isolation acoustique

Question 1

Définit l’isolation.

Answer 1

Isoler acoustiquement le bat c’est minimiser le niveau de bruit produit dans une pièce vers l’extérieur. C’est l’ensemble des techniques destinées à réduire la transmission du bruit, de l’int à l’ext, de l’ext à l’int, entre les deux. La source sonore est toujours extérieur au local à protéger, on s’intéresse alors aux ondes transmises.

Question 2

Décrit les courbes noise rating NR.

Answer 2

*L’organisation internationale de normalisation, a proposé des courbes qui correspondent à un degré de confort ou de gêne acoustique.
*Grace à ces courbes, on peut facilement déterminer le Lp max autorisé dans chaque bande d’octave.
*On constate une sensibilité beaucoup plus faible aux fréquences basses qu’aux f aigues,
*Chacune des courbes porte un numéro correspondant au L sonore de la bande d’octave de f centrale f=1000Hz,
*Pour obtenir le degré de nuisance d’un bruit, il suffit de tracer le spectre de ce bruit par bande d’octave sur le réseau de courbes NR et de prendre l’indice de la courbe NR de rang le plus élevé atteint par le spectre. On verra alors immédiatement sur quelles f il faudra porter l’attention afin de diminuer la gêne.
-Si l’on connait l’analyse du bruit d’un 1/3 d’octave, il faut combiner L de 3 1/3 pour retrouver le résultat de l’analyse d’octave.
-En pratique on admet pour la plupart des bruits que la différence entre le L pondéré A et l’indice NR est de 5: Lp(dB(A))-NR=5.

Question 3

Quelles sont les critères de confort?

Answer 3

Les conditions d’écoute / aux NR:
NR 20: excellents: salles de concert, studios d’enregistrement,
NR 25: très bonnes: auditoire, théâtres, églises, salle de conférence,
NR 20-30: séjour, repos, sommeil: maisons, hôtels,
NR 30-35: bonnes: bureaux, classes, bibliothèques,
NR 35-40: normales: grands bureaux, restaus calmes, commerces,
NR 40-45: modérées: laboratoires, restaurants, bureau de dessin,
NR 45-55: conditions de travail acceptables, avec un min de compréhension de la parole,
NR 50-70: usines, ateliers.
*La précision du niveau NR permet de quantifier les exigences acoustiques au niveau des cahiers de charge,
*En général, un faible % de personnes est dérangé lorsque le bruit > 5dB, si ce dépassement est de 10dB, l’ensemble de personnes en ressent l’inconvénient.

Question 4

Quels sont les typologies de bruit?

Answer 4

Selon les propriétés de formation et de propagation, on distingue:
*les bruits aériens: se produisent et se propagent dans l’air, conversation, TV,
*les bruits solidiens: se produisent par les chocs entre un corps rigide et la cst du bat. Il se propage dans la matière: pas de personnes, mobiliers déplacé, équipement collectif,
*il y a souvent un mélange des deux: une porte palière qui claque émet un bruit aérien et une vibration qui se transmet dans la structure de l’ouvrage.

Question 5

Quelles sont les sources de bruit?

Answer 5

On distingue 4 dans le domaine du bat:
1.bruits aérien extérieurs: trafic routier, ferroviaire, aérien,
2.bruits aériens intérieurs: conversation, hi-fi, télévision,
3.bruits de choc: déplacements de personnes ou de meubles, chutes d’objets,
4.bruits d’équipements: ascenseur, robinetterie, ventilation mécanique.

Question 6

Quels sont les principes de transmission des sons?

Answer 6

Le signal sonore est une vibration de l’air, il se transmet par tout ce qui peut entrer en vibration. Toutes les f ne se transmettent pas de la mm manière: les aigues sont absorbées très facilement par un simple tissu mural. Les médiums et les graves sont plus délicats car il se transmettent par les portes et les cloisons minces. Les f d’extrême gravité sont très difficiles à arrêter car leurs très grandes longueurs d’onde et leur grande E se propagent mm dans des structures assez lourdes.

Question 7

Quels sont les principaux types de transmission?

Answer 7

1.Transmission directe: transmission du son par la paroi séparative. Elle dépend de la nature des matériaux de la paroi,
2.Transmission indirecte latérale: la transmission du son entre deux pièces s’effectuant via les parois liées à la paroi séparative. Elle s’effectue par le plancher ou plafond commun aux deux pièces, par un mur opposé à la paroi mitoyenne, par l’extérieur à travers les portes et les fenêtres,
3.Transmission parasite: ces transmissions s’effectuent via les fissures, défauts d’exécution, les trous du aux passages de canalisation, gaines techniques, entrées d’air, coffres des volets roulants,… .

Question 8

Décrit le comportement d’un bruit qui rencontre une paroi.

