M ACOUSTIQUE MISE EN ŒUVRE DE LISOLATION … · L’attestation de prise en compte de l’acoustique dans les logements neufs a ... de la conception à la mise en œuvre sur le chantier,

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EMISE EN ŒUVRE DE L’ISOLATION ACOUSTIQUE

ISBN 978-2-281-14155-9

MISE EN ŒUVREDE L’ISOLATION ACOUSTIQUE

Malek Jedidi

L’attestation de prise en compte de l’acoustique dans les logements neufs a été rendue obligatoire par l’arrêté du 27 novembre 2012 qui définit en outre la méthodologie du choix des mesures acoustiques à réaliser lors de l’achève-ment des travaux. Le décret n° 2016-798 du 14 juin 2016, applicable depuis le 1er juillet 2017, a étendu les obligations réglementaires aux bâtiments existants lorsqu’ils font l’objet de travaux de rénovation importants.Cet ouvrage a pour objectif de fournir les éléments permettant de garantir une isolation acoustique dans les règles de l’art, de la conception à la mise en œuvre sur le chantier, pour les bâtiments neufs et existants.Illustré de photographies et d’illustrations simples, ce guide pédagogique présente les notions fondamentales de l’acoustique nécessaires à la compré-hension des phénomènes de propagation des ondes et de leur origine, ainsi que les paramètres servant à définir le confort acoustique.• Il analyse les différents types de calculs utilisés lors de la conception des bâtiments.• Il détaille la mise en œuvre des matériaux.• Il décrit les critères de choix des isolants en décrivant les performances thermiques et phoniques, les conditions de pose ainsi que la durabilité de chacun d’eux.Ce manuel pratique s’adresse aussi bien aux architectes, techniciens et ingénieurs de bureaux d’études ou de services techniques de collectivités, entreprises, artisans qu’au grand public averti confronté à des problèmes d’isolation acoustique.

Photographies de couverture :© Pictures news – Fotolia.com

SommaireChapitre 1 – Caractéristiques physiques des sonsChapitre 2 – Caractéristiques énergétiques des sonsChapitre 3 – Propagation des sons en espace closChapitre 4 – Isolation acoustique des bâtimentsChapitre 5 – Écrans acoustiquesChapitre 6 – Matériaux de l’isolation acoustique

Enseignant à l’Institut supérieur des études technologiques (ISET) de Sfax (Tunisie) et membre du laboratoire de génie civil à l’École nationale d’ingénieurs (ENIT) de Tunis, Malek Jedidi consacre sa carrière à la recherche dans le domaine du transfert de chaleur et de l’acoustique des bâtiments.

Caractéristiquesdes sons

Performancesdes matériaux

Écransacoustiques

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5

Tableau des symboles ............................................................................... 7

Avant-propos ........................................................................................... 9

Chapitre 1 Caractéristiques physiques des sons ............................................ 11

Chapitre 2 Caractéristiques énergétiques des sons ...................................... 39

Chapitre 3 propagation des sons en espace clos ........................................... 63

Chapitre 4 isolation acoustique des bâtiments ................................................ 81

Chapitre 5 Écrans acoustiques ............................................................................ 109

Chapitre 6 Matériaux de l’isolation acoustique ................................................ 119

annexe a1 performances acoustiques des différents matériaux ................ 145

annexe a2 aires d’absorption équivalentes de divers éléments (m2) ........ 155

annexe a3 indices d’affaiblissement acoustique de parois simples ............ 157

annexe a4 indices d’affaiblissement acoustique de parois doubles à base de plaques de plâtre sur ossatures ..................................... 161

annexe a5 indices d’affaiblissement acoustique de cloisons alvéolaires ... 163

annexe a6 Caractéristiques d’éléments mesurés en laboratoire et précautions à prendre lors de leur utilisation ............................. 165

annexe a7 Caractéristiques des bâtiments mesurées in situ et des éléments de construction ......................................................... 169

annexe a8 Comparatif des isolants thermiques et phoniques ..................... 171

annexe a9 Comparatif des prix et informations diverses ............................. 181

Sommaire

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6

Mise en œuvre de l’isolation acoustique

annexe a10 indice d’affaiblissement acoustique Rw des parois simples...... 185

annexe a11 indice d’affaiblissement acoustique Rw des parois doubles ..... 187

Bibliographie ........................................................................................... 191

Glossaire .................................................................................................. 193

Index ....................................................................................................... 199

Table des matières .................................................................................... 203

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86


4.1.5.2 Bruits de la chasse d’eau

La chasse d’eau peut être bruyante lors de son remplissage. Un réglage du débit de remplis-sage peut améliorer la situation en évitant les sifflements.

Pour de meilleures performances, des robinetteries de chasse d’eau dites « acoustiques » peuvent être utilisées.

