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DOSSIER 11:

ACOUSTIQUE 2

Site intéressant : www.bruit.fr

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-PRODUCTION, PROPAGATION, PERCEPTION D’UN SON

COMMENT S’EN ISOLER ? (Partie 2)

(Partie 2)

I)ISOLATION ACOUSTIQUE.

Le bruit est une superposition de sons de niveaux acoustiques et de fréquences différents.

L’exposition au bruit peut être source de fatigue, de troubles auditifs ou même d’accidents.

Lors de la conception d’une nouvelle construction, le choix des matériaux est adapté à l’usage des futurs locaux

(habitation, local industriel, salle de concert…..) et à ses qualités acoustiques requises.

Quand l’onde sonore rencontre une paroi, l’énergie transportée par cette onde est décomposée en :

absorption, transmission, réflexion.

L’importance relative de chaque composante est caractéristique du matériau constituant la paroi.

niveau sonore du

local d ‘émission

Li

L’absorption dépend de la masse surfacique du matériau (en kg/m²) et de la fréquence du son.

L’affaiblissement acoustique en fonction de la masse surfacique est donné par des abaques.

L’indice d’affaiblissement R d’une paroi simple est, en première approximation, donné par la loi de masse pour

des fréquences supérieures à la fréquence de résonance de la paroi. La masse surfacique ms étant en abscisses.

R dépend du matériau constituant la paroi et de la fréquence des sons transmis Voir document

Exemple : la masse volumique d’une vitre (glace) est de 2500kg/m3, déterminer la masse surfacique si

ll’épaisseur est de 8 mm puis de 12mm, vérifier ces valeurs sur l’abaque. En déduire leur affaiblissement.

Relation entre facteur de transmission et affaiblissement phonique

Soit une paroi possédant un coefficient de transmission :. Le facteur ou coefficient de transmission

= Ptr/Pi=Itr/Ii

L’affaiblissement phonique de la paroi est

R= Li-Ltr

Li=10 log Ii/I0 Ltr=10 log Itr/I0

R= Li-Ltr =10 log Ii/I0 -10 log Itr/I0

. R= 10 log (Ii/Itr) =10 log (1/)=-10 log

R est donné par le fabricant, le bruit utilisé pour les mesures est un bruit dit rose, il sert de

bruit d’émission de référence.

De l’autre côté de la paroi le niveau sonore est égale au niveau sonore de la face d’entrée

– R :

Ltr=Li-R

Cloison

E1

Onde incidente

E

Onde transmise

E2

Onde réfléchie

E3

E :Energie transportée par l’onde incidente

E1 :Energie absorbée par la paroi

E2 :Energie transmise

E3 :Energie de l’onde réfléchie

E=E1+E2+E3

Niveau sonore du local

de réception :

Ltr

affaiblissement =Li-Ltr

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Pour des cloisons homogènes, rigides, indéformables et de grandes dimensions par rapport à

la longueur d'onde, l'affaiblissement peut-être donné par des formules empiriques faisant

intervenir µ, la masse surfacique.

Exemple :

Si la paroi est dans l'air, on a, par exemple, pour 500 Hz :

- Si µ < 200 kg.m-2

aff = 13,3 log µ

- Si µ > 200 kg.m-2

aff = 15 log 4µ

Si la paroi est constituée de plaques de juxtaposées, on a :

s1, s2, s3, sont les surfaces respectives, 1, 2, 3, leur

facteur de transmission, et celui de la paroi, S la

surface totale:

Si les plaques sont les unes contre les autres, l'onde sonore doit les traverser les unes

après les autres. On a alors:

= 1 2 3

II)Temps de réverbération.

Phénomène : Dans un local vide ,un son persiste quelques temps après son émission

puis decroît jusqu'à devenir inaudible

Il faut tenir compte des possibilités d’amplification du son par effet de réverbération.

La durée de réverbération est donnée par la formule de Sabine :

T=0,16.V/A

V :Volume du local

A : Absorption totale du local

A dépend des surfaces absorbantes S et des coefficients d’absorption (voir document)

A= i.Si

La durée de réverbération est le temps mis par l’intensité sonore à décroître jusqu'à un

millionième de sa valeur initiale( -60 db).

L’expérience à permis de définir pour chaque catégorie de local, le temps de réverbération

idéal :

Salle de conférence de 0,4 à 1s suivant le volume de la salle, grande salle de concert de 1,4 à

2,5s

Pouvoir absorbant d’un local :

PA = i Si

Stot

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Diminution du niveau sonore après correction acoustique :

PA1 = pouvoir absorbant de la salle avant traitement acoustique

PA2 = pouvoir absorbant de la salle après traitement acoustique

N = 10 log PA2

PA1

Exemple :

Soit un mur de séparation en brique de 25 m² ayant un coefficient d’absorption de αm=0,04

dont la moitié est recouverte d’un rideau long épais avec plis portant le coefficient

d’absorption αr à 0,5.

Déterminer l’aire d’absorption totale et en déduire la valeur du pouvoir absorbant PA1.

Calculer le pouvoir absorbant PA2, si le rideau recouvre l’ensemble du mur.

En déduire la diminution du niveau sonore, ΔN.

Temps de réverbération optimum.

Le temps de réverbération optimum est donné , de façon empirique, par la formule de Sabine

a est un coefficient qui dépend de la nature de la manifestation (0,8<a<1,3)

V : volume du local

En tenant compte de l’intensité sonore des sources d’émission :

III)Isolement normalisé : Dn.

Cet isolement prend en compte le phénomène de réverbération dans le local de réception.

Dn =Li-Ltr+10.log (T/0,5)

En pratique, exemple de formule empirique :

Dn=R - 5dB(A) jusqu'à 50dB(A)

Dn=R - 7dB(A) au-