acoustique des batiments
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PERFORMANCE ACOUSTIQUE ETMATERIAUX ISOLANTS
DANS LE BATIMENT
M. VillotC. Guigou-Carter
C.S.T.B.Centre Scientifique et Technique du Bâtiment
24 Rue Joseph Fourier38400 St Martin d’Hères, France
Contexte
• Nouvelle Réglementation Acoustique : Arrêté du 30 Juin 1999 relatifaux caractéristiques acoustiques des bâtiments d’habitation
• Isolement acoustique de plus en plus important exigé- Bruits extérieurs- Bruits intérieurs (entre logements) aériens et aux bruits de
chocs- Bruits d’équipements- Traitement acoustique des parties communes
Réglementation Acoustique
Exemple de solution (solution de base)
Refends (plus doublage ESA 4 ou contre -cloison ESA 4 si nécessaire en thermique) : • Béton 18 cm • Blocs de béton NF pleins
perforés 20 cm enduits • Briques pleines de 22 cm
apparen tes ou endui tes .
Façade avec doublage ESA 4 ou contre -cloison ESA 4 : • Béton 16 cm • Blocs de béton NF pleins
perforés 20 cm
• Briques perforées en terre c u i t e d e 2 2 c m a p p a -rentes ou enduites.
Façade avec doublage ESA 3 :
• Blocs de béton creux 20 c m n o n e n d u its côté d o u b l a g e
• Briques creuses de 20 cm à gorge de jointoiement verticale non enduites cô t é doub lage
Da l le de bé ton 18 cm Da l le de bé ton 21 cm
C lo ison ESA 4
Plafond ESA 4
Plafond ESA 5 Revêtement de sol ESA 3
ou chape f lo t tante ESA 3 e t revêtement de sol indifférent
Revêtement de sol ESA 2 Porte -palière ESA 4 En t r ée avec sa s e t
porte -palière ESA 3
Revêtements de sol
Sols résilients(plastique)
Type Produit caractérisé au choix p a r
C e rtification (NF UPEC.A)
Essai de type de moins d e 4 a n s
Description
ESA 2 13 ≤ ∆Lw < 16 16 ≤ ∆Lw < 19 ___
ESA 3 16 ≤ ∆Lw < 19 19 ≤ ∆Lw < 22 ___
ESA 4 19 ≤ ∆Lw < 22 22 ≤ ∆Lw < 25 ___
ESA 5 22 ≤ ∆Lw 25 ≤ ∆Lw ___
Certification Essai de type de moins d e 1 0 ans
Description
ESA 2 ___ 14 ≤ ∆Lw < 17 ___
ESA 3 ___ 17 ≤ ∆Lw < 21 ___
ESA 4 ___ 21 ≤ ∆Lw < 24 ___
ESA 5 ___ 24 ≤ ∆Lw ___
Certification NF parquets
Essai de type de moins d e 1 0 a n s
Description
ESA 2 13 ≤ ∆Lw < 16 15 ≤ ∆Lw < 18 ___
ESA 3 16 ≤ ∆Lw < 19 18 ≤ ∆Lw < 21 ___
ESA 4 19 ≤ ∆Lw < 22 21 ≤ ∆Lw < 24
ESA 5 22 ≤ ∆Lw 24 ≤ ∆Lw ___
Carrelage sur résilient
Parquets et Revêtements de
sol stratifiés ou plaqués
Chapes flottantes
Ty p e Essa i d e t y p e d e m o ins de 10 ans (1)
ESA 3 15 ≤ ∆Lw e t 0 ≤ ∆(Rw + C)
ESA 4 19 ≤ ∆Lw e t ∆(Rw + C) ≥ 3
ESA 5 22 ≤ ∆Lw e t ∆(Rw + C) ≥ 6
• L’essai de type comprend une mesure de ∆ Lw, de ∆(Rw+C) et une mesure de rigidité dynamique s'de la sous-couche. De plus, l'industriel devra s'assurer de la constance de la production des produitsmis sur le marché (mesure de la rigidité dynamique et de la résistance à l’écoulement de l’air pour lesproduits perméables)
Doublages et plafonds
Ty p e Essa i d e t y p e d e m o ins de 10 ans (1)
Mur su ppor t
Bé t o n d e 1 6 c m
Blo c s d e b é t o n c r e u x d e 2 0 c m
Briq u e s c r e u s e s d e 2 0 c m
ESA 3 -3 ≤ ∆(R’w + C) 0 ≤ ∆(R’w + C) 3 ≤ ∆(R’w + C)
ESA 4 +1 ≤ ∆(R’w + C) 5 ≤ ∆(R’w + C) 8 ≤ ∆(R’w + C)
ESA 5 +5 ≤ ∆(R’w + C) 9 ≤ ∆(R’w + C) 12 ≤ ∆(R’w + C)
ESA 6 +9 ≤ ∆(R’w + C) 13 ≤ ∆(R’w + C) 16 ≤ ∆(R’w + C)
Eléments verticauxPour appartenir à une classe, doit satisfaire aux conditions sur béton de 16 cm et au moins unedes deux autres conditions sur support creux.