4.1.5.3 Bruits de chaudière, VMC, machine à laver

Si le bruit des équipements se transmet à travers les murs et les planchers, il faut désolidari-ser l’objet vibrant de son support. Des supports antivibratiles peuvent alors être posés entre l’objet et le sol (machine à laver) ou l’objet et le mur (chaudière murale).

RECOMMANDATION

En cas de transmission du son à travers le réseau des fluides, il convient d’utiliser des colliers antivibratiles et des manchettes acoustiques pour les canalisations d’eau, ainsi que des pièges à sons pour les gaines de la VMC.

4.2 Isolement des bâtiments

Soient deux locaux séparés par un mur. Une source sonore rayonne dans le local (1) appelé local d’émission et parvient dans le local (2) appelé local de réception après propagation aérienne puis solidienne.

La transmission de l’énergie sonore entre les deux locaux se fait de trois façons différentes (fig. 4.2) : – transmission directe, à travers la paroi qui sépare les deux locaux ; – transmission indirecte, à travers les parois latérales ; – transmission parasite par certains points singuliers (gaines techniques, entrées d’air,

coffres des volets roulants).

Émission

Transmissions directes

Transmissions latéralesTransmissions parasites

Local 1 Local 2

Réception

d

Fig. 4.2. Transmission du bruit dans le bâtiment

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87

Isolation acoustique des bâtiments – Chapitre 4

4.3 Isolement normalisé

4.3.1 isolement brut Db

Soit L1 et L2 les niveaux de l’intensité moyen des bruits respectivement dans le local émis-sion et dans le local réception (fig. 4.3).

Émission (E) Réception (R)

Fig. 4.3. Principe de l’isolement brut Db

Par définition, l’isolement brut est la différence entre le niveau de bruit L1 dans le local d’émission (E) et le niveau de bruit L2 dans le local de réception (R) :

(dB)D L Lb = −1 2

Cet isolement brut dépend de la fréquence et varie avec la forme du spectre du bruit émis. C’est la raison pour laquelle il est préférable de le mesurer par bandes d’octaves.

Une bonne isolation acoustique résulte d’un niveau sonore à la réception le plus faible possible.

4.3.2 isolement normalisé ou standardisé

L’isolement brut Db est une mesure informant la situation réelle d’écoute, dans des condi-tions données. Il ne présente aucune correction et intéresse donc l’ensemble des facteurs qui caractérisent ces conditions.

En particulier, Db dépend de la sonorité du local de réception à un certain moment. Cette sonorité, exprimée par la mesure de la durée de réverbération du local à différentes fré-quences, dépend du pouvoir absorbant des parois du local (et des objets qu’il contient).

Comme les mesures d’isolement s’effectuent souvent dans des locaux vides, il faut pouvoir en déduire l’isolement correspondant à un local normalement meublé. Il est donc nécessaire de définir un nouvel isolement, répondant à une durée de réverbération unique pour tous les locaux, soit 0,5 seconde en matière d’habitat, quelle que soit la fréquence (situation ordinaire d’un local normalement meublé).

Comme L2 augmente quand le pouvoir absorbant des parois diminue, Db diminue avec ce dernier ; puisque la durée de réverbération varie en sens contraire du pouvoir absorbant, Db décroît quand le Tr du local augmente.

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94


EXEMPLE

Indice d’affaiblissementacoustique R (dB)

Fréquence (Hz)

Valeur unique Rw

0

10

20

30

40

50

60

1 600

1 250

1 00080

063

050

040

031

525

020

016

012

510

02 0

002 5

003 1

50

Fig. 4.8. Indice d’affaiblissement acoustique en fonction du type de bruit

Indice d’affaiblissement acoustique mesuré en dB (voir fig. 4.8) :Rw (C ; Ctr) = 30 (− 2 ; − 3)

Vis-à-vis d’un bruit « rose » :« Rrose » = RA = [Rw + C] = [30 – 2] = 28 dBVis-à-vis d’un bruit « route » :« Rroute » = RA,tr = [Rw + Ctr] = [30 – 8] = 22 dB

4.4.6 types d’éléments testés en laboratoire

Les éléments testés en laboratoire caractérisés par l’indice d’affaiblissement R sont : murs, parois intérieures, façades, planchers, plafonds, toitures, écrans autoroutiers, fenêtres, vitrages, portes…

EXEMPLE

On considère deux locaux (deux salles de classe) de dimensions identiques : 6,00 m × 7,00 m × 4,00 m séparés par une cloison de surface 6,00 × 4,00 m. Les murs et le plafond sont en plâtre peint, le sol en dalles thermoplastiques. Les vitrages ont une superficie de 6,00 m2 et la porte en bois de surface de 2 m2. L’occupation normale est de 30 enfants et un adulte (fig. 4.9).

