ABAV mai 2013

Quelques aspects de la recherche en acoustique du bâtiment

Fabienne Duthoit Jean Némerlin Alexandre Maillard

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CIMEDE – Construction industrielle de maisons évolutives, durables et économiques

Plan Marshall Partenaires :

o Ateliers de l’Avenir : coordinateuro Industriels : Wust, Knauf, Mery Bois, bureau

architecture Grondal, o Scientifiques : ULg (LAP&T, LUCID,

ARGENCO, CEDIA)o CSTC

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Points de départ

Matériaux prédominants durables : bois et plaques de plâtre Optimisation du poids Optimisation de l’encombrement Optimisation du coût Préfabrication aisée la plus complète possible Assemblage sur site facile Démontable et réutilisable aisément Répondre aux exigences de la norme NBN S01-400-1

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Plancher

Pour répondre à la norme NBN S01-400-1, les exigences entre logements différents, sont : DnT,w≥54 dB et L’nT,w≤54 dB.

Plancher habituel dans les constructions à ossature bois (chape flottante et plafond indépendant) ne convient pas

résilient

1 plaque de plâtre de 12,5 mm

chape

lambourdes

laine minérale

OSB

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Plancher – mock-up

Elément de plancher de base

Peut convenir pour répondre à l’exigence DnT,w ≥ 35 dB (entre chambres et pièce juxtaposée)

DnT,w = 40 (-1 ;-3) dBL’nT,w = 76 dB

Sable

Laine de bois

Multiplex

Ultralam

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Plancher – mock-up

Elément de plancher de base

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Plancher – mock-up

Mesure sur site sur mock-up complet d’éléments CIMEDE

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Plancher (variante 1 : chape sèche)

Plancher + chape répondant aux exigences acoustiques

DnT,w = 56 (-4 ;-12) dBL’nT,w = 52 dB

Sable

Laine de bois

Multiplex

Ultralam

Plaques Vidiwall

Plaque Vidiwall

Résilient

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Plancher (variante 2 : chape ciment)

Plancher + chape répondant aux exigences acoustiques

DnT,w = 57 (-5 ;-13) dB

Sable

Laine de bois

Multiplex

Ultralam

Chape ciment

Résilient

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Parois mitoyennes

Pour répondre à la norme NBN S01-400-1, les exigences entre logements différents, sont : DnT,w ≥ 54 dB ou 58 dB.

Performance à réaliser sans profil métallique ou tout système d’attache « souple » ou double parois séparées

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Parois mitoyennes

Objectif : un élément de base fermé, dédoublé

OSB

Isolation

Rw = 43 (-3 ;-8) dB

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Parois mitoyennes

Objectif : un élément de base fermé, dédoublé

OSB

Isolation

OSB

IsolationVidiwall Vidiwall

Rw = 73 (-4 ;-11) dB

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Façades

Objectif : DAtr ≥44 dB. Suivant la norme NBN S01-400-1 répond

à DAtr ≥ 75-34+3 dB et RAtr ≥ 49 dB pour l’élément plein de façade

Performance à réaliser sans profil métallique ou tout système d’attache « souple »

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Elément de façades (variante 1)

OSB

IsolationVidiwallVidiwall

Rw = 58 (-1 ;-6) dB

RAtr = 52 dB

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Elément de façades (variante 2)

Elément de façade plus mince + contre-cloison

Rw(C ;Ctr) = 52 (-4 ;-11) dB

RAtr = 41 dB

OSB

Isolation Vidiwall Vidiwall

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Elément de façades (variante 2)

Elément de façade plus mince + contre-cloison

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Toitures plates

Objectif : DAtr ≥34 dB. Suivant la norme NBN S01-400-1 répond

à DAtr ≥ 75-10-34+3 dB et RAtr ≥ 39 dB pour l’élément de toiture.

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Toitures plates

Elément de plancher de base peut dés lors convenir

DAtr = 37 est > 34 dB

DnT,w = 40 (-1 ;-3) dB

Sable

Laine de bois

Multiplex

Ultralam

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Résultat final

En cours de montage

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Résultat final

Fini

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GREEN+ – Groupe de REcupération d’ENergie sur l’air vicié

Plan Marshall Partenaires :

o Greencom Development : leadero Industriels : ACTE, SIRRIS, TaiPro, WOW o Scientifiques : ULg (Microsystem, labo

thermodynamique, CEDIA), Cecotepe (Haut Ecole de la Province)

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Points de départ

Objectif : rendre possible la récupération d’énergie sur l’air vicié par le développement de groupe compact et intégré

Optimisation du transfert d’énergie Optimisation des débits Optimisation de l’encombrement Optimisation des coûts Développement de capteurs intelligents Conception de l’électronique de contrôle embarquée Diminution des nuisances sonores générées Amélioration de l’isolement au bruit aérien du système

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Bilan bruit du système

Lw ventilateurpulsion

Lw ventilateurextraction

Entrée bruitextérieur

Atténuationou

RégénérationDe

L’échangeur

Bruitrésultantinjecté

dans le local

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Où et comment atténuer ?