Eléments horizontauxDoit satisfaire aux conditions sur béton de 16 cm seulement.
Séparatifs légers
Ty p e Produit caractérisé au choix p a r
Essa i d e t y p e d e m o ins de 10 ans
De sc ription
ESA 4 Cloison en plaques de plâtre d'épaisseur e ≥ 160 mm avec au moins 2 parements de 2 BA 13 sur 2 ossatures indépendantes et 90 mm minimum de laine minérale.
61 ≤ Rw + C < 64 Double cloison en briques d'épaisseur totale e = 150 mm, avec bande résiliente acoustique en périphé rie (é paisseur minimum 5 mm et raideur minimum 600 MN/m3) , et composée d'une brique de 50 mm d'épaisseur + 45 mm de laine minérale + brique de 35 mm d'épaisseur avec un enduit plâtre de 10 mm sur les deux faces extérieures.
ESA 5 Cloisons en plaque de plâtre d'épaisseur e ≥ 180 mm avec au moins 1 parement de 2 BA 13 et un parement de 3 BA 13 sur 2 ossatures métalliques indépendantes et 90 mm minimum de laine minérale.
64 ≤ Rw + C Double cloison en briques d'épaisseur totale e = 180 mm, avec bande résiliente acoustique en périphérie (1), et composée d'une brique de 50 mm d'épaisseur + 75 mm de laine minérale + brique de 35 mm d'épaisseur avec un enduit plâtre de 10 mm sur les deux faces extérieures.
Performance acoustique des bâtiments
Logiciel ACOUBAT
Influence du type de doublage thermique
Mur support :Béton de 16 cm
Type de montage :Collage par plot
Classe :PSE 10+80 ESA3PSEE 13+97 ESA4
LdV 10+80 ESA4
20
30
40
50
60
70
8010
0
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
Fréquence (Hz)
Dn
T (d
B)
Mur nuPSE 10+80
PSEE 13+97LdV 10+80
Influence du type de revêtement de sol
Dalle support :Béton de 18 cm
Chape flottante :Béton de 4 cm
Sous-couche mince ˜ 3-5 mm (ESA3):Revêtement plastiqueFeutre bituminéPolyéthylène
Sous-couche ¡ 20-30 mm (ESA5):PSEELdR (100 kg/m3)
20
30
40
50
60
70
8010
0
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
Fréquence (Hz)
Ln
T (
dB
)
Dalle nue revêtement plastiquechape sur feutre bituminé chape sur LdRchape sur polyéthylène chape sur PSEE
Performance des composants
• plus performants
• plus minces
• plus légers
• moins chers
• plus faciles à mettre en œuvre
Développement de produits
CASC – Modélisation de parois multicouches
Multicouche
Empilement de couches de type • solide,• fluide, • ou poreux,avec ou sans contact entre elles
Excitation• aérienne• mécanique
Types de calcul• Transparence acoustique• Bruit d’impact• Coefficient d’absorption• Constante de propagation• Bruit associé à une excitation de typecouche limite turbulente (Corcos)
Simple paroi Double Paroi
Paroi légère
Raidisseursespacés
périodiquement
Champacoustique diffus
Cavité avecmatériauabsorbant
Champacoustique diffus
Raidisseursespacés
périodiquement
Modélisation de parois légères sur ossature