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95

Isolation acoustique des bâtiments – Chapitre 4

Local émetteur Local récepteur

Fig. 4.9. Deux salles de classe séparées par une cloison

1. Calculer le temps de réverbération d’un local occupé pour l’octave 1 000 Hz.2. On veut ramener à 0,6 le temps de réverbération en disposant des dalles acoustiques de coefficient d’absorption α = 0,73 dans l’octave 1 000 Hz.a. Quel est l’intérêt de cette diminution ?b. Sur quelle surface proposez-vous de fixer les dalles acoustiques ?c. Quelle superficie de dalles faut-il installer ?3. L’indice d’affaiblissement acoustique de la cloison séparative est égal à 30 dB pour l’octave 1 000 Hz. Calculer les isolements acoustiques brut et normalisé entre les deux locaux, avant et après traitement acoustique.4. Si on installe une porte de communication de surface 2,00 m2 et de coefficient de transmission τ = 0,01 dans la cloison séparative, quelle sera la nouvelle valeur de l’isolement brut ? (On part du principe que le traitement acoustique a été effectué).Les critères suivants (tab. 4.5 et 4.6) sont à prendre en compte pour le calcul.

Tab. 4.5. Coefficient d’absorption des matériaux à 1 000 Hz

Matériaux Coefficient d’absorption α (à 1 000 Hz)

Plâtre peint 0,03

Vitrage 0,12

Porte en bois 0,09

Dalles thermoplastiques 0,04

Tab. 4.6. Aire d’absorption équivalente des occupants

Éléments Aire d’absorption équivalente A (m2)

Adulte 0,5

Enfant 0,4

Solution

1. Le temps de réverbération d’un local occupé et donné par la formule de Sabine :

0,16 avec

6,00 7,00 4,00 168 m3

1

TVA

V

A Sr

i

n

i i∑== × × =

= α ◊

⎧

⎨⎪⎪

⎩⎪⎪ =

L’aire d’absorption équivalente A de la salle occupée est définie dans le tableau 4.7.

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120


Il s’agit donc de traiter les parois d’une part contre les bruits extérieurs, et d’autre part pour que les bruits émis depuis cette pièce ne se diffusent vers l’extérieur.

L’isolation phonique consiste à modifier le rendu sonore d’une pièce pour l’adapter à son utilisation (home cinéma, chambre…). Pour réaliser une isolation acoustique, il existe trois principes de base : – la loi de masse : plus c’est lourd, mieux ça isole. Autrement dit, à épaisseur égale, une

cloison en béton isolera mieux qu’une cloison en carreaux de plâtre, car à volume égal, le béton est plus lourd que le plâtre ; – la loi masse-ressort-masse : en combinant certains matériaux, il est possible d’appliquer

le principe dit « masse-ressort-masse ». Celui-ci consiste à utiliser des parois doubles, telles que les plaques de plâtre, séparées par de l’air rempli par une laine minérale, qui absorbe et dissipe l’énergie. Lorsque le bruit heurte la première masse, celle-ci se met à osciller. Le ressort entre les deux couches intercepte ces vibrations et fait office d’amortisseur. Le bruit est considérablement atténué lors de sa transmission à la deuxième masse. En rénovation intérieure, cette solution permet un traitement efficace sans surcharger les structures ; – la loi d’étanchéité : là où l’air passe, le bruit passe. Fenêtres, bas de portes, mauvaise étan-

chéité en pied de cloison sont autant de sources de mauvaise étanchéité qu’il convient de ne pas négliger pour obtenir une isolation satisfaisante.

La performance de l’isolation phonique est qualifiée par un indice unique, appelé indice d’affaiblissement acoustique Rw, exprimé en dB. Mesuré en laboratoire, il permet d’ex-primer la réduction du bruit transmis d’une pièce à l’autre grâce à l’isolation de la cloison.

6.2.2 Matériaux les plus favorables à une bonne isolation phonique

Dans le cas où la loi de masse n’est pas applicable, il convient d’opter pour la méthode masse-ressort-masse un isolant souple est placé entre deux parois. Il faudra alors trouver un isolant performant sur le plan phonique.

Parmi les isolants phoniques les plus performants figurent :• les laines minérales : – la laine de roche est un excellent absorbant des sons et est particulièrement performante

pour réduire les bruits d’impact, – la laine de verre dont les fibres, même en faible épaisseur, absorbent très bien les sons et

qui a fait ses preuves quant à la correction acoustique (idéal pour les studios) ;• la mousse composite de polyuréthane : très légère, elle est parfaite pour un confort sonore minimal tout en assurant une bonne isolation thermique ;• le liège expansé en plaques : elle a l’avantage de s’adapter à toutes les poses (sols, murs, combles) et a des performances thermiques exceptionnelles ;• la ouate de cellulose giclée : elle a également fait ses preuves et est très facile à appliquer.

En revanche, les matériaux naturels comme le chanvre, le lin ou encore la laine de mouton ont des capacités d’atténuation phonique limitées et devront être complétés par un revête-ment supplémentaire.