Answer 8

Lorsqu’une ordre sonore rencontre une paroi séparant deux milieux, l’E incidente se trouve en partie:
*réfléchie et absorbée: ces phénomènes concernent ce qu’on appelle la correction acoustique,
*absorbée et transmise: ces phénomènes concernent ce qu’on appelle l’isolation acoustique.
Au moment de l’absorption, l’E est transformée en chaleur.
=> Conservation de l’E: I1 + I2 + I3 =I:
I1: intensité transmise,
I2: intensité absorbée par la paroi,
I3: intensité réfléchie par la paroi,
I: intensité incidente.
Coefficient de transmission: τ = I1/I,
Coefficient d’absorption: α= I2/I,
Coefficient de réflexion: ρ=I3/I, avec τ + α + ρ = 1.

Question 9

Explique l’indice d’affaiblissement d’une paroi.

Answer 9

Local d’émission: Ii, Li,
Local de réception: It, Lt.
La capacité isolante (isolation) d’une paroi s’exprime à l’aide d’un indice d’affaiblissement acoustique R en dB, il mesure la quantité de bruit arrêtée par la paroi en ne prenant en compte que les transmissions directes, à chaque f en Hz:
R = Li - Lt = 10 log Ii/i0 - 10 log it/i0 = 10log Ii/It => R = 10 log 1/τ.
*R s’exprime en dB ou dB(A),
*Plus R est grand, plus l’élément a un isolement acoustique élevé,
*Dépend du spectre sonore d’émission, il est mesuré par bandes de f (octave ou 1/3 octave),
*L’indice d’affaiblissement R se mesure en laboratoire dans des conditions spécifiques. Il se mesure entre deux chambres séparées par la paroi à étudier. Pour éviter les transmissions latérales, on fixe cette paroi à l’aide de joints d’isolation.

Question 10

Décrit l’indice d’affaiblissement d’une paroi composite.

Answer 10

cas 1: cloisons juxtaposées:
* Quand la surface de séparation S est composée de plusieurs surfaces juxtaposées Si de coefficient τi, le coefficient de transmission globale:
τmoy=(1/S) ΣSi τi.
cas 2: cloison parallèles:
*Quand le coefficient de séparation S est constitué de deux ou plusieurs surfaces parallèles Sj=S de coefficient τj, le coefficient de transmission global du champ diffus a pour valeur théorique: τmoy = Πj τj.

Question 11

Décrit l’isolement brut.

Answer 11

Deux locaux séparés par un obstacle.
Une source sonore rayonne dans le local1 local d’émission et parvient dans le local2 local de réception, après propagation aérienne puis solidienne suivie d’une nouvelle propagation aérienne.
Le niveau sonore dans ces locaux respectivement L1 et L2 (L1>L2).
*L’isolement brut noté Db correspond à l’atténuation acoustique entre le local émetteur 1 et le local récepteur 2. Il se mesure expérimentalement comme suit: Db = L1-L2 dB.
*L’isolement brut ne tient pas compte de la nature réverbérant de la salle réceptrice.

Question 12

De quoi dépond l’isolement brut Db?

Answer 12

1. Des transmissions directes via la paroi séparative:
   *indice R exprimé en dB,
   *surface de la paroi,
2. Des transmissions latérales via les parois liées à la paroi séparative,
   * Des transmissions parasites,
   * Du volume du local de réception: plus le volume est important, plus l’E transmise diminue,
   * De l’absorption du local: moins le local est absorbant, plus le niveau sonore et important.

Question 13

Décrit l’isolement normalisé.

Answer 13

On définit l’isolement normalisé en introduisant TR de la salle réceptrice normalisée, cette dernière est une pièce d’appartement normalement meublée, ayant un TR=0.5s (ou une aire d’absorption A0=10m²), quelle que soit la fréquence.
=> l’isolement normalisé s’écrit donc: Dn = L1 - Ln2.
*par rapport à A0=10m²:
Dn = Ln - Ln2 = L1 - L2 - 10 log A/A0 => Dn = Db - 10 log A/10.
*par rapport au TR normalisé T0=0.5s:
Dn = Db + 10log TR/0.5.

Question 14

Décrit la relation entre R et Db.

Answer 14

On cherche à déterminer Db pour 2 salles couplées. On considère une salle émettrice 1 avec une source de W couplée à une sale réceptrice 2 par l’intermédiaire d’une paroi de surface Sp et d’indice R.
=> La relation entre R et Db est donnée:
Db = L1 -L2 = R + 10log A2/Sp.
A2: aire d’absorption du local récepteur = Si αi.

Question 15

Décrit la relation entre R et Dn.

Answer 15

Dn = L1 - L2 = R + 10log 0.32/v2/Sp
avec: v2: volume du local récepteur.

Question 16

Comment se fait la transmission de bruit à travers une paroi?

Answer 16

Lorsqu’une onde sonore rencontre une paroi, il y a mise en vibration de la structure de la paroi, la partie de l’énergie transportée par l’onde sonore traverse la paroi et l’anime d’un mouvement vibratoire, la paroi devient alors une source de bruit: elle transmet son mouvement à l’air qui l’entoure.

Question 17

Cite les différents types de parois.