Caractérisation des matériaux poreux• Rigidité dynamique suivant ISO 9052-1• Résistance à l’écoulement de l’air suivant ISO 9053• Porosité suivant ISO 4590 si phase solide continue, sinon parécrasement sous charge ou à partir de la densité du matériauconstituant la phase solide par exemple• Tortuosité et caractéristiques de perte visqueuse et thermique àpartir de l’étude de la taille caractéristique des cellules poreuses surune image de la structure poreuse obtenue par microscopeélectronique à balayage
Caractérisation/Etude de systèmes complexes
• Mesure sur un plan (hologramme) proche de la source plane testée de lapression amplitude et phase avec une résolution spatiale donnée• Décomposition en nombre d’onde (Fourier spatiale 2D)• Rétropropagation des ondes planes pour obtenir la pression et la vitessesur la paroi
Identification des fuites acoustiques
454239363330 0
3.78
3.00
2.00
1.00
0.000.00 1.00 2.00 2.99
x (m)
y (m)
Niveau (dB)
Champ d’intensité pour le 1/3 octave 1250 Hzd’une fenêtre avec un volet roulant
montée dans une cloison
Transmission dominante par la menuiserie
Constantes de propagation
• Paroi orthotrope : demi-cloison en plaque de plâtre sur ossaturemétallique (raidie verticalement)
kx
ky
Amélioration des performances d’un parquet
Bruitsd’impact
Réception
Émission
Niveau de bruit de choc à l’émission
Niveau de bruit de choc en réception
50
55
60
65
70
75
80
85
90
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
Fréquence (Hz)
Ln é
mis
sion
(dB
)
Parquet Standard
Amortissement sous-couche
Parquet avec Masse Lourde (12 kg/m2)
Parquet avec Viscoélastique Centré (1mm)
Dalle support : Béton de 14 cm
Parquet : Stratifié 8.5 mm
Sous-couche : Fibres polyestermince ˜ 3 mm
Performance d’une cloison sur ossature
20
30
40
50
60
70
80
90
100
50 63 80 100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
Fréquence (Hz)
R (
dB
)
Mesure
Calcul - Sans Raidisseur - Sans couplage vibratoire en périphérie
Calcul - Avec Raidisseurs - Sans couplage vibratoire en périphérie
Calcul - Avec Raidisseurs - Avec couplage vibratoire en périphérie
Calcul - Couplage vibratoire en périphérie
Parois : Plaques de plâtre(18+13 mm)
Cavité : LdV 20 cm
Raidisseurs : 2 montants en Uen acier tous les 60 cm
Performance d’un doublage – Rigidité de l’isolant
EmissionRéception
20
30
40
50
60
70
80
90
100
50 63 80 100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
Fréquence (Hz)
R (
dB
)
Mur support seul
Sans mousse
Mousse s'=10 MN/m3 - 5%
Mousse s'=5 MN/m3 - 5%
Mousse s'=1 MN/m3 - 5%
Mousse s'=1 MN/m3 - 50%
Mur support : Béton de 14 cm
Doublage : Mousse polyuréthane 35 mm Plaque de plâtre 13 mm
Performance d’un doublage – Montage de l’isolant
20
30
40
50
60
70
80
90
100
50 63 80 100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
Fréquence (Hz)
R (
dB
)
Mur support seul
Sans mousse
Mousse Collée sur mur support
Mousse sans contact avec mur support
EmissionRéception
Mur support : Béton de 14 cm
Doublage : Mousse polyuréthane 35 mm (s’=1 MN/m3 – 5%) Plaque de plâtre 13 mm
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