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