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Acoustique du bâtiment
STS 2 Enveloppe du Bâtiment
06/10/2008 2
Introduction
Le bruit est considéré comme une pollution importante
Le bruit est source de nombreuses pathologies chez l’homme
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Le son
C’est une variation de pression de l’air (vibration) Il est caractérisé par:
sa fréquence
son niveau sonore en déciBel (dB)
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Le bruit
C’est un mélange de sons, il est représenté par un spectre sonore
L’analyse des bruits se fait par bande d’octaves
Fréquence (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000
Niveau sonore L (dB) 70 63 60 55 57 53
Le bruit
Calcul du niveau global:L = 10.log(S 10 Li/10 ) en dB
Addition des bruits
Addition des bruits – méthode graphique
L’oreille
C’est notre récepteur pour les bruits
Sensibilité entre 0 et 130 dB
Perception des bruits
A intensité équivalente, l’oreille perçoit mieux les sons médium et aigus
Exemple: Un son médium de 1000 Hz et de niveau Lp = 40 dB est perçu aussi fort qu'un son grave de 60 Hz ayant un niveau de pression acoustique de 70 dB
Les dB(A): une unité adaptée
Nous sommes plus sensibles à certains sons qu’à d’autres: unité physiologique dB(A)
Fréquence (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 Niveau global
Niveau sonore L (dB) 64 63 60 55 57 53 68,1
Pondération en dB -16 -8,5 -3 0 1 1
Niveau sonore L (dB(A)) 48 54,5 57 55 58 54 63,1
Protection des travailleurs
Code du travail, articles R 232-8 et suivants, R 235-2-11 et R 233-84 valeurs d'exposition inférieures déclenchant l'action: LEX,8h = 80 dB(A) et ρcrête = 112 Pa (135 dB)
- identification des travailleurs exposés - mesurages par organismes agréés - mise à disposition de protecteurs individuels - information et formation des travailleurs - visite médicale obligatoire et délivrance d’une fiche d’aptitude + surveillance médicale et transmission des résultats (non nominatif) au CHSCT et à l’inspection du travail
valeurs d'exposition supérieures déclenchant l'action: LEX,8h = 90 dB(A) et ρcrête = 200 Pa (140dB)
Idem + - signalisation des espaces (si risque : réglementation des accés) - programmes de mesures techniques et/ou organisationnelles pour réduire le bruit
Protection des travailleurs
Directive 2003/210/CE du 6 février 2003 valeurs d'exposition inférieures déclenchant l'action: LEX,8h = 80 dB(A) et ρcrête = 112 Pa (135 dB)
- information et formation des travailleurs - possibilité d’examens audiométriques - mise à disposition de protecteurs individuels
valeurs d'exposition supérieures déclenchant l'action: LEX,8h = 85 dB(A) et ρcrête = 140 Pa (137 dB)
Idem + - droit à un contrôle médical - protecteurs individuels obligatoires
valeurs limites d'exposition: LEX,8h = 87 dB(A) et ρcrête = 200 Pa (140dB)
- mal défini, se reporter au code du travail
Bruits dans les bâtiments
On distingue dans le bâtiment quatre types de bruits :
- les bruits aériens intérieurs (chaîne hi-fi, conversation,..)- les bruits aériens extérieurs (circulation, trains, avions,..)- les bruits d'impacts (pas, chutes ou déplacement d'objet,..)- les bruits d'équipement (chauffe-eau, machine à laver,ascenseurs, ventilations,..)
Bruits normalisés
Transmission des bruits
L'indice d'affaiblissement acoustique Rw
Il caractérise la qualité d’isolation acoustique d'une paroi de construction.Il est mesuré uniquement en laboratoire et ne prend en compte que la transmission directe d'un bruit aérien
Loi de masse
50 60 100 150 200 300 400 500 600
30
40
50
60
70
70080
masse surfacique en kg/m²
R en dB(A)
bruit rose
bruit route
Systèmes masse-ressort-masse
Réalisés par deux éléments simples séparés par un espace rempli ou non d'un matériau absorbant : effet d’amortisseur
Exemples
Isolation et correctionIl faut distinguer isolation et correction:
L'isolation acoustique traite de l'énergie transmisepar la paroi.La correction acoustique traite de l'énergie absorbée et réfléchie.
Correction acoustiqueTraitement du bruit dans le local : analyse et traitement des réverbérations internes
Mélange des bruits directs et réfléchis: augmentation du niveau sonore général
Réverbération faible: moins de bruits de fond et ambiance sourde
Prévision du temps de réverbération. Formule de Sabine
T = 0,16.V/A
T = temps de réverbération (s) du local de réceptionA = surface d'absorption équivalente (m²) du local de réception
A = Σ(αi.Ai)Ai = surface (m²) d'un élément de paroi à coefficient d'absorption αi
V = volume du local (m3)
Ils sont donnés par bande d’octave pour les matériaux courants de construction
Coefficients d’absorption
Mesures d’isolement
L'isolement brut D est la différence de niveau de bruit entre deux locaux adjacents mesuré in situ. Il prend donc en compte la totalité des transmissions directes et latérales.