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Matériaux de l’isolation acoustique – Chapitre 6

6.2.3 Facteurs déterminants dans le choix de l’isolant

Le choix de l’isolant dans le cadre d’une construction ou d’une rénovation n’est pas simple. Les produits disponibles sont nombreux, les techniques de mise en œuvre également. Un certain nombre de critères doivent être pris en considération : – les performances phoniques (tous les isolants thermiques ne protègent pas du bruit) et la

longévité de l’isolant sont des facteurs importants. En effet, certains isolants résistent à l’hu-midité, d’autres au tassement et d’autres encore aux rongeurs ; – la connaissance des risques éventuels sur la santé des matériaux utilisés : certains produits

contiennent des fibres irritantes pour la peau, les yeux et les poumons, d’autres produisent des gaz toxiques en cas d’incendie. Certains sont totalement neutres à tous les points de vue ; – le caractère inflammable ou non de l’isolant choisi, auquel il devra être protégé du feu ; – la facilité de pose : en général, un produit qui se pose facilement est plus efficace car il

évite les ponts thermiques ; – la régulation hygrométrique : certains isolants ont la capacité d’absorber de grandes quan-

tités de vapeur d’eau et de les restituer quand l’air ambiant est plus sec, cela sans perdre leurs caractéristiques isolantes ; – le prix : certainement l’un des facteurs les plus pris en compte.

Certains matériaux bénéficient également d’un certificat ACERMI (association pour la certi-fication des matériaux isolants), qui valide leurs qualités d’isolation thermique et les bonnes conditions de leur usage.

Cette certification est délivrée par un organisme indépendant et ne vaut que pour les fabri-cants qui ont accepté de s’y soumettre.

Le certificat ACERMI est une garantie de qualité et de fiabilité des données d’isolation du fabricant.

Par ailleurs, l’existence d’une fiche FDES d’analyse du cycle de vie de l’isolant ne signifie pas que l’impact environnemental est faible mais elle témoigne de la transparence du fabri-cant. Toutefois, elle ne vaut que pour les fabricants qui l’ont déposée.

6.3 Isolants minéraux

Les isolants minéraux sont fabriqués à partir de matières naturelles inorganiques. Ils regroupent la laine de verre, la laine de roche, le verre cellulaire, l’argile expansée, la ver-miculite et la perlite. Très résistants au feu, ils sont stables et solides en panneaux rigides ou semi-rigides (photo 6.1).

La laine de verre et la laine de roche sont, par ailleurs, les isolants les plus communément utilisés.

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6.3.5.4 Énergie grise

Tout comme la perlite, la vermiculite présente un bilan en énergie grise élevé (230 kWh/m3), principalement causé par l’utilisation des transports. Par ailleurs, c’est un matériau naturel, écologique et extrêmement durable.

6.3.6 argile expansée

L’argile expansée est fabriquée industriellement à partir d’argile brute naturelle qui est suc-cessivement séchée, réduite en farine, mélangée à de l’eau, puis chauffée dans des fours. Sont ainsi obtenus des billes ou des blocs à base de billes d’argile. Ce matériau isolant est assez lourd, avec une masse volumique comprise entre 350 et 700 kg/m. L’argile expansée est à privilégier pour la réalisation de chapes allégées ou comme composant isolant de mor-tiers légers.

Par ailleurs, elle présente des qualités d’isolation thermique assez moyennes, avec un coefficient de conductivité compris entre 0,10 et 0,16 W/m·K. Ses performances sont plus intéressantes pour une isolation phonique, puisqu’elle agit efficacement contre les bruits aériens et les bruits d’impact.

L’argile expansée est assez coûteuse si elle est utilisée comme isolant : environ 5 € pour un sac de 6 litres de billes de 10 mm à 20 mm.

6.3.6.1 Longévité

L’argile expansée est totalement incombustible et résistante au feu. Perméable à la vapeur, elle résiste aussi à l’eau mais doit sécher pour retrouver ses propriétés thermiques. En outre, elle présente une très bonne durabilité.

Enfin, elle est imputrescible et résiste aux produits corrosifs et aux attaques d’insectes.

6.3.6.2 Conditions de pose

Cet isolant est principalement disponible en vrac, sous forme de granulés pour épandage, ou en blocs de construction composés de billes. Il est fréquemment utilisé pour des mortiers allégés ou des chapes de sol (photo 6.5).

Photo 6.5. Mise en place de béton de granulats légers à base d’argile expansée

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Matériaux de l’isolation acoustique – Chapitre 6

6.3.6.3 Énergie grise

L’argile expansée est un matériau gourmand en énergie grise (300 kWh/m3) en raison de son processus de fabrication nécessitant beaucoup de chaleur.

6.4 Isolants organiques

Tout comme les isolants minéraux, les isolants organiques sont des matériaux naturels. Ils sont fabriqués à partir de matières végétales ou animales.

