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ARUNDO ACOUSTIQUE Etudes et conseils en acoustique et vibrations

16, rue Poulet F-75018 PARIS

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SARLU ARUNDO ACOUSTIQUE RCS PARIS SIREN 789830114 SIEGE SOCIAL 16 RUE POULET 75018 PARIS

Dossier R2015-1207-1113-I1 Date d’enregistrement 01022016

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Rapport d’étude acoustique

Atrium – Hall du Lycée professionnel Galilée Paris 13e art.

Référence de l’ouvrage

Atrium du Lycée Galilée

Maître d’ouvrage

(ci-après noté :M.O.A.)

LYCEE GALILEE 28 rue de Patay 75013 PARIS

Contact

Monsieur Michel Retail

Proviseur Monsieur Boivin

[email protected] Monsieur Didier Dupont

[email protected]

Numéro de dossier

R2015-1207-1113

Index

1

Rédacteurs et contacts Arundo Acoustique

Nicolas Hero

Pierre Woillard [email protected]

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]






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Sommaire

Sommaire .............................................................................................................................................. 2

Données d’entrée .................................................................................................................................. 3

Durée de réverbération (TR60): définition ............................................................................................ 3

Réglementation ............................................................................................................................................................................................ 3

Description de l’ouvrage........................................................................................................................ 4

Diagnostic acoustique ........................................................................................................................... 6

Mesures de durée de réverbération ..................................................................................................................................................... 6

Analyse ........................................................................................................................................................................................................... 6

Etude ..................................................................................................................................................... 7

Préconisation ........................................................................................................................................ 8

Annexe : Résultats mesures de Tr par bande de fréquence ................................................................. 12

Glossaire ............................................................................................................................................. 13






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Données d’entrée

Dans le cadre de gênes sonores ressenties par le personnel du lycée professionnel Galilée, les responsables de l’établissement ont sollicité le bureau d’études ARUNDO ACOUSTIQUE pour la réalisation d’une mission acoustique concernant le critère de sonorité interne de l’atrium (hall d’entrée), caractérisé par une réverbération excessive.

L’étude se décompose de la manière suivante :

x Mesures de durées de réverbération dans l’atrium, x Modélisation et simulations acoustiques de l’atrium x Préconisation de traitements acoustiques, x Rapport d’étude.

Durée de réverbération (TR60) : définition

La durée de réverbération (Tr) permet de décrire la qualité acoustique des salles. Elle se définit comme la durée nécessaire pour que l'énergie volumique acoustique moyenne dans une enceinte décroisse de 60 dB après l'arrêt de l'émission de la source. Celui-ci dépend de la forme, du volume et de l'absorption acoustique de chaque matériau dans la salle.

Réglementation

A défaut de réglementation directement applicable pour les établissements dont la construction est antérieure à 2003, nous prenons pour objectifs à titre indicatif : L’arrêté ministériel du 25 avril 2003 relatif à la limitation du bruit dans les établissements d’enseignement. Art 5 Les valeurs de durée de réverbération moyenne (sur 500/1000/2000 Hz) exprimées en secondes à respecter sont données dans le tableau ci-après (locaux normalement meublés et non occupés)

LOCAUX MEUBLES NON OCCUPES DUREE DE REVERBERATION MOYENNE (Exprimée en secondes)

Autres locaux et circulations accessibles aux élèves d’un volume > 250m3 Tr d 0,15 V(1/3)

L’atrium a un volume de l’ordre de 2400 m3 ce qui correspond à une durée de réverbération inférieure à 2s pour chaque bande de fréquence couvrant le spectre de la parole (500Hz à 2kHz).






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Description de l’ouvrage

L’enveloppe interne des différentes salles est constituée des éléments constructifs suivants :

- Sol : carrelage

- Murs : béton, vitres

- Toiture : verrière

Ci-dessous une représentation 3D de l’atrium :

Représentation 3d






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Photos :

RDC

Entresol

Entresol

R+2






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Diagnostic acoustique

Les mesures acoustiques ont été réalisées le 19 janvier 2016 par M. Nicolas Hero, Acousticien de la société Arundo Acoustique. Les mesures ont été effectuées conformément à la norme 31-057 relative à la qualité acoustique des bâtiments.

Mesures de durée de réverbération

Les tableaux suivants indiquent les résultats de mesures (moyenne en 8 points de mesurage) ainsi que les objectifs à atteindre. Les résultats par bande de fréquence se situent en annexe.

Mesures Local Objectif (secondes)

Résultat des mesures

Tr moyen (s) Moyenne sur les

bandes de fréquence 500 1000 et 2000

Hz

Tr

Atrium Tr d 2 3,5

Analyse

La durée de réverbération de cette salle est en moyenne de 3,5 secondes, valeur très élevée et au-dessus des objectifs fixés, ce qui entraine une sensation d’écho et un effet de gêne. « A l’oreille », l’acoustique interne est fort désagréable et il est difficile de comprendre le message parlé. Cette durée de réverbération élevée est due à la faible surface de matériaux acoustiquement absorbant, à un volume important. Des traitements acoustiques doivent être réalisés pour atteindre les objectifs.