Mesures d’isolement
Pour prendre en compte les caractéristiques de la pièce de réception; on corrige cette mesure pour obtenir l’isolement normalisé DnT,w.
Si Le est le niveau émis, et Lr est le niveau reçu, on a :D = Le - Lr = Rw (C, Ctr) - transmissions latérales en dBDnT,w = Le - Lr + 10.log(T/T0) en dB
pour les locaux de volume inférieur à 50 m3: T0 = 0,5 secondespour les locaux de volume supérieur à 50 m3: T0 = V/100
Isolement d’une façade
DnT,A,tr = RA,tr + 10.log(0,32.V/S) - 5 en dB
RA,tr est l'indice d'affaiblissement de la façade composée des parties pleines, des menuiseries et de leurs accessoiresV = volume de la pièceS = surface de la paroi
Valeurs réglementaires
Méthodes d’améliorationsDiminution du temps de réverbération
PlafondsFaux plafondsTôles perforées
MursPlateaux de bardage perforés
Isolement acoustique correct avec utilisation de laines minéraleCorrection acoustique intérieure obtenue avec plateaux perforés
Matériaux absorbantsDoublage
PlanchersMoquettes
Mobilier
Les bruits qui sollicitent les façades
Bruits de voisinage
Bruits routiersFonctions de la catégorie de l’infrastructure routière et de sa proximité
Bruits ferroviairesLe bruit provoqué par la circulation doit être limité à un seuil maximum
Bruits aéronautiquesPlans de gène sonore pour aides financière à l’amélioration des habitatsPlans d’exposition au bruit pour gérer l’urbanisation à proximité des aéroports
Baies vitrées
Baies vitrées
Conclusions:
Les joints doivent être correctement traités:Classement AEV minimum : A2, A3 conseillé
Les vitrages doivent être performants
La liaison au bâtis doit être parfaitement calfeutrée
VitragesType de vitrages Rw+C (dB) Rw+Ctr(dB)
Double vitrage standard avec lame d’air 4/12/4 28 25
Simple vitrage 4 27 26
Simple vitrage 6 29 28
Double vitrage dissymétrique avec lame d’air 6/15/4 31 29
Double vitrage dissymétrique avec lame d’air 4/10/10 37 33
Simple vitrage feuilleté (2 PVB) 44.2 34 32
Double vitrage feuilleté avec PVB ordinaire 6/12/44.2 36 33
Double vitrage feuilleté avec PVBa amélioré 6/12/44.2 38 35
Double vitrage feuilleté avec PVBa amélioré 12/20/44.2 43 40
Double vitrage feuilleté à résine coulée (44.1,5RC/20argon/55.1,5RC) 47 42
Composition des vitrages
Influence du matériau du châssisBois
Le bois étant un bon isolant (thermique et acoustique), s’il présente une section de 60mm minimum (idéalement 75mm) pour une densité minimale de 600kg/m3.
PVCLe PVC, pour avoir les mêmes qualités, doit être plus épais, ce qui diminue la surface du vitrage et la luminosité.Attention au gauchissement : renforts métalliques intégrés.
Aluminium - AcierIls sont théoriquement moins isolants que le bois. Leur performance dépend du détail des profilés (meilleure pour une triple frappe).
Classement au bruit d’une baie
La détermination des classes BR1, BR2, BR3 s’effectue à partir du classement en catégorie des infrastructures de transports terrestres au voisinage de la construction.
1ère étape: repérage du bâtiment
2ème étape: distance d’une façade à une infrastructure
3ème étape: Détermination de la vue de l’infrastructure depuis une baie
Cas d’un obstacle à l’exposition
Baie inclinée
Tableau des BR
Caractéristiques des châssis / BR
BR3 : l’obligation d’un renforcement de l’isolement acoustique au delà des 30 dB de la réglementation acoustique.BR2 : pas de renforcement de l’isolement acoustique mais absence de ventilation nocturne dans les chambres.BR1 : pas de renforcement de l’isolement acoustique
Note: les facteurs solaires des vitrages dépendent aussi de l’exposition au bruit des châssis
Entrées d’air dans menuiseries et volets roulants
Pour ne pas dégrader la performance de la fenêtre, Dne doit être supérieur d'environ 6 dB.
Rfen = 10log⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
+−
−−10
1010 1010.
DneRfen
fen
fen
S
S
Dne caractérise la performance de l'entrée d'air