Answer 17

Parois simples:
*composées d’un mm matériau (béton, plâtre, vitrage),
*juxtaposition de matériaux rigides (enduit plâtre + béton + enduit ciment),
Parois doubles:
*constituées de deux parois simples (panneau) séparées par un espace rempli ou non d’un matériau absorbant (double vitrage, cloison en plaques de plâtre).

Question 18

Quelles sont les propriétés des parois simples?

Answer 18

Des mesure de R ont montré que:
*R augmente de 4 dB en doublant la masse de la paroi,
*R diminue de 4 dB en diminuant la masse de 1/2,
*Plus la paroi est lourde plus R est élevé,
*La valeur de l’isolement d’une paroi aux bruits aériens obéit à une loi dite de masse,
=> donc, bâtir lourd assure une bonne isolations de bruits aériens.

Question 19

Comment se transmet le bruit à travers une paroi simple?

Answer 19

*Lois de masse:
R = 17logms + 4 si ms<150kg/m²,
R = 40logms - 46 si 150<ms<700kg/m²,
R = 68 dB A() si ms>700kg/m².
*Loi de fréquence:
L sonore rayonné est d’autant plus faible que la f est élevée. L’indice R d’une paroi augmente avec la f, il est donné selon la relation:
R=10log(msf)-43 dB
ms: masse surfacique de la paroi,
f: fréquence de l’onde incidente.
=> Une paroi simple isole mieux les f aigues que celles graves:
fc: fréquence critique à laquelle se produit un phénomène de résonance qui accentue la transmission d’E sonore par la paroi: fc= f1/e(cm)
f1: f critique d’une paroi de e=1cm,
Fc doit être repoussée dans les f mal perçues par l’oreille (f<100Hz, f>400 Hz),
Des parois lourdes (en accord avec la loi de masse) de forte rigidité (e grand) afin que fc soit la plus basse possible,
Des parois légères (en désaccord avec la loi de masse) de faible rigidité (e petit) afin que fc soit le plus élevée possible.

Question 20

Comment se transmet le bruit à travers une paroi double?

Answer 20

:ùùùùùùùùùùùù^!
Afin d’augmenter l’isolement des parois sans alourdissement de la cst, on utilise les parois doubles.
*L’ensemble se comporte comme un système masse - ressort - masse, ou l’air ou la fibre minérale (laine de verre) jouent le rôle de ressort, et cette dernière intervient en plus comme amortisseur.
=> R d’une paroi double dépend de:
fc de chacun des panneaux,
f de résonance,
e de la lame d’air et/ou de l’absorbant acoustique situé entre les deux (fibre minérale).
*La mise en œuvre de parois nécessite la prise en compte des caractéristiques propres de chaque paroi et l’étude des effets de la distance entre eux.
*La courbe d’isolement d’une paroi double présente un grave défaut à une f dite de résonance. On doit donc faire en sorte que cette fr soit dans les f basses (hors domaine audible).
m1 et m2 séparées par une distance d, fr = 84 √1/d(1/m1 + 1/m2).
=> pour baisser f on peut augmenter la distance d.
Remarques:
-deux autres f pour lesquelles il y a perte d’isolation: fc des panneaux, fr de la lame d’air,
-pour les parois doubles composées de panneaux légers, on doit augmenter d,
-pour les parois doubles composées de panneaux relativement lourds, une d faible est sans conséquence sur R,
-Il est possible d’atténuer les défauts aux différentes fr en plaçant un matériau absorbant (laine minérale souple) entre les deux parois.

Question 21

Décrit l’isolation des bruits d’impact.

Answer 21

Les planchers flottants sont constitués par une chape de béton de 5cm, soulée sur un isolant résistant à la compression (polystyrène haute densité). Un isolant mince est aussi posé en périphérie afin de désolidariser la dalle f de la structure porteuse de bat.

Question 22

Décrit l’isolation des bruits d’équipements.

Answer 22

Afin de réduire la transmission des bruits par voie solidienne, on doit intercaler un élément élastique entre la machine et l’erm.
*Système anti vibratile: présence de matériau souple (élastomère, caoutchouc, liège, feutre, ressort métallique,…),
*Capotage des machines: poser un capotage sur la machine bruyante en respectant des règles:
les capots sont:
-lourds et rigides,
-étanches à l’air mm sur leur périphérie,
-garnies sur leur face intérieure d’un matériau absorbant (mousse, laine),
*facilement démontable.

Question 23

Cite les principes de l’isolation.

Answer 23

*Masse: plus un élément est lourd, plus il est difficile de le mettre en vibration. Il constitue donc un obstacle à la propagation du son,
*Découplage: désolidarise les éléments entre eux permet d’atténuer le transmission des vibrations. La propagation du son donc affaiblie,
*Absorption: matériaux souples et poreux utilisés au sein des cavités permet d’absorber une partie important du son,
*Etanchéité à l’air: le son passe ou passe l’air. Assurer donc une parfaite étanchéité à l’air permet de supprimer les transmissions sonores parasites.