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Vinçotte International
Le bruit, tout un programme !
Petits Déjeuners Environnement 14/05/2013
Table des matières
– Propriétés physiques des sons
– Perception du bruit
– Comportement des ondes sonores
– Réglementation
� Poste de travail
� Environnement
� bâtiments
– Comment réduire les bruits
Propriétés physiques des sons
Un son est une onde de pression se propageant dans un milieu élastique tel que l’air.
Le son est une légère perturbation de la pression
atmosphérique de l’air ; il se propage sous forme
d’onde de manière analogue à une vague sur la
surface d’un étang tranquille quand on y jette une
pierre.
Bon à savoir - Vitesse du son
Dans l’air 340 m/s
Dans l’eau 1 480 m/s
Dans le béton 3100 m/s
Dans l’acier 5 600 m/s
Propriétés physiques des sons
Une onde sonore est définie par trois caractéristiques principales :
• L’amplitude
• La fréquence
• La durée
• Le niveau de bruit
• Base fréquence ���� Vrombissement
• Haute fréquence ���� Sifflement strident
• La durée
Physique Auditive
Propriétés physiques des sons
L’amplitude vibratoire détermine les
modifications de pression générées par
la transmission d’un bruit. Celle-ci peut
varier de 2 10-5 Pa (seuil d’audibilité) à 2
102 Pa (seuil de douleur).
Bon à savoir – Niveaux de Pressions
Pression atmosphérique 101325 Pa
Seuil d’audition 0,000 02 Pa
Seuil de douleur 200 Pa
Propriétés physiques des sons
Plage de variation importante
����recours à l’échelle logarithmique
Propriétés physiques des sons
La fréquence de vibration est liée à la vitesse d’oscillation des particules du milieu de propagation. Elle s’exprime en Hz, soit en nombre d’oscillations par seconde.
Fréquences audibles :
Propriétés physiques des sons
55
110
220
440
880
1760
3520
7040
Propriétés physiques des sons
Courbes isophoniques
Propriétés physiques des sons
Pondération selon la courbe 40 Phone
Propriétés physiques des sons
Les différentes pondérations des fréquences
Propriétés physiques des sons
Pondération 1/3 et 1/1 octave
Propriétés physiques des sons
Spectre 1/1 octave
Spectre 1/3 d’octave
Spectre bande fine –Analyse FFT
0
10
20
30
40
50
60
70
80
31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k
Lp in dB
1/3 octave band spectral analysis
LZeq LAeq Tone
0
10
20
30
40
50
60
1 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 749 799
Lp in dB
FFT analysis -- 0 - 800 Hz -- 1600 lines
dBA dBZ
0
10
20
30
40
50
60
70
80
31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Lp in dB
1/1 octave band spectral analysis
LZeq LAeq
Propriétés physiques des sons
Perception du bruit
Perception du bruit
• Les cellules ciliées
Cellules saines
Cellules dégradées
Perception du bruit – protection de l’oreille interne
• Réflexe stapédien :
Le réflexe stapédien consiste en la contraction du muscle de l’étrier de l’oreille moyenne, visant à atténuer le niveau d'intensité des sons transmis à l'oreille interne.
Le rôle principal du réflexe stapédien est la protection de l’oreille interne
• Cependant, comme tous les muscles, le stapédius se fatigue !
A 121dB, il lâche prise après 7 s
A 109 dB, il résiste environ 1 minute 52 secondes.
A 100 dB, il résiste environ 15 minutes en moyenne.
• De plus, comme tous les réflexes, le système neurosensoriel qui le met en œuvre a un temps de réponse. Lors d'un bruit impulsionnel l'oreille n'est pas protégée
Réflexe stapédien
Perception du bruit – Acouphènes
• Sans source de bruit externe
• Dérangeant pendant le repos (!! sommeil)
• = résultent de dégâts à l’oreille interne après exposition répétitive à hauts niveaux sonores
• Pas de médication
Perception du bruit
• Comment sont perçus les variations de bruit ?
