SONS Bruit
La protection contre le bruit
L'isolation phonique
La solution la plus simple pour isoler un local d'un bruit gênant consiste à interposer une paroi entre les deux éléments. L'atténuation apportée par celle-ci peut être déduite de la loi de masse qui montre l'indice d'atténuation d'une paroi en fonction des caractéristiques mécaniques du matériau qui la constitue et de la fréquence du son. Elle s'exprime sous la forme suivante lorsque la fréquence est suffisamment élevée, c'est-à-dire supérieure à 200 Hz environ :
fc est la fréquence critique de la paroi qui est donnée par l'expression suivante : B étant le coefficient de raideur à la flexion de la paroi :R est appelé indice d'affaiblissement de la paroi.
Dans ces expressions, ω représente la pulsation du son, m est la masse par unité de surface de la paroi, celle-ci ayant l'épaisseur h, η le facteur de perte du matériau constituant la paroi et E son module d'élasticité. La célérité du son dans l'air est désignée par c et la masse volumique de l'air par ρ. Le coefficient de Poisson μ a une valeur voisine de 0,3 pour tous les solides. L'angle θ représente l'angle d'incidence du son sur la paroi considérée.
La représentation de cette fonction est donnée sur la figure 4 pour une cloison constituée de plâtre et ayant une épaisseur de 5 cm, le son atteignant la paroi sous une incidence de 600. On remarque une diminution importante de R au voisinage de la fréquence dite de coïncidence. Dans un local, l'incidence de son sur les parois s'effectue d'une manière aléatoire. La valeur réelle de R est donc obtenue par intégration sur θ et moyennage. Toutefois, les données expérimentales montrent que, pour obtenir un résultat correct, les bornes d'intégration doivent être 00 et 780. Cela provient du fait que la répartition des angles d'incidence n'est pas absolument aléatoire. En fait, la probabilité de présence des angles de valeur élevée (supérieure à 700) décroît rapidement avec l'incidence.
La différence entre les niveaux acoustiques régnant dans deux locaux séparés par une paroi représente l'isolement (D). Il est relié à l'indice d'affaiblissement par l'expression suivante :
S, T2 et V2 représentent respectivement la surface de la cloison de séparation, la durée de réverbération du local que l'on désire protéger du bruit et le volume de celui-ci.Pour les mesures normalisées d'affaiblissement entre deux locaux, on définit aussi l'isolement normalisé :
A étant l'aire d'absorption équivalente du local à protéger.Dans certains pays, on utilise l'expression suivante :
T2 étant défini ci-dessus. Ces deux expressions donnent des résultats qui peuvent différer notablement si la valeur du volume V2 est éloignée de 30 m3.Parois multiples
L'isolation apportée par une paroi simple peut se révéler insuffisante si la masse surfacique de celle-ci n'est pas assez importante. C'est notamment le cas pour les plaques de verre constituant la majeure partie de la surface des fenêtres. On doit alors avoir recours aux parois multiples. Cette technique consiste à utiliser deux parois séparées par une lame d'air (doubles vitrages par exemple). Les gains obtenus par cette méthode peuvent être très significatifs à condition de respecter certaines règles. En particulier, les masses surfaciques des deux cloisons doivent être différentes pour éviter une addition des défauts d'isolement constatés sur la figure 2. En outre, elles doivent être totalement désolidarisées sur le plan vibratoire afin que la transmission de l'énergie acoustique de l'une à l'autre s'effectue uniquement par voie aérienne. Par ailleurs, le choix de l'épaisseur de la lame d'air les séparant doit être fait judicieusement. En effet, ce petit volume[...]
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Écrit par
- Pierre BUGARD : médecin en chef du Service de santé des armées (marine), ancien attaché à l'hôpital Laennec et au Centre psychiatrique Sainte-Anne, Paris, ancien conseiller à la S.N.E.C.M.A., à la Communauté européenne du charbon et de l'acier et au Comité de l'énergie atomique
- Claude CARLES : professeur des Universités
- Gérard MANGIANTE : professeur des Universités
- Encyclopædia Universalis : services rédactionnels de l'Encyclopædia Universalis
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