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Etude

L’atrium a été simulée à l’aide d’un logiciel de simulation acoustique de tirs de rayons (CATT Acoustic) Chaque surface du modèle en trois dimensions est caractérisée par un coefficient d’absorption des matériaux et de diffusion. Présentation du modèle 3D :

Le tableau suivant présente les valeurs de durée de réverbération mesurées et simulées pour chaque bande de fréquence :

Fréquence 125Hz 250Hz 500Hz 1000Hz 2000Hz 4000Hz Tr moyen TR actuel

Mesuré (s) 4,4 4,2 4,0 3,5 2,8 2,1 3,5

TR modèle (s) 4,5 4,4 4,2 3,3 2,9 2,2 3,6

Les écarts entre les valeurs mesurées et les valeurs simulées sont faibles. Nous considérons donc ce modèle comme représentatif de la réalité.






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Préconisation

Traitement prioritaire : Faux plafond

Traitement par des faux plafonds sur ossature métallique dotés d’un indice d’absorption acoustique pondéré Dw t 0.95 Ekla de chez Rockfon ou équivalent : Panneaux en laine de verre haute densité, d’épaisseur 20mm, plenum+faux plafond : 200mm. Localisation : totalité des circulations environ : 420m2

Estimation du coût : environ 25 euros/m2 HT sans échafaudage soit environ 10 500 euros HT au total Représentation graphique des emplacements :






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Résultats de simulation faux plafond

Le tableau ci-dessous présente les résultats de calculs sur la durée de réverbération avant et après la mise en place des faux plafonds :

Local Objectif fixé (s)

Etat actuel Tr moyen (s) [500 1000 et

2000 Hz]

Etat futur Tr moyen (s)

simulé [500 1000 et 2000

Hz]

Atrium

2 3,5 1,0

Les traitements permettront d’atteindre les objectifs fixés et ainsi d’améliorer l’acoustique interne de l’atrium.

Traitement complémentaire optimal : Panneaux acoustiques muraux :

Panneaux dotés d’un indice d’absorption acoustique pondéré Dw t 0.95 Localisation : cf. schéma ci-dessous, à partir de 2m de hauteur jusqu’au plafond environ : 60m2 Panneaux en fibre de bois (25mm) +Laine Minérale (25mm), épaisseur 50mm, vissé Tarif : environ 70euros/m2 HT sans échafaudage soit au total 4200 euros HT environ Exemple de produit organic minéral 50 de chez knauf ou équivalent ;






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OU Panneaux en laine minérale haute densité Bandes de 2,7m*1m épaisseur 40mm Coût : environ 90euros/m2 HT sans échafaudage soit au total 5400 euros HT environ ; Exemple de produit : « Wall panel » Bords A Akutex ou texona de la société ECOPHON ;






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Représentation graphique des emplacements

Résultats de simulation : faux plafond + panneaux acoustique muraux

Le tableau ci-dessous présente les résultats de calculs sur la durée de réverbération avant et après la mise en place du traitement (faux plafond et traitement acoustique mural) :

Local Objectif fixé (s)

Etat actuel Tr moyen (s) [500 1000 et

2000 Hz]

Etat futur Tr moyen (s)

simulé [500 1000 et 2000

Hz]

Atrium

2 3,5 0,8

Ce traitement est optimal pour ce type de salle.

Panneaux acoustiques muraux

Entrée






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Annexe : Résultats mesures de Tr par bande de fréquence

LIEU RDC RDC ENTRESOL R+1 ENTRESOL R+1Hz s s s s125 3,12 5,15 5,29 5,17250 3,84 3,42 4,35 4,5500 3,66 3,83 4,06 4,181 k 3,19 3,29 3,63 3,62 k 2,53 2,79 3,06 2,944 k 1,92 1,98 2,2 2,19

R+2 R+2 R+3 - VERRIERE R+3 VERRIEREs s s s MOYENNE

4,25 4,09 3,62 4,59 4,44,31 4,33 4,31 4,53 4,24,23 3,87 3,99 4,23 4,03,59 3,72 3,63 3,62 3,52,86 2,99 2,78 2,81 2,82,09 2,16 2,08 2,08 2,1

3,5






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Glossaire

Aire équivalente d’absorption A :

L’aire équivalente d’absorption, notée A, exprimée en m², caractérise la capacité d’absorption d’un local. Plus elle est grande, moins le local est réverbérant.

Bandes d’Octaves et Niveau Global :

La sensation de l’oreille en fréquence n’est pas linéaire. Plus elle est élevée, plus il faut une grande variation de cette fréquence pour que l’impression de variation reste constante. Des valeurs de fréquences, comprises dans le spectre audible, sont normalisées pour exprimer cette sensation : Le niveau global correspond à la somme d’énergie de toutes les bandes d’octaves. Il est noté L.