Perception du bruit
• La perception est subjective, elle dépend de :
– L’âge (variation de la sensibilité à certainesfréquences)
– L’attitude envers la source de bruit
– Facteurs humains (fatigue, stress,…)
– …
Perception du bruit
• Conséquences :
– Effets physiques sur l’ouïe (généralement négligeable pour LAeq,8h < 75 dB(A))
– Fatigue
– Stress
– Difficultés de concentration
– Inconfort
Comportement des ondes sonores
• Propagation directe
• Réflexion
• Diffraction
reflection
Comportement des ondes sonores - diffraction
Propagation du bruit – influence du vent
Propagation du bruit – influence de la température
Propagation du bruit
• Atténuation du bruit avec la distance – Règles de bonne pratique :
– Pour une source ponctuelle :
- 6 dB par doublement de distance
– Pour une source linéaire :
- 3 dB par doublement de distance
Composition du bruit
Composition de deux bruits de même niveau
Composition du bruit
• Composition de deux bruits de niveauxdifférents
Lp1 = 85 dB(A)
Lp2 = 70 dB(A)
LP1 + Lp2 = 85 dB(A)
+⋅= 1010
21
101010
LL
tot LogL
Mesures de bruit – Paramètres de mesure
• Les appareils de mesures– Sonomètres
– Dosimètres
– Intensimètres
Intensimètres
Sonomètres
Dosimètres
Pression et puissance acoustique
Pression et puissance acoustique
Pression et puissance acoustique
Niveau de pression
Lp
dB ou dB(A)
Dépend de :
�La distance de mesure
�De l’environnement
�Du bruit de fond
Résultats dépendants des
conditions de mesure
Niveau de puissance
Lw
dB ou dB(A)
Indépendant de :
�La distance de mesure
�De l’environnement
�Du bruit de fond
Caractéristique
intrinsèque de la source
de bruit
⇔
Mesures de bruit – Paramètres de mesure
• Evolution du niveau de bruit
Mesures de bruit – Paramètres de mesure
• Définitions :
– Niveau équivalent : LAeq
�C'est le niveau du bruit continu censé produire la même exposition au bruit que la succession des bruits fluctuants perçus pendant la même période d'observation.
– Niveaux statistiques : LAi
�Niveau de pression acoustique atteint ou dépassé pendant i % de la période d'observation
Mesures de bruit – Paramètres de mesure
LAeq,T C'est le niveau du bruit continu censé produire la même exposition au bruit que la
succession des bruits fluctuants perçus pendant la même période d'observation.
L1 Ce paramètre est une estimation des niveaux de bruit maximum atteint au cours de la
période d'observation.
L10 Ce paramètre est l'expression des crêtes de bruits de durées plus longues que pour le
paramètre L1.
L50 Ce paramètre est une expression du niveau de bruit moyen atteint au cours de la période
d'observation.
L95 Ce paramètre donne une image du niveau de bruit continu atteint au cours de la période
d'observation. Il est généralement utilisé comme indicateur de bruit de fond.
Mesures de bruit – Paramètres de mesure
• Paramètres statistiques Li
Mesures de bruit – Intensimétrie
• Mesure du niveau d’intensité acoustique LI sur une surface fermée
LW = LI + 10 log (S) (1)
avec :
- LW : niveau de puissance acoustique - dB rel. 10-12 W
- LI : Niveau d'intensité - dB rel. 10-12 W/m2
- S : Surface de mesure en m2
Source
S1
S2
S5
∑⋅=i
L
W
iW
LogL 10,
1010
Mesures de bruit – Intensimétrie
Après-midi d'étude - 26 april 2007
98.6 dB(A)
90.1 dB(A)
83.3 dB(A)
86.4 dB(A)
Réglementation 1
• Poste de travail -> Compétence fédérale
– Arrêté royal relatif à la protection de la santé et de la sécurité des travailleurs contre les risques liés au bruit sur le lieu de travail » du 16 janvier 2006 (MB du 15/02/2006)
• Directive machine 2000/14/CE (matériels utilisésà l’extérieur)
– Homologation
Réglementation 2
• Environnement -> Compétence régionale
– RW : Arrêté du Gouvernement Wallon fixant les conditions générales d’exploitation des établissements visés par le décret du 11 mars 1999 relatif au permis d’environnement – 4 juillet 2002.
