunnel, permet de réduire ce type de nuisancesonore. Les parois de la tranchée partant de oumenant à la bouche du tunnel doivent égalementêtre recouvertes de matériaux absorbants.

Dans la pratique, on a souvent recours à de l'acierou de l'aluminium perforé comprenant une couche d'isolation en laine minérale.

Tunnel aux parois réfléchissantes

Tunnel aux parois absorbantes

Une solution radicale – mais aussi coûteuse – au bruit du traficpeut consister à recouvrir la route entièrement. On peut opterpour une couverture “légère” meilleur marché ou pour une cou-verture “lourde” plus coûteuse. Dans le premier cas, la construc-tion sert uniquement à retenir le bruit, dans le deuxième, il estpossible d'aménager des routes et des parcs, ou encore de cons-truire des bâtiments au-dessus de l'ouvrage.

Un problème spécifique se pose aux BOUCHES D’ACCÈS D’UN

TUNNEL (entrée et sortie). Le bruit des véhicules se répercute eneffet contre les parois et le plafond du tunnel, ce qui augmenteconsidérablement le niveau de bruit. C'est ce que l'on appelle l'ef-fet de “résonance”. Ce niveau de bruit plus élevé entraîne unrisque accru de nuisances sonores chez les riverains.


EXEMPLE CONCRET D'UNE ATTÉNUATION DE BRUIT RÉUSSIE: LE RING DE

BRUXELLES À ANDERLECHT

Sur le ring de Bruxelles à Anderlecht, on a combiné un revêtement routier silencieux à des écrans antibruit de gran-de qualité.

On a opté pour un revêtement en BBDr monocouche dont les granulats présentent des dimensionscomprises entre 4 et 6 mm pour assurer une faible émission à la source. Les écrans ont été instal-lés le plus près possible des bandes de circulation pour garantir une efficacité maximale. Une banded'arrêt d'urgence de 3,3 m a été préservée pour des raisons de sécurité.

Les écrans sont placés sur des bordures en béton de type New Jersey (hauteur 80 cm). L'écran proprement dit pos-sède une hauteur de 230 cm et est constitué d'une plaque d'acier perforé derrière laquelle on trouve un matériauisolant (laine de verre), recouvert d'une feuille hydrofuge. Le métal est peint dans des nuances de bleu. Un couron-nement d'écran en forme de boudin surmonte l'écran (hauteur: env. 50 cm) et est réalisé dans le même matériaupour contrer au mieux la diffraction du bruit au-dessus de l'écran. La hauteur totale de l'écran est donc de 360 cm.La route est surélevée par rapport au terrain environnant, ce qui promeut la propagation du bruit du trafic et a doncun effet défavorable. Si l'écran protège efficacement les immeubles en contrebas, il reste malheureusement sans effetpour les étages supérieurs des immeubles tours avoisinants qui peuvent cependant bénéficier d'une réduction debruit grâce à la pose du revêtement en BBDr.

Photo détaillée d'un revêtement en BBDr (granulats 4 – 6mm) (Pièce de monnaie d'un diamètre de 21 mm en guise deréférence)

Photo détaillée de l'écran antibruit (la canette sert de référence)

fiche7

En résumé:

Un écran antibruit doit idéalement être placé le plus près possible de la route.Un écran absorbant est plus efficace qu'un écran réfléchissant.Les conditions météorologiques peuvent annuler temporairement l'effet d'un écran antibruit.Un écran doit présenter un poids suffisant par m2 et être dépourvu d'ouvertures; la végétation n'est pas unebarrière antibruit efficace.Un MUR ANTIBRUIT (parois verticales) est plus efficace qu'un talus (parois inclinées vers l’extérieur de la route).Une route située en contrebas provoque moins de nuisances sonores dans la zone avoisinante, tandis qu'uneroute surélevée cause plus de nuisances sonores – par rapport à une route située à la même hauteur que lesenvirons.Une couverture, légère ou lourde, de la route ou l'aménagement d'un tunnel routier peut constituer unemesure efficace contre le bruit, mais s'avère aussi plus coûteuse.L'entrée et la sortie d'un tunnel peuvent générer des problèmes de bruit spécifiques, qui peuvent être réduitsen procédant à l'isolation acoustique des bouches du tunnel et des tranchées d'accès.