6.4.1 Liège

Le liège est un isolant naturel, issu d’un arbre méditerranéen : le chêne-liège. D’une densité de 105 kg/m à 125 kg/m3, il offre de sérieuses qualités environnementales et mécaniques. Vendu en dalles, le liège coûte de 10 € à 30 €/m2, selon l’épaisseur et la densité.

6.4.1.1 performances thermiques et phoniques

Grâce à sa structure formée de millions de cellules remplies d’air immobile, le liège expansé est un très bon isolant thermique (96 % d’air).

Son coefficient de conductivité thermique est situé entre 0,032 et 0,042 W/m·K pour les pan-neaux, et entre 0,040 et 0,049 W/m·K pour le liège aggloméré. Par ailleurs, ses performances thermiques peuvent être certifiées par l’Acermi. Il offre aussi un déphasage thermique appré-ciable. Il est également efficace en tant qu’isolant phonique pour éviter les bruits aériens ou les bruits d’impact.

6.4.1.2 Longévité

Le liège résiste bien au tassement au fil des années. Il reste stable face aux différences d’hu-midité et de température et ne se désagrège pas. Il est de plus imputrescible, auto-extinguible face au feu et ne dégage pas de fumées toxiques. Enfin, il n’est pas attaqué par les rongeurs et les insectes.

6.4.1.3 Conditions de pose

Le liège expansé est proposé en plaques ou en vrac (granulés). Le liège aggloméré est, quant à lui, disponible en plaques, dalles et rouleaux. Pour une isolation thermique de qualité, une épaisseur de 20 mm à 100 mm est requise. Il est aussi possible de trouver du liège non expansé, en brut ou en vrac.

En granulés, le liège peut être déversé dans les combles non habitables pour leur isolation. Il peut aussi assurer l’isolation thermique et phonique des planchers, des toitures et des murs. C’est également le seul isolant écologique qui est complètement insensible à l’eau. De ce fait, il est efficace pour l’isolation périphérique des fondations, par exemple.

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203

Sommaire ................................................................................................ 5

Tableau des symboles ............................................................................... 7

Avant-propos ........................................................................................... 9

Chapitre 1 Caractéristiques physiques des sons ............................................ 11

1.1 Principes ............................................................................................... 11

1.1.1 Définition et origine du son .................................................................... 11

1.1.2 Différence entre un bruit et un son ........................................................ 13

1.1.3 Mesure du son ........................................................................................ 14

1.2 Caractéristiques physiques du son ................................................... 14

1.2.1 Fréquence ............................................................................................... 14

1.2.2 Période ................................................................................................... 14

1.2.3 Longueur d’onde .................................................................................... 14

1.2.4 Célérité du son ....................................................................................... 16

1.2.4.1 Pour le gaz ............................................................................................... 17

1.2.4.2 Dans les solides ....................................................................................... 18

1.2.5 Vitesse acoustique ................................................................................... 19

1.2.6 Impédance acoustique ............................................................................ 20

1.3 Coefficients de réflexion (R) et de transmission (T) ....................... 20

1.3.1 Équations de continuité à la surface de séparation ................................ 21

1.3.2 Coefficients de réflexion et de transmission ........................................... 21

1.4 Paramètres du son ............................................................................... 23

1.4.1 Hauteur du son ....................................................................................... 23

1.4.2 Intensité physiologique du son ............................................................... 24

1.4.3 Timbre et spectre acoustique.................................................................. 26

1.5 Bruits dans le bâtiment ...................................................................... 26

1.5.1 Fréquences audibles par l’être humain .................................................. 26

1.5.2 Bruits intérieurs et extérieurs au bâtiment ............................................ 27

1.5.2.1 Bruits aériens ........................................................................................... 27

1.5.2.2 Bruits solidiens ........................................................................................ 28

Table des matières

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204


1.5.3 Bruits normalisés.................................................................................... 29

1.5.3.1 Bruit rose ................................................................................................. 29

1.5.3.2 Bruit blanc ............................................................................................... 30

1.5.3.3 Bruit routier ............................................................................................. 31

1.5.3.4 Bruit d’impact .......................................................................................... 31

1.6 Octave, bande d’octave et tiers d’octave ......................................... 31

1.6.1 Octave .................................................................................................... 31

1.6.2 Bande d’octave ....................................................................................... 32

1.6.3 Tiers d’octave ......................................................................................... 32

1.7 Mesure acoustique............................................................................... 34

1.7.1 Mesure du déplacement des bruits d’impact dans un bâtiment ............ 34

1.7.2 Mesure de transmission du son dans un bâtiment ................................. 35

1.7.3 Tests acoustiques .................................................................................... 36

1.7.3.1 Test FIIC ................................................................................................. 37

1.7.3.2 Test FSTC ................................................................................................ 37

1.7.4 Phénomènes influant sur l’acoustique du bâtiment ............................... 37

1.7.4.1 Densité des matériaux .............................................................................. 38

1.7.4.2 Masse ...................................................................................................... 38

1.7.4.3 Cavités et surfaces dures .......................................................................... 38

1.7.4.4 Désolidarisation ....................................................................................... 38

Chapitre 2 Caractéristiques énergétiques des sons ...................................... 39