– Bxl : Arrêté du Gouvernement de la Région de Bruxelles-Capitale du 24-11-2002 relatif à la lutte contre
� le bruit et les vibrations générées par les installations classées.
� Les bruits de voisinage
– Flandre : VLAREM II
Réglementation 3
• Immeubles
– NBN S01-400-1 : critères acoustiques pour les immeubles d’habitations (janvier 2008)
– NBN S01-400-2 : critères acoustiques pour les établissements scolaires (à venir)
– …
Réglementation – Poste de travail
• Valeurs limites et valeurs d’actions
• Valeurs limites: 87 dB(A) 200 Pa
• Valeurs d’action
– maximales: 85 dB(A) 140 Pa
– minimales: 80 dB(A) 112 Pa
Réglementation – Poste de travail
• Dépassement des valeurs d’action minimales
80dB(A)
���� Mise à disposition d’EPI
• Dépassement des valeurs d’action maximales
85 dB(A)
���� Obligation du port d’EPI
Réglementation – Poste de travail
• Lex,8h = exposition quotidienne
� T0 : 8h
� Te : temps d’exposition
� Laeq,Te : Niveau équivalent pondéré A déterminé sur letemps d’exposition quotidien du travailleur
• Lex,8h = 80 dB(A) ���� Dose = 100%
010,8, log10T
TeLL TeAeqhEX +=
Réglementation – Poste de travail
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97
0%
50%
100%
150%
200%
250%
300%
350%
400%
450%
500%
DOSE relative à la valeur
d’exposition inférieure
Pour un temps de séjour de 8H
TEMPS DE SEJOUR MAXIMUM
SANS PROTECTIONS ACOUSTIQUES
DOSE relative à la valeur
d’exposition supérieure
Pour un temps de séjour de 8H
VALEURS D’EXPOSITIONS ET DUREE MAXIMALE DE SEJOUR en fonction du niveau LAeq mesuré
LAEQ MESURE en dB(A) re 20µPa.
TE
MP
S D
E S
EJO
UR
S -
en
he
ure
Réglementation – Poste de travail
• Dose = énergie acoustique pendant un tempsd’exposition donné
– Temps de référence : 8h
– Niveau de référence 80 dB(A)
– Exprimée en %
– Fonction du temps d’exposition
Durée d’exposition SANS dommage ?
80 dB(A)
83 dB(A)
86 dB(A)
89 dB(A)
92 dB(A)
95 dB(A)
98 dB(A)
101 dB(A)
104 dB(A)
8 heures
4 heures
2 heures
1 heure
30 min
15 min
7 min
3 min
1 min
Durée d’exposition SANS dommage ?
80 dB(A)
83 dB(A)
86 dB(A)
89 dB(A)
92 dB(A)
95 dB(A)
98 dB(A)
101 dB(A)
104 dB(A)
8 heures
4 heures
2 heures
1 heure
30 min
15 min
7 min
3 min
1 min
• LAr,1h = LAéq,part,1h + Ct + Ci
• [Lpart] = [Lamb] - [Lrés]
• Intervalle d’observation : 1 heure� heure glissante
• Intervalles de mesurage :
� responsabilité de l’opérateur
� adaptés à la situation
Réglementation – Environnement - RW
Réglementation – Environnement - RW
• Tonalités – Sons purs :
– Emergence de la bande :
∆∆∆∆ entre le niveau de la bande et la moyenne des bandes adjacentes
– Son pur si :
émergence bande 1/3 octave > 6 dB
Réglementation – Environnement - RW
• Tonalités - Facteur de correction Ct
1/3 octave
Emergence E
dB
Ct
6 < E ≤ 9 3
9 < E ≤ 12 4
12 < E ≤ 15 5
E > 15 6
Réglementation – Environnement - RW
Bruits impulsifs :– Mesures, soit :
• LA,imp,max – LA,s,max
• LAéq,10msec
– Si :
� LA,imp,max – LA,s,max ≥ 5 dBA
ou
� LAéq,10msec augmente de 10 dBA ou plus et durée du phénomène < 1sec
Réglementation – Environnement - RW
Bruits impulsifs – facteur de correction :
– Terme correctif Ci = + 5 dBA
Appliqué aux intervalles concernés
– Limites sur les bruits impulsifs isolés :
� LA,imp,max ≤ 75 dBA
� LAéq,10msec,max ≤ 80 dBA
Réglementation – Environnement - RW
Niveaux limites
Réglementation – Environnement - RW
• Bâtiment mitoyen
– Limites à l'intérieur des locaux habités
� Jour : LAéq part,1h < 35 dB(A)
� Transition : LAéq part,1h < 30 dB(A)
� Nuit : LAéq part,1h < 25 dB(A)
Réglementation – Environnement - RW
• Endroit de mesure : – Mesures : à l'extérieur
� zones d'habitat : en tout point des zones
� zones rurales, sv publics : cond. part.