Il ressort de ce qui précède que les conditions de réalisation de l'écran antibruit (absorbant ou non, suffisammentlourd,...) sont essentielles, tout comme le choix de son matériau. Une série de matériaux différents se prête à safabrication :

Métal: aluminium ou acier (absorbant ou non absorbant)Béton (absorbant ou non absorbant)Bois (absorbant ou non absorbant)Verre (non absorbant uniquement)Plastique: transparent, comme le polycarbonate ou le polyméthacrylate de méthyle (non absorbant unique-ment), ou opaque (absorbant ou non absorbant)Terre

Ces matériaux sont abordés en détail dans les pages suivantes. Les écrans couverts de verdure – également réali-sés en métal, béton, ... ou en terre – sont traités comme un matériau “distinct” en raison de leur apparence par-ticulière. Un tableau comparatif figure à la fin de cette analyse et présente clairement les avantages et les inconvé-nients des différents matériaux.



LES ÉCRANS MÉTALLIQUES

Avantages :

• matériau solide présentant une masse suffisante par m2;

• durée de vie correcte, moyennant un bon entretien. La longévi-té des écrans métalliques peut atteindre 30 ans;

• les versions absorbantes présentent de bonnes caractéristiquesd'absorption.

Inconvénients :

• doit être traité contre la corrosion (acier). Les écrans doiventcertainement être repeints après 20 ans. Les éléments défec-tueux doivent être remplacés le plus rapidement possible. Lematériau d'absorption acoustique perd ses propriétés absorban-tes sous l'effet de l'humidité et de la saleté; il doit donc être rem-placé à intervalles réguliers, même si une feuille hydrofuge estappliquée pour le protéger;

• offre peu de flexibilité au niveau du façonnage (mais de nom-breuses possibilités pour la couleur);

• généralement peu esthétique et difficile à intégrer dans le pay-sage;

• obstrue le champ de vision des riverains et des usagers de laroute;

• les graffitis sont difficiles à éliminer dans le cas de la versionabsorbante.


QUELS SONT LES DIFFÉRENTS MATÉRIAUX ET SYSTÈMESUTILISÉS POUR ATTÉNUER LE BRUIT DU TRAFIC ?

Les pages suivantes répertorient les différents matériauxexistants et expliquent leurs caractéristiques.

1. ÉCRANS MÉTALLIQUES

Les écrans fabriqués en tôle d'acier ondulée ou profiléesont utilisés comme des écrans non absorbants. Descassettes rectangulaires en acier perforé, remplies dematériau absorbant (de la laine de verre ou de roche,par exemple), font partie des composants d'un écranabsorbant.

Les ÉCRANS MÉTALLIQUES ont une durée de vie accepta-ble, moyennant un entretien suffisant. Les versionsabsorbantes se caractérisent par une excellente capaci-té d'absorption acoustique dans la gamme de fréquen-ces visée. Les écrans métalliques peuvent être réalisésdans n'importe quelle couleur, mais présentent uneflexibilité moindre au niveau du façonnage. Ils ne sontgénéralement pas très esthétiques et sont des élémentsplutôt perturbants dans le paysage. Les graffitis sont dif-ficiles à éliminer sur les versions absorbantes et lesécrans en acier peuvent être attaqués par la corrosion.

Écran antibruit en tôle d'acier profilée (non absorbant)

Écran antibruit en tôle d'acier perforée (absorbant)


Inconvénients :

• obstrue le champ de vision des riverains et des usagers de laroute;

• un peu moins absorbant que les écrans métalliques absorbants;

• peu de flexibilité en terme de couleur.