2.1 Pression et niveau de pression acoustique ....................................... 39

2.1.1 Pression acoustique ................................................................................ 39

2.1.2 Pression acoustique efficace ................................................................... 39

2.1.3 Niveau de pression acoustique................................................................ 40

2.2 Puissance et niveau de puissance acoustique .................................. 42

2.2.1 Puissance acoustique .............................................................................. 42

2.2.2 Niveau de puissance acoustique ............................................................. 43

2.3 Intensité et niveau d’intensité acoustique ........................................ 43

2.3.1 Intensité acoustique ................................................................................ 43

2.3.2 Niveau d’intensité acoustique ................................................................. 44

2.4 Addition des niveaux sonores ............................................................ 45

2.4.1 Deux sources d’intensités différentes ..................................................... 45

2.4.2 Plusieurs sources d’intensités différentes ............................................... 45

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205

Table des matières

2.4.3 Deux niveaux sonores égaux ................................................................... 46

2.4.4 Plusieurs sources de même niveau acoustique ....................................... 46

2.4.5 Deux niveaux sonores différents ............................................................. 47

2.4.6 Plusieurs sources sonores de niveaux acoustiques différents ................. 47

2.5 Niveau acoustique continu équivalent Leq ....................................... 48

2.6 Niveau de pression continu équivalent pondéré A ......................... 50

2.7 Propagation sonore en espace libre .................................................. 50

2.7.1 Source ponctuelle omnidirectionnelle ..................................................... 50

2.7.2 Source ponctuelle directive ..................................................................... 51

2.7.3 Niveau de pression acoustique en champ libre ....................................... 53

2.8 Réduction d’un bruit propagé en champ libre ............................... 54

2.8.1 Atténuation d’écran : principe ............................................................... 54

2.8.2 Atténuation d’écran : cas de ligne source .............................................. 55

2.8.3 Atténuation atmosphérique .................................................................... 58

2.9 Niveaux sonores pondérés .................................................................. 59

Chapitre 3 propagation des sons en espace clos ........................................... 63

3.1 Champ réverbéré ................................................................................ 63

3.2 Coefficient d’absorption d’un matériau « α » ................................ 63

3.3 Surface d’absorption équivalente ..................................................... 65

3.4 Intensité sonore globale ...................................................................... 65

3.4.1 Intensité rayonnée Id .............................................................................. 65

3.4.2 Intensité réverbérée Ir ............................................................................ 66

3.4.3 Distance critique ..................................................................................... 66

3.5 Niveau de pression acoustique .......................................................... 66

3.6 Théorie de la réverbération ............................................................... 70

3.6.1 Temps de réverbération.......................................................................... 71

3.6.2 Formule de Sabine ................................................................................. 71

3.6.3 Formule d’Eyring ................................................................................... 73

3.7 Intelligibilité de la parole ................................................................... 76

3.7.1 Rapport signal/bruit (S/N) ..................................................................... 77

3.7.2 Définition D50 ........................................................................................ 78

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206


3.7.3 Indice de transmission de la parole ou STI (Speech Transmission Index)...................................................................................................... 78

3.7.4 Indice de transmission vocale rapide ou RASTI (Rapid Speech Transmission Index) ................................................................................ 79

3.7.5 Classe d’articulation (AC) ...................................................................... 79

Chapitre 4 isolation acoustique des bâtiments ................................................ 81