Bruit rose

Un bruit rose est un bruit normalisé ayant un spectre dont le niveau est le même sur toutes les bandes d’octaves. Il simule les bruits aériens émis dans les logements.

Coefficient d’absorption Alpha (a) Sabine

C’est la quantité d’énergie sonore non réfléchie (absorbée et parfois transmise) par un matériau.

Le décibel :

Le décibel est une échelle de mesure logarithmique en acoustique, c’est un terme sans dimension. Il est noté dB. Le décibel étant une échelle logarithmique, il est à remarquer que : 80 dB + 80 dB = 83 dB et 80 dB + 90 dB = 90 dB.

Le décibel A : dB(A) :

Valeur en décibels à laquelle on applique une correction en fonction de la fréquence considérée pour tenir compte de la sensibilité de l’oreille humaine.

Durée de réverbération :

Le temps de réverbération Tr d’un local est le temps au bout duquel le niveau sonore a décru de 60dB lorsque l’on arrête brusquement une source sonore. Il est fonction de la surface d’absorption du local et de son volume. Il peut varier en fonction des fréquences. La sensation de confort acoustique d’un local est directement liée à sa courbe en fonction des fréquences. Le Tr s’exprime en seconde

Bruit de fond (dB)

Le bruit de fond est le bruit total existant en un point pendant une certaine durée. Il contient l'ensemble des sons émis

par les sources sonores qui influent au point de mesure : les conversations, les bruits de ventilation, les bruits de machines ou d'équipements, les sons provenant des couloirs, des autres pièces ou des bruits de circulation, etc…

Echo flottant

Se produit lorsque le son est réfléchi par les surfaces parallèles d'une pièce.

Bruit

Sons à caractère non musical. Sa définition dépend souvent de la perception individuelle d'un son particulier, par exemple un bruit de fond.






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Rapport Signal/bruit (S/N)

Un autre paramètre important influençant l’intelligibilité de la parole, est le niveau de bruit de fond ou, plus précisément, le rapport signal / bruit (S / N). C'est le rapport entre le signal (parole, par exemple) et le bruit de fond (par exemple la propagation du bruit). Pour atteindre une bonne intelligibilité de la parole, un signal est considéré comme au moins 15 dB au-dessus du niveau de bruit. Pour les personnes malentendantes, le besoin est encore plus grand ; la référence est souvent un ratio d'au moins 20 dB. D'autre part, si le rapport signal / bruit est beaucoup moindre, ou si le signal est plus faible que le bruit, le signal sera en partie masqué.

Absorption acoustique

Elle désigne le comportement qu’a un matériau face à l’énergie sonore. Signifie que l'énergie sonore est convertie en énergie vibratoire mécanique et/ou en chaleur. L'absorption acoustique

est exprimée par le coefficient d'absorption acoustique α ou par la classe d'absorption acoustique (A-E) selon la norme

EN ISO 11654 ou NRC/SAA selon la norme ASTM C 423.

Classe d'absorption acoustique

Classification des absorbants acoustiques selon les classes A à E, conformément à la norme EN ISO 11654, dans la gamme de fréquence de 200 à 5000 Hz.

Fréquence (f)

La fréquence est une mesure du nombre de vibrations par seconde. Établie en Hz (hertz). Plus la valeur est basse, plus

le son est grave. Plus la valeur est haute, plus le son est aigu. Les sons audibles s'étendent pour l'homme entre 20 et

20000 Hz.

Intelligibilité de la parole L'intelligibilité de la parole dépend directement du niveau du bruit de fond, du temps de réverbération et de la

géométrie de la pièce. Différentes méthodes sont appliquées pour évaluer l'intelligibilité de la parole, les plus

fréquentes étant les méthodes RASTI, STI et %-Alcons.

Perte des consonnes articulées (%-Alcons)

Une méthode de mesure objective sur l'intelligibilité de la parole, en calculant le pourcentage de consonnes inaudibles. Les consonnes jouent en effet un rôle plus déterminant que les voyelles dans l'intelligibilité de la parole. Si les

consonnes sont clairement entendues, il est plus facile de comprendre la parole dans son ensemble.

Pondération fréquentielle

Pondération A ou C et Z. L'oreille répond aux fréquences de manière non linéaire : certaines tonalités sont plus

facilement perçues que d'autres. C’est pour cela que des filtres sont appliqués aux niveaux sonores : ils modifient la réponse fréquentielle. La pondération fréquentielle "A" est prévue pour approcher la façon dont les oreilles entendent

les sons. Le symbole pour le décibel pondéré A est dB(A).

La pondération "C" est principalement employée pour des sons de fréquence plus basse en général dans le cadre de la

mesure du niveau de crête. (LCpeak employé pour mesurer ces niveaux crête).

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