LES ÉCRANS EN BÉTON

Avantages :

• matériau très résistant, doté d'une masse élevée par m2;

• peut être autoportant;

• exige peu d'entretien;

• très longue durée de vie. La durée de vie type peut atteindre 40 ans;

• peut être réalisé en version absorbante. Les qualités d'absorp-tion acoustique sont, en moyenne, un peu moins bonnes quecelles du métal ou du plastique absorbants, mais meilleures quecelles du bois absorbant;

• grande flexibilité sur le plan architectural.


2. ÉCRANS EN BÉTON

Les ÉCRANS EN BÉTON se déclinent dans toutes les formes et dimensions; ils offrent dès lors une grande liberté surle plan du façonnage. Les écrans peuvent être dotés de propriétés absorbantes: on utilise à cet effet des grains d'ar-gile expansés, des grains de céramique ou des petits morceaux de pneus recyclés, tandis que la surface est gaufréeou striée. Les atouts de ces écrans incluent leur durée de vie élevée, leur entretien réduit et les possibilités archi-tecturales évoquées ci-avant. L'un des inconvénients réside dans l'aspect, car le béton offre peu de possibilités enterme de couleur. Dans la pratique, les écrans en béton ne s'intègrent généralement pas souvent de façon harmo-nieuse dans un paysage naturel ou champêtre.

Écran en béton à motif strié pour une meilleure absorption du bruit


Inconvénients :

• durée de vie limitée. Il ne faut pas compter sur une durée de viesupérieure à 20 ans, compte tenu de l'influence de notre climathumide;

• les essences de bois indigène doivent être rendues imputresci-bles à l'aide de produits chimiques toxiques, néfastes pour l'en-vironnement;

• l'utilisation de bois tropical est difficilement conciliable avec ledéveloppement durable;

• obstrue le champ de vision des riverains et des usagers de laroute.

LES ÉCRANS EN BOIS

Avantages :

• apparence naturelle et “chaude”, qui permet une intégrationaisée dans le paysage;

• peut être réalisé en version absorbante. Les qualités d'absorp-tion acoustique sont, en moyenne, moins bonnes que celles desécrans absorbants en béton, en métal ou en plastique.


3. ÉCRANS EN BOIS

Les écrans antibruit peuvent également être réalisés enbois. À cet effet, on peut utiliser du bois dur tropical (del'azobé, par exemple), ou du bois européen ayant subiun traitement imputrescible (du pin, par exemple).

D'un point de vue écologique, le bois dur tropical estbien entendu une solution peu judicieuse. Le traitementimputrescible du bois européen exige l'utilisation deproduits chimiques extrêmement toxiques, néfastespour l'environnement.

Malgré le traitement, la durée de vie de ces ÉCRANS EN

BOIS demeure assez limitée. Il faut toutefois admettrequ'un écran en bois présente un caractère “chaud” et“naturel” que les écrans en béton ou en métal ne pos-sèdent pas. Le bois peut aussi être combiné à un autrematériau, du verre par exemple.

Écran antibruit réalisé en bois de sapin européen rendu imputrescible

Combinaison de bois et de verre


Inconvénients :

• sensibles au vandalisme (bris) (sauf le polycarbonate et le poly-méthacrylate de méthyle (PMMA));

• non absorbants;

• les écrans en plastique sont inflammables;

• deviennent sales sous l'effet de la poussière et de la pluie. Lespanneaux modernes recevraient cependant un traitement anti-salissure et devraient dès lors être nettoyés moins souvent;

• peuvent présenter une opacité temporaire à cause de la conden-sation;

• bien que les plaques modernes de polycarbonate soient muniesd'un film protecteur contre les UV, il n'a pas encore été démon-tré avec certitude que ce matériau n'est pas affecté à long terme(> 10 ans) par les UV (jaunissement);

• le PMMA est un peu moins solide (moindre capacité de résis-tance au vent, aux impacts, etc.); dans la pratique, ce point fai-ble est néanmoins compensé en armant les plaques.