4.1 Généralités ........................................................................................... 81

4.1.1 Isolation des fenêtres .............................................................................. 82

4.1.2 Isolation des portes ................................................................................. 82

4.1.3 Isolation des murs et cloisons ................................................................. 83

4.1.4 Isolation des sols et planchers intermédiaires ........................................ 84

4.1.4.1 Intervention au niveau du plancher ........................................................... 84

4.1.4.2 Intervention au niveau du plafond ............................................................. 85

4.1.5 Isolation contre les bruits d’équipements individuels ............................ 85

4.1.5.1 Bruits de la robinetterie ............................................................................ 85

4.1.5.2 Bruits de la chasse d’eau .......................................................................... 86

4.1.5.3 Bruits de chaudière, VMC, machine à laver .............................................. 86

4.2 Isolement des bâtiments ..................................................................... 86

4.3 Isolement normalisé ............................................................................ 87

4.3.1 Isolement brut Db ................................................................................... 87

4.3.2 Isolement normalisé ou standardisé ....................................................... 87

4.4 Indice d’affaiblissement d’une paroi ................................................ 89

4.4.1 Coefficient de transmission d’une paroi ................................................. 89

4.4.2 Définition de l’indice d’affaiblissement R .............................................. 90

4.4.3 Relation entre l’indice d’affaiblissement R et l’isolement brut Db ......... 90

4.4.4 Relation entre l’indice d’affaiblissement R et l’isolement normalisé Dn 92

4.4.5 Valeur unique de l’indice d’affaiblissement acoustique : Rw ................. 93

4.4.6 Types d’éléments testés en laboratoire ................................................... 94

4.5 Loi des masses et des fréquences....................................................... 97

4.5.1 Cas d’une paroi simple ........................................................................... 97

4.5.1.1 Coefficient de transmission d’une paroi simple ......................................... 98

4.5.1.2 Indice d’affaiblissement d’une paroi simple .............................................. 99

4.5.1.3 Fréquence critique .................................................................................... 99

4.5.2 Cas d’une double paroi .......................................................................... 102

4.5.2.1 Règles de construction.............................................................................. 102

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207

Table des matières

4.5.2.2 Calcul de l’indice d’affaiblissement d’une double paroi ............................. 104

4.5.2.3 Fréquence de résonance pour une double paroi .......................................... 105

4.5.3 Efficacité des complexes de doublage ..................................................... 107

Chapitre 5 Écrans acoustiques ............................................................................ 109

5.1 Généralités ........................................................................................... 109

5.2 Principe de fonctionnement d’un écran ........................................... 110

5.2.1 Diffraction .............................................................................................. 110

5.2.2 Transmission .......................................................................................... 111

5.2.3 Réflexion ................................................................................................. 111

5.3 Méthodologie des mesures des performances acoustiques des écrans .................................................................................................... 111

5.3.1 Performances intrinsèques ..................................................................... 112

5.3.1.1 Mesure de qualification ............................................................................ 113

5.3.1.2 Mesure de réception ................................................................................. 114

5.4 Types d’écrans ..................................................................................... 115

5.4.1 Couronnements ...................................................................................... 115

5.4.2 Écrans réfléchissants .............................................................................. 116

5.4.3 Écrans absorbants .................................................................................. 116

5.4.4 Écrans inclinés ....................................................................................... 116

5.4.5 Parements absorbants ............................................................................ 116

5.5 Avantages et inconvénients des écrans acoustiques ....................... 117

5.6 Entretien des écrans acoustiques ...................................................... 117

Chapitre 6 Matériaux de l’isolation acoustique ................................................ 119

6.1 Contexte sociologique ......................................................................... 119

6.2 Isolation acoustique ............................................................................ 119

6.2.1 Définition ................................................................................................ 119

6.2.2 Matériaux les plus favorables à une bonne isolation phonique .............. 120

6.2.3 Facteurs déterminants dans le choix de l’isolant ................................... 121

6.3 Isolants minéraux ................................................................................ 121

6.3.1 Verre cellulaire ....................................................................................... 122

6.3.1.1 Longévité ................................................................................................. 122

6.3.1.2 Conditions de pose ................................................................................... 122

6.3.1.3 Énergie grise ............................................................................................ 123

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208


6.3.2 Laine de verre ........................................................................................ 123

6.3.2.1 Effets sur la santé ..................................................................................... 123

6.3.2.2 Longévité ................................................................................................. 123


6.3.2.4 Énergie grise ............................................................................................ 124

6.3.3 Laine de roche ........................................................................................ 124


6.3.3.2 Longévité ................................................................................................. 125


6.3.3.4 Énergie grise ............................................................................................ 125

6.3.4 Perlite ..................................................................................................... 125


6.3.4.2 Longévité ................................................................................................. 126


6.3.4.4 Énergie grise ............................................................................................ 126

6.3.5 Vermiculite ............................................................................................. 126


6.3.5.2 Longévité ................................................................................................. 127


6.3.5.4 Énergie grise ............................................................................................ 128

6.3.6 Argile expansée ...................................................................................... 128

6.3.6.1 Longévité ................................................................................................. 128


6.3.6.3 Énergie grise ............................................................................................ 129

6.4 Isolants organiques ............................................................................. 129

6.4.1 Liège ....................................................................................................... 129

6.4.1.1 Performances thermiques et phoniques...................................................... 129

6.4.1.2 Longévité ................................................................................................. 129


6.4.1.4 Énergie grise ............................................................................................ 130

6.4.2 Fibre de bois ........................................................................................... 130


6.4.2.2 Longévité ................................................................................................. 130


6.4.2.4 Énergie grise ............................................................................................ 131

6.4.3 Chanvre .................................................................................................. 131


6.4.3.2 Longévité ................................................................................................. 131


10316_.indb 208 21/09/2017 15:44

209

Table des matières

6.4.3.4 Énergie grise ............................................................................................ 132

6.4.4 Lin .......................................................................................................... 133


6.4.4.2 Longévité ................................................................................................. 133


6.4.4.4 Énergie grise ............................................................................................ 134

6.4.5 Laine de mouton ..................................................................................... 134


6.4.5.2 Longévité ................................................................................................. 134


6.4.5.4 Énergie grise ............................................................................................ 134

