acoustique du batiment

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STI 2D option ACConstruction

ACOUSTIQUE DU BTIMENT

PRINCIPALES NOTIONS

LE SON

Dfinition: Le son est une sensation auditive produite par une variation rapide de la pression de l'air. L'origine de cette variation est typiquement la vibration d'un corps (enceinte, cordes vocales, etc.) qui agite les molcules d'air environnantes. Ainsi est cre une succession de zones de pression et de dpression qui constitue l'onde acoustique. Quand cette onde, transmise par les molcules adjacentes, arrive l'oreille, elle fait vibrer le tympan : le son est alors peru. La vitesse de propagation dans lair est de 340 m/s.

Gnration dune onde acoustique - Exemple: diapason

Caractristiques: Le son ce caractrise par:

- sa frquence: Ce nombre d'oscillations par seconde dfinit la frquence ou hauteur d'un son et s'exprime en Hertz (Hz). On distingue trois types de frquences : basse (sons graves), mdium (sons moyens), haute (sons aigus).

- sa pression acoustique (niveau sonore): Le niveau sonore d'un son est dfini par le rapport de la pression acoustique une pression de rfrence qui correspond au seuil minimum audible par l'oreille humaine. Il se mesure en dcibel (dB) et permet de distinguer les sons forts des sons faibles.

Pression acoustique(Pa); Priode T; Frquence f =:nombre de fluctuations par seconde

Loreille humaine ne peroit que les sons dont la frquence est comprise entre:20 Hz et 20 000 Hertz

LE DECIBEL (dB) La pression acoustique d'un bruit est mesure en Pascals (Pa). L'oreille est sensible des pressions allant de 0,00002 Pa a 20 Pa, soit un rapport de 1 a 1.000.000. Pour ramener cette large chelle de pression, exprime en Pascals, a une chelle plus rduite et donc plus pratique d'utilisation, on a adopt la notation logarithmique et cr le dcibel ou dB.

L'oreille humaine peroit les sons de 0 130 dB, seuil de la douleur.

Addition des dB

Du fait de l'chelle logarithmique, on ne peut pas ajouter arithmtiquement les dcibels de deux bruits simultans pour arriver au niveau sonore global. Il convient d'utiliser deux rgles simples :

1. Pour deux bruits de niveaux trs diffrents (cart suprieur 13 dB) : le plus fort couvre compltement le plus faible.

2. Pour deux bruits de niveaux voisins (cart infrieur ou gal 13 dB): il faut calculer la diffrence en dB et ajouter au niveau le plus lev la valeur correspondante (en dB) selon le tableau ci-dessous: En utilisant cette mthode successivement pour chacune des bandes d'octave d'un bruit, on arrive caractriser le bruit par un seul chiffre, le niveau global dB.

Tableau des quivalences

Diffrence entre les deux niveaux sonores012345678910111213

Valeur en dB ajouter au plus fort32,52,11,81,41,210,80,60,50,40,30,30,2

Diagramme des quivalences

Exemple: Dans un salon, 2 sources sonores mettent 1 bruit: Une tlvision: niveau sonore = 55dB Une chaine HI-FI: niveau sonore = 65dB

La diffrence est de 65 55 = 10 dB ainsi le diagramme des quivalences donne un ajout de 0,4 dB sur le niveau sonore les plus levs. Ainsi niveau sonore du salon = 65 + 0,4 = 65,4 dB

LE BRUIT

Dfinition: Le bruit est un mlange de sons diffrents, ayant chacun sa frquence et son niveau sonore. Pour l'analyser, il faut valuer le niveau sonore chacune des frquences qui composent ce bruit. Cette analyse permet d'identifier la prpondrance de composantes en frquences graves, mdiums ou aigus.Le graphique qui reprsente le niveau sonore (en dB) pour chaque frquence (en Hz) s'appelle le spectre sonore du bruit.

Spectre sonore

Caractristiques: Dans le domaine du btiment, il n'est pas ncessaire deffectuer une analyse extrmement fine du niveau de pression acoustique pour toute la gamme de frquences.La rglementation ne prend en compte que les frquences de 100 5.000 Hz regroupes en six bandes doctave centres sur 125, 250, 500, 1.000, 2.000 et 4.000 Hz.

Analyse dun bruit par bande doctave

LA TRANSMISSION DES BRUITSToute mission sonore dans un local met en vibration, par l'intermdiaire des molcules d'air, toutes les parois de ce local. Ces parois elles-mmes engendrent une variation de la pression de l'air dans les locaux voisins ainsi, le bruit a travers les parois (bruit arien).De la mme faon, une paroi soumise un choc entre en vibration (bruit solidien) et r met un bruit arien dans les locaux voisins. Bruit arien et bruit solidien

Lorsqu'il n'y a pas d'obstacle rencontr, l'onde sonore se propage en ligne droite partir de la source et le bruit s'affaiblit au fur et mesure que l'on s'en loigne.A partir de 1 mtre, le bruit peru dcrot de 6 dB chaque fois que l'on double la distance entre la source sonore et le rcepteur. Propagation de londe sonore sans obstacle

LA TRANSMISSION DUN BRUIT AERIEN A TRAVERS UNE PAROI

Lorsqu'une onde sonore rencontre une paroi, son nergie incidente est divise en trois parties:1. l'nergie transmise qui traverse la paroi2. l'nergie absorbe par la paroi et dissipe en chaleur3. l'nergie rflchie vers le local d'origine

L'isolation acoustique traite de l'nergie transmise par la paroi. Cette nergie est pratiquement indpendante du caractre plus ou moins absorbant des parements. Les parties absorbes et rflchies sont du domaine de la correction acoustique.