LES ÉCRANS TRANSPARENTS :

Avantages :

• poids suffisant par m2 (surtout le verre);

• n'obstruent pas (ou de façon moins importante) le champ devision et permettent ainsi aux usagers de s'orienter et d'admirerle paysage;

• durables (encore quelques incertitudes concernant le polycar-bonate);

• résistants aux rayons ultraviolets (UV) (encore quelques incerti-tudes concernant le polycarbonate).


Installation d'écrans antibruit en verre en milieu urbain (projet urbain – Vienne)

4. ÉCRANS TRANSPARENTS

Les ÉCRANS TRANSPARENTS peuvent être réalisés enverre ou en plastique transparent (du polycarbonate oudu polyméthacrylate de méthyle (PMMA)). Le verreprésente l'avantage d'être plus lourd, alors que le plas-tique est moins susceptible de casser. Les écranstransparents offrent l'avantage majeur de ne pas entra-ver le champ de vision des riverains et des usagers, desorte que leur installation est moins gênante. En princi-pe, les écrans transparents sont donc plutôt réservés àune utilisation en milieu urbain (voir photo du bas).L'écran doit cependant conserver ses qualités detransparence: celles-ci peuvent être amoindries par lasaleté, la poussière, la condensation ou les graffitis. Cesécrans transparents ne sont pas absorbants et leursprestations acoustiques sont par conséquent inférieuresà celles des écrans absorbants. Le verre présente desurcroît l'inconvénient spécifique d'être sensible et derompre plus aisément (vandalisme ou projection depierres par les pneus des véhicules). C'est pourquoi le

bord inférieur d'un écran transparentest généralement réalisé dans unautre matériau (métal, béton, bois).Les différents types de plastique pré-sentent aussi un certain nombre d'in-convénients intrinsèques.

Écran antibruit en plastique (PMMA) armé


Inconvénients :

• nouveau produit, pour lequel il n'existe donc pas d'évaluation àlong terme;

• obstrue le champ de vision;

• la fabrication du PVC requiert l'utilisation de produits chimiquestoxiques;

• l'élimination des graffitis se fait à la main, avec du détergent (del'acétone, par exemple); elle nécessite donc du temps (et est parconséquent coûteuse) et est peu écologique.

LES ÉCRANS EN PLASTIQUE PVC

Avantages :

• grande flexibilité au niveau de la couleur. Permet même d'imiterle bois;

• excellente absorption acoustique;

• peuvent être fabriqués à partir de plastique recyclé et sont eux-mêmes recyclables;

• peuvent recevoir une couche de protection antisalissure;

• les graffitis peuvent être éliminés à l'aide de détergent;

• stabilité des couleurs et résistance aux UV, durée de vie élevée.


Écran absorbant en PVC

Écran en plastique (PVC) ayant l'aspect du bois

5. ÉCRANS EN PLASTIQUE (NON TRANSPARENTS)

Les ÉCRANS EN PLASTIQUE non transparents constituentune alternative récente aux écrans métalliques. Cesécrans se composent d'éléments en PVC perforé etpeuvent inclure une couche de laine de roche qui leurconfère de grandes qualités d'absorption acoustique.Ce système offre une grande flexibilité au niveau descouleurs, mais les possibilités de façonnage sont moinsnombreuses. Ils présentent l'avantage de pouvoir êtrefabriqués à partir de plastique recyclé et d'être eux-mêmes recyclables. Ces écrans peuvent prendre l'appa-rence du bois et s'intègrent ainsi de manière plus esthé-tique dans le paysage.


Inconvénients :

• exige généralement beaucoup de soins et d'entretien. Les entre-tiens sont souvent fréquents les premières années, mais un seulentretien par an suffit habituellement une fois que la végétationa terminé sa croissance;

• la terre peut être lessivée par les pluies ou devenir très sèche,ce qui provoque la mort de la végétation. Un système d'irriga-tion peut contribuer à résoudre le problème, mais augmente lescoûts;

• en dépit de son aspect naturel, un écran de verdure obstrue éga-lement le champ de vision des riverains et des usagers.

LES ÉCRANS RECOUVERTS DE VERDURE

Avantages :

• possibilité de créer un ensemble très esthétique, qui s'intègreaisément dans le paysage naturel;

• la longévité est déterminée par le matériau de base et peut doncêtre élevée. La durée de vie peut être supérieure à 30 ans dansle cas d'écrans en béton;

• un écran couvert de verdure peut également offrir une valeurajoutée écologique, car des petits animaux (araignées, insec-tes,...) viennent s'y installer.


Écran antibruit composé de bacs en béton superposés

Écran en béton recouvert de lierre

6. ÉCRANS COUVERTS DE VERDURE

Les ÉCRANS ANTIBRUIT « VERTS » sont généralement réalisésen bois, en terre cuite, en béton ou en éléments métalliqueset sont ensuite remplis de terre. Des plantes sont seméesdans cette terre et recouvrent progressivement l'ensemblede la construction. On obtient ainsi une barrière antibruit très“naturelle”. Le rôle de la végétation est purement esthétique:l'absence ou la présence de plantes n'a guère d'influence surle plan acoustique. Ce type d'écran antibruit s'intègre de façonplus harmonieuse dans le paysage, ce qui constitue un atoutmajeur. Les coûts d'entretien d'un tel écran sont générale-ment élevés (tailler les plantes, remplacer les sujets qui ontdépéri, etc.) et il est souvent nécessaire de les irriguer. Enguise d'alternative à un écran où les plantes poussent “à l'inté-rieur” (la terre se trouve donc dans l'écran même), on peutenvisager de faire croître la végétation “contre” l'écran. Onutilise souvent du lierre à cet effet, que l'on fait par exemplegrimper le long d'un écran en béton présentant une texturebrute, afin de donner une meilleure “prise” à la plante.


Inconvénients :

• exige beaucoup plus de place qu'un écran “mince” ordinaire. Ilest toutefois possible de réduire l'espace nécessaire en aména-geant un talus dont l'un des deux versants est renforcé, ce quipermet de réaliser une pente dont l'angle est supérieur à 45°;

• la protection acoustique est moins efficace que celle d'un écranmince de même hauteur;

• exige un entretien relativement important (tailler, faucher);

• obstrue le champ de vision des riverains et des usagers.

LES TALUS DE TERRE EN GUISE D'ÉCRAN ANTIBRUIT

Avantages :

• solution peu coûteuse si l'on dispose de grandes quantités deterre excédentaire dans les environs;

• aspect “naturel”, à plus forte raison si le talus est tapissé de plan-tes;

• extrêmement durable: la durée de vie est illimitée;

• insensible aux graffitis.

Lien entre la hauteur et la largeur de la base des talus

Hauteur (m) Largeur de la base (m) Largeur de la base (m) Largeur de la base (m)si α = 60° si α = 90° si α = 120°

3 3,5 6,0 10,4

4 4,6 8,0 13,9

5 5,8 10,0 17,3

pente = (180° - α) /2

à condition que les deux pentes du talus soient identiques. Plus α est petit, plus la pente est gran-de (c'est-à-dire escarpée). Le tableau ci-dessous indique la relation entre α, la hauteur et la largeurde la base du talus. Un angle d'ouverture plus petit (et, partant, une pente plus raide) se traduitpar une base moins large et un gain de place au pied du talus.

α


Talus de terre servant d'écran antibrui à une habitation dont seule la toiture reste visible

Écran de terre avec renforcement de pente en béton

7. TALUS DE TERRE

L'aménagement d'un TALUS de terre en guise d'écranantibruit peut être une solution séduisante et peucoûteuse si l'on dispose de grandes quantités de terreexcédentaire à proximité. Il faut cependant un espacesuffisant pour l'assise du talus, ce qui est loin d'être évi-dent en milieu urbain. Un talus de terre dépourvu derenforcement doit avoir une pente maximale de 45°, desorte que sa largeur doit au moins être égale au doublede sa hauteur. Si l'on prévoit un renforcement utilisantdes éléments en métal, en plastique ou en béton (photodu bas), la pente du talus peut avoir une inclinaison plusforte sans risque de glissement de terrain, mais les coûtssont également plus importants.