� zones industrielles : pas de limites
– N.B. : mesures éventuelles aux étages, dans le plan des fenêtres ouvertes
– Mitoyenneté : mesures à l'intérieur
Mesures de bruit – En pratique
• Conditions météo à respecter :
– Vent <= 5m/s (= 3 beaufort)
– Absence de précipitations (attention à la membrane du microphone !)
• Calibration :
– avant chaque mesure (et éventuellement après)
• Incertitude de mesure : entre 0.5 et 1 dB
Réglementation – Bruits dans les immeubles
Réglementation – Bruits dans les immeubles
Réglementation – Bruits dans les immeubles
• En pratique
– Mesure de l’isolation aux bruits aériens
– Mesures de la transmission des bruits de chocs
Comment réduire les bruits
• Trois pistes pour réduires les bruits
– Diminution à la source
� Capotages, silencieux, …
– Protection du récepteur
� Ecrans, cabines, …
– Diminution de la transmission
� Correction acoustique dans un local, écrans, …
Comment réduire les bruits – Capotages
– Schéma de principe
– Composition :
� Tôle (galvanisée, inox, …)
� Visco élastique
� Laine minérale
� Tôle perforée
Comment réduire les bruits – Capotages
Comment réduire les bruits – Capotages
– Atténuation
Comment réduire les bruits – Silencieux
– Différents types :
� Absorptifs – type le plus courant
� Réactifs -
� Diffuseurs – Pour les soupapes et vannes de régulations
� Avec acoustique active – émission d’un contre-bruit
Comment réduire les bruits – Ecrans
– Traitement de tous types de sources de bruit
– Solution modulable
– Efficacité est fonction des distances, des hauteurs relatives, du type d ’émission sonore (fréquences)
– Acier, PVC recyclé, bois,...
Comment réduire les bruits – Ecrans
Comment réduire les bruits – Vibrations
– Vibrations transmises aux structures
– Les équipements générant des vibrations importantes (machines volumétriques, ventilateurs,…) doivent être désolidarisés des éléments structurels des bâtiments
– Suspensions anti-vibratiles
– Dalles flottantes
– Manchettes souples
Correction acoustique
• But : diminution du temps de réverbération d’un local
Correction acoustique
• Techniques utilisées
– Faux-plafonds absorbants
– Baffles suspendus
– Parois murales absorbantes
Correction acoustique
Lieux de travail Temps de réverb.
jusque 50 m² 0,5 – 0,8 sec
> 50 m² 1 – 1,5 sec
Valeurs guide pour l’industrie
Isolations entre locaux
• Isolations aux bruits aériens
– Murs : maçonnerie lourde
– Cloisons : isolation (laine minérale), matériaux “lourds” – attention aux jonctions qui doivent être étanches
– Plafond : faux plafond suspendus
• Réduction de la transmission des bruits de chocs
– Chappe flottante
– Plancher flottant
– Matériaux élastiques
Contact
Vinçotte InternationalService Acoustique
Jan Olieslagerslaan, 35B-1800 Vilvoorde
Contact : Olivier KLEINTél : +32 (0)2 674.51.79Fax : +32 (0)2 674.51.82
URL : www.vincotte.com
E-mail : [email protected]