Il ne faut pas confondre isolation et correction acoustique: ces deux notions font appel des techniques trs diffrentes.

Energie acoustique: 1 transmise 2 absorbe 3 rflchie

LES DIFFERENTS BRUITS DANS LE BATIMENT

On distingue quatre types de bruit:

1. les bruits ariens intrieurs qui sont mis dans un local et qui se propagent dans l'air (chane hi-fi, tlvision, conversation forte...),2. les bruits ariens extrieurs qui sont mis l'extrieur de l'immeuble et qui se propagent dans l'air (circulation, trains, avions...),3. les bruits d'impact qui sont mis par une paroi mise en vibration (pas, chutes ou dplacement d'objets...),4. les bruits d'quipements qui sont mis par les appareils et installations situs soit dans le logement rcepteur (machine laver, chauffe-eau...) soit hors du logement rcepteur (ascenseurs, tuyauteries, ventilation...).

LES BRUITS NORMALISES

Pour permettre une comparaison directe entre toutes les mesures, les pouvoirs publics ont dfini des spectres de bruit d'mission standard, le bruit rose, le bruit route et le bruit d'impact.

Le bruit rose simule les bruits ariens mis dans le btiment et il est galement utilis pour reprsenter les bruits d'avions. Il est caractris par un niveau sonore de 80 dB par octave.Le bruit route simule les bruits ariens mis par le trafic routier. Il est plus riche en sons graves que le bruit rose. Le bruit d'impact normalis est produit par une machine chocs qui comprend cinq marteaux de 500 g tombant de 4 cm au rythme de 10 coups par seconde.

ISOLATION ACOUSTIQUE

1.1 LINDICE DAFFAIBLISSEMENT ACOUSTIQUE Rw (C,Ctr)

Cet indice caractrise la qualit acoustique d'une paroi de construction (mur, cloison, plancher, plafond, fentre, porte, etc.). Il est mesur uniquement en laboratoire et ne prend en compte que la transmission directe d'un bruit arien. Plus Rw est grand, plus l'lment a un isolement acoustique lev. 1 transmission directe 2 transmissions

Cependant la valeur de Rw dpend du type de bruit (rose ou routier). De ce fait les performances de la paroi devront prendre en compte deux coefficients dadaptation: C (pour le bruit rose) et Ctr (pour le bruit routier)

Un lment test sera donc caractris par: Rw, C, Ctr Sil est soumis un bruit rose son indice daffaiblissement est: Rw + C Sil est soumis un bruit routier son indice daffaiblissement est: Rw + Ctr

1.2 LOI DE MASSE:

Pour les parois massives et homognes, on peut obtenir la valeur de Rw en fonction de la masse par m de paroi:

Ex: Calculer lindice daffaiblissement acoustique dun refend en bton dpaisseur 20 cm?

Dtermination de la masse surfacique: Sachant que la masse volumique du bton est de 2500 kg/m3, on a pour 1 m de 2500 x 0,20 = 500 kg/m

La courbe donne Rw = 65 dB

Pour une paisseur de 15 cm, on a:2500 x 0,15 = 375 kg/mLa courbe donne Rw = 60 dB

1.3 PREVISION DES INDICES DAFFAIBLISSEMENT

Fentres:Label AcothermRw + Ctr (dB)

Classe AC130 (pour un double vitrage 4 (6) 4 )

Classe AC236 (pour un double vitrage 10 (6) 4 )

Classe AC342

Murs: Dsignation de la paroipaisseur (cm)Rw (dB)

Mur en bton banch sans enduit.Si le voile est enduit, prendre Rw correspondant lpaisseur du mur + enduit101620556065

Blocs de bton pleins (1)15205458

Blocs de btonperfors (1)2057

Blocs de bton creux parois paisses parois minces (1)20205351

Briquescreuses (1)2040

BriquesPleines (1)2254

(1) Parois en maonnerie avec joints et enduites 2 faces

Cloisons:Dsignationpaisseur (cm)Rw (dB)

Carreaux de pltre7103437

Cloison constitues de 2 plaques de pltre relies entre elles par un rseau alvolaire en carton567303032

Cloison constitue de 2 plaques (1) visses sur montants mtalliques736

Idem avec, entre les plaques, un panneau semi-rigide de fibres minrales (e=45 mm)741

Cloisons ralises avec 2 panneaux (1)- 45 mm de fibres minrales x 2- 65 mm de fibres minrales x 216205666

(1) Plaques de pltre, e = 13 mm

Planchers:Dsignation de la paroipaisseur (cm)Rw (dB)

Dalle BA ou plancher BA avec prdalle141620555761

Planchers poutrelles entrevous12 + 416 + 420 + 425 + 48 + 128 + 1412 + 141620242920222647484950545858

Plancher poutrelles entrevous + 2 cm de matriau rsilient + dalle flottante de 5 cm + enduit pltre en sous-face8 + 812 + 824282360