EXTRÉMITÉS DES ÉCRANS ANTIBRUIT

Il convient de prêter une attention particulière aux extré-mités d'un écran antibruit. Il n'est généralement guèreesthétique d'interrompre brutalement un écran antibruit.Plusieurs solutions sont envisageables: “réduire” progressi-vement la hauteur de l'écran antibruit et le fondre ainsi dansle paysage. Cette réduction peut prendre la forme d'unescalier ou d'une pente.

Une autre possibilité consiste à camoufler l'extrémité del'écran, à l'aide de végétation par exemple.

Dans un certain nombre de cas, on décide néanmoins d'interrompre brutalement l'écran, précisémentpour souligner son caractère “contemporain”.


INSTALLATION D'ÉCRANS ANTIBRUIT

À l'exception des talus de terre, pratiquement tous les ÉCRANS en métal, en béton, en bois, en verre ou en plas-tique sont construits à partir d'éléments préfabriqués. Une méthode fréquemment utilisée consiste à placer d'abord des profilés en H verticaux, en acier peint ou galvanisé, sur des fondations adéquates. Les profilés sontparfaitement verticaux et séparés les uns des autres par une distance bien définie. À l'aide d'une grue, on faitensuite glisser les éléments préfabriqués entre les encoches des profilés en H. Ce principe de montage est repré-senté ci-dessous.

Ce principe est aussi souvent appliqué aux écrans en béton, mais ces derniers peuvent également présenter uneconception autoportante, qui ne nécessite pas de profilés de soutien. Les écrans couverts de verdure se compo-sent parfois de bacs en béton empilés, sans éléments de soutien (voir page 27).

Montage d'éléments préfabriqués en PVC, entre deux profilés en H verticaux


COÛT APPROXIMATIF DE L'INSTALLATION PAR M2

COÛT D'ENTRETIEN ANNUEL APPROXIMATIF PAR M2


COÛT D'UN ÉCRAN ANTIBRUIT

Le prix d'un écran antibruit inclut les coûts suivants:

conception, matériau et installation

entretien

transformation au terme de sa durée de vie

Une multitude de facteurs influence ce prix, de sorte qu'il est impossible de donner un prix unitaire précis pourun type de matériau donné. Le prix de l'écran par m2 variera donc d'un projet à l'autre et sera notamment condi-tionné par les facteurs suivants:

épaisseur, hauteur et longueur de l'écran

dimensions des fondations requises

capacité de résistance au vent exigée

accessibilité du chantier (pour l'installation et l'entretien des écrans)

signalisation requise (pour l'installation et l'entretien des écrans)

accessibilité de la terre (pour les murs de terre)

…

Un graphique exposant le COÛT APPROXIMATIF de l'installation par m2 (par rapport à la solution la moins coûteu-se) et un graphique indiquant les COÛTS D'ENTRETIEN annuels approximatifs par m2 (par rapport au moins cher)peuvent toutefois être établis.


TABLEAU RÉCAPITULATIF

Critère/type écrans recouverts de verdure

mur de terremétal béton

aluminium

bois transparent

acier tropical indigène(traité)

A NA A NA A NA A NA A NA verre PC PMMA

Protection acoustique + + + + + + + + + + + + + + 0

Absorption acoustique + - + - + - + - + - - - - 0 0

Poids par m2 + + + + + + + + + + + + 0 + +

Écologique - - - - 0 0 - - - - - - - + +

Flexibilité (forme) - - - - + + 0 0 0 0 0 + + 0 0

Flexibilité (couleur) + + + + 0 0 0 0 0 0 - - - PA PA

Espace nécessaire + + + + + + + + + + + + + + -

Intégration dans le paysage - - - - - - + + + + 0 0 0 + +

Obstruction du champ de vision - - - - - - - - - - + + + - -

Longévité + + + + + + - - - - + - + + +

Résistance aux conditions + + + + + + - - - - + - + - +climatiques

Résistance au vandalisme - 0 - 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 + +

Capacité de résistance au vent + + + + + + + + + + + + 0 + +

Fréquence des entretiens 0 0 + + + + - - - - - - - - -

Coûts d'installation - 0 - 0 0 - 0 0 0 0 + + + 0 +

Coûts d'entretien - - - - 0 + 0 0 0 0 0 0 0 - 0

LEGENDEA Ecran avec des propriétés d’absorptionNA Ecran sans propriété d’absorptionPC Ecran en polycarbonate

PA Critère non applicable à ce type d’écran+ Le type d’écran apporte une réponse favorable au critère0 Le type d’écran est neutre par rapport au critère- Le type d’écran apporte une réponse défavorable au critère


INTÉGRATION DES ÉCRANS ANTIBRUIT DANS LEPAYSAGE

Parallèlement aux qualités acoustiques et techniques que doivent présenter les ÉCRANS ANTIBRUIT, un troisièmeaspect revêt une importance non négligeable, à savoir l'esthétique. Lors de la conception d'écrans antibruit, il fautéviter l'installation d'une construction dérangeante dans le paysage. Pour obtenir une construction esthétiquementjudicieuse, il faut tenter de l'intégrer au mieux dans le paysage ou bien de souligner sa présence en jouant sur l'effetde contrastes, afin de créer un tout harmonieux.

Le concepteur d'un écran antibruit dispose de quatre paramètres:

couleur – texture – forme - éléments secondaires, tels que planta-tions, ornements, ...

Les plantations servent souvent à dissimuler, ou tout au moins“adoucir”, un écran antibruit - en béton, par exemple - qui semble“dur” et “froid”. Cette forme d'intégration “naturelle” est plutôtretenue lorsqu'il faut installer un écran antibruit dans un environne-ment champêtre.

En milieu urbain, il est possible d'intégrer l'écran en lui donnant parexemple une couleur et une texture identiques à celles des bâti-ments avoisinants.

La photo jointe, qui présente un écran installé sur un pont, estun bon exemple d'intégration réussie. L'élément vertical formépar les piliers du pont se mêle aux éléments qui soutiennentl'écran. Ce caractère est accentué par la touche de couleur.

Les éléments courbés confèrent un caractère dynamique à laconstruction.

Le choix d'une nuance vive est un exemple d'effet contrastantqui souligne le design contemporain de l'ouvrage.


RÉFÉRENCES

n i Van der Toorn, J.D.,”Geluiddemping door bossen”, Rapport VL-HR-06-01 (1975) de l'I.C.G.;

n NBN ISO 9613-1:1996 “Acoustique – Atténuation du son lors de sa propagation à l’air libre – Partie 1 : Calcul de l’absorptionatmosphérique;

n ii Van Renterghem T., Botteldoorn D., Cornelis W.M., Gabriels D., “Reducing Screen-Induced Refraction of Noise Barriers in Windby Vegetative Screens”, Acta Acustica united with Acustica, Vol. 88 (2002) 231-238

n iii Takagi K. e.a., “Prediction of road traffic noise around tunnel mouth”, INTERNOISE 2000, Nice, France (27-30 août 2000)

RÉFÉRENCES DES ÉTUDES

n Kotzen B. et English C., “Environmental Noise Barriers – A guide to their acoustic and visual design”, E & FN SPON, Londres &New York (1999)

n Farnham J. et Beimborn E., “Noise barrier design guidelines”, téléchargé à partir de http://www.uwn.edu/dept/CUTS//noise/noisea.htm

Les murs anti-bruit et les matériaux absorbants

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