6.4.6 Plume de canard ..................................................................................... 135


6.4.6.2 Longévité ................................................................................................. 136


6.4.6.4 Énergie grise ............................................................................................ 136

6.4.7 Fibre de coco .......................................................................................... 136


6.4.7.2 Longévité ................................................................................................. 136


6.4.7.4 Énergie grise ............................................................................................ 137

6.4.8 Ouate de cellulose ................................................................................... 137


6.4.8.2 Longévité ................................................................................................. 137


6.4.8.4 Énergie grise ............................................................................................ 139

6.4.9 Laine de coton ........................................................................................ 139


6.4.9.2 Longévité ................................................................................................. 140


6.4.9.4 Énergie grise ............................................................................................ 141

6.4.10 Paille ....................................................................................................... 141


6.4.10.2 Longévité ................................................................................................. 141


6.4.10.4 Énergie grise ............................................................................................ 142

6.4.11 Torchis .................................................................................................... 142


6.4.11.2 Longévité ................................................................................................. 142

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210



6.4.11.4 Énergie grise ............................................................................................ 143

annexe a1 performances acoustiques des différents matériaux ................ 145

annexe a2 aires d’absorption équivalentes de divers éléments (m2) ........ 155

annexe a3 indices d’affaiblissement acoustique de parois simples ............ 157

annexe a4 indices d’affaiblissement acoustique de parois doubles à base de plaques de plâtre sur ossatures ..................................... 161

annexe a5 indices d’affaiblissement acoustique de cloisons alvéolaires ... 163

annexe a6 Caractéristiques d’éléments mesurés en laboratoire et précautions à prendre lors de leur utilisation ............................. 165

annexe a7 Caractéristiques des bâtiments mesurées in situ et des éléments de construction ......................................................... 169

annexe a8 Comparatif des isolants thermiques et phoniques ..................... 171

annexe a9 Comparatif des prix et informations diverses ............................. 181

annexe a10 indice d’affaiblissement acoustique Rw des parois simples...... 185

annexe a11 indice d’affaiblissement acoustique Rw des parois doubles ..... 187

Bibliographie ........................................................................................... 191

Glossaire .................................................................................................. 193

Index ....................................................................................................... 199

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EMISE EN ŒUVRE DE L’ISOLATION ACOUSTIQUE

ISBN 978-2-281-14155-9

MISE EN ŒUVREDE L’ISOLATION ACOUSTIQUE

Malek Jedidi

L’attestation de prise en compte de l’acoustique dans les logements neufs a été rendue obligatoire par l’arrêté du 27 novembre 2012 qui définit en outre la méthodologie du choix des mesures acoustiques à réaliser lors de l’achève-ment des travaux. Le décret n° 2016-798 du 14 juin 2016, applicable depuis le 1er juillet 2017, a étendu les obligations réglementaires aux bâtiments existants lorsqu’ils font l’objet de travaux de rénovation importants.Cet ouvrage a pour objectif de fournir les éléments permettant de garantir une isolation acoustique dans les règles de l’art, de la conception à la mise en œuvre sur le chantier, pour les bâtiments neufs et existants.Illustré de photographies et d’illustrations simples, ce guide pédagogique présente les notions fondamentales de l’acoustique nécessaires à la compré-hension des phénomènes de propagation des ondes et de leur origine, ainsi que les paramètres servant à définir le confort acoustique.• Il analyse les différents types de calculs utilisés lors de la conception des bâtiments.• Il détaille la mise en œuvre des matériaux.• Il décrit les critères de choix des isolants en décrivant les performances thermiques et phoniques, les conditions de pose ainsi que la durabilité de chacun d’eux.Ce manuel pratique s’adresse aussi bien aux architectes, techniciens et ingénieurs de bureaux d’études ou de services techniques de collectivités, entreprises, artisans qu’au grand public averti confronté à des problèmes d’isolation acoustique.

Photographies de couverture :© Pictures news – Fotolia.com

SommaireChapitre 1 – Caractéristiques physiques des sonsChapitre 2 – Caractéristiques énergétiques des sonsChapitre 3 – Propagation des sons en espace closChapitre 4 – Isolation acoustique des bâtimentsChapitre 5 – Écrans acoustiquesChapitre 6 – Matériaux de l’isolation acoustique

Enseignant à l’Institut supérieur des études technologiques (ISET) de Sfax (Tunisie) et membre du laboratoire de génie civil à l’École nationale d’ingénieurs (ENIT) de Tunis, Malek Jedidi consacre sa carrière à la recherche dans le domaine du transfert de chaleur et de l’acoustique des bâtiments.

Caractéristiquesdes sons

Performancesdes matériaux

Écransacoustiques

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Documents

M ACOUSTIQUE MISE EN ŒUVRE DE LISOLATION … · L’attestation de prise en compte de l’acoustique dans les logements neufs a ... de la conception à la mise en œuvre sur le chantier,