Choix duventilateur

Choix du ventilateur

Atténuationde

l’échangeur?

Silencieuxpulsionetextracteur

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Ventilateurs

La première tâche est le choix des ventilateurs Mesures des niveaux de pression acoustiques à 50 cm, avec un léger

décalage latéral

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Ventilateurs

Choix entre modèles radiaux ou axiaux Malgré le comportement acoustique et pour des raisons aérauliques, un

modèle radial a été finalement choisi

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

0 RPM 1000 RPM 2000 RPM 3000 RPM 4000 RPM 5000 RPM 6000 RPM 7000 RPM 8000 RPM 9000 RPM

Vitesse de rotation en RPM

Nive

aux

de p

ress

ion

acou

stiq

ue L

p à

50 c

m e

n dB

(A)

Ventilateur radial RG160-28 RefoulementVentilateur radial RG126-28 AspirationVentilateur radial RL65-21/14/2HR RefoulementVentilateur radial RL65-21/14/2HR AspirationVentilateur axial 624 / 2HHAR RefoulementVentilateur axial 624 / 2HHAR Aspiration

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Échangeur

Test de l’isolement apporté par un échangeur type

0 dB

5 dB

10 dB

15 dB

20 dB

25 dB

30 dB

35 dB

40 dB

45 dB

100 Hz

125 Hz

160 Hz

200 Hz

250 Hz

315 Hz

400 Hz

500 Hz

630 Hz

800 Hz

1 kH

z

1.25

 kHz

1.6 kH

z

2 kH

z

2.5 kH

z

3.15

 kHz

4 kH

z

5 kH

z

6.3 kH

z

8 kH

z

10 kHz

12.5 kHz

16 kHz

20 kHz

Atténuation "directe"

Atténuation "croisée"

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Bruit généré et isolement

Mesure dans la chambre de tests des niveaux de bruit générés et de l’isolement au bruit aérien

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Puissance acoustique générée

Sur base des niveaux de pression acoustique mesurés, la puissance acoustique du système est calculée pour les différents régimesDébit 15 m³/h 25 m³/h 36 m³/h 50 m³/h 75 m³/h

Lw en dB(A) 26.8 dB(A) 33.2 dB(A) 40.0 dB(A) 46.9 dB(A) 53.0 dB(A)

Filtre 1Filtre 2 Échangeur

Boîtier de commande

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Isolement au bruit aérien

Résultat de l’isolement au bruit aérien Faiblesses au niveau des filtres Vibrations de la coque plastique Extrémités vides

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Simulation locaux de référence

Définitions de 3 locaux de référence aux caractéristiques habituelles (dimensions, aménagement, surface vitrée..) 1 local de nuit : Chambre 2 locaux de jour :

Séjour – Salon traversant Cuisine

Calculs des niveaux de bruit intérieur Calculs des isolements de façade

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Chambre de référence

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Séjour – Salon de référence

Le séjour choisi est un séjour traversant l’habitation, de 12.9 m² à l’avant et de 14.9 m² à l’arrière.

Ainsi dans le cas d’un bruit routier une seule des 2 façades est soumise au bruit, la seconde donnant sur le jardin privatif.

La maison a été construite vers 1950, les murs sont constitués d’une brique et d’un bloc de béton de 14 cm non isolé.

La hauteur sous plafond est de 2.73 m, les châssis mesurent 2.42 m x1.45 m, soit 3.5 m².

Le living se trouve sous des pièces aménagées avec un plancher bois.

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Cuisine de référence

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Calculs niveaux de bruit intérieur

Sur base de la géométrie, des Tr mesurés et des puissances acoustiques

Calculs des niveaux de bruit intérieur moyen en dB(A) selon le régime de fonctionnement

OK pour NBN S01-400-1 confort normal

Régime de fonctionnement en m³/h 15 25 36 50 75

Chambre 20.9 27.3 34.1 41.0 47.1

Séjour – Salon (2 unités) 22.2 28.6 35.4 42.3 48.4

Cuisine 23.2 29.6 36.4 43.3 49.4

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Calculs des isolements de façade

Calculs selon ISO 12354-3 pour différentes compositions de vitrages 4/12/4 : Rw+Ctr = 26 dB 4/15/6 : Rw+Ctr = 29 dB 10/12/44.2 : Rw+Ctr = 36 dB 66.2A/20/44.A : Rw+Ctr = 43 dB

1 unité par façade

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Calculs des isolements de façade

Pièce 4/12/4 6/15/4 10/12/44.2 66.2A/20/44.AChambre 31.6 33.7 37.9 39.3

Séjour – Salon 30.9 33.3 37.3 38.7

Cuisine 31.1 33.4 37.1 38.3

Exemples d’objectifs selon NBN S01-400-1 (1façade exposée)

Confort acoustiquenormal

Confort acoustiquesupérieur

Zone résidentielle 26 dB 30 dBZone urbaine 26 dB 30 dBZone bruyante 36 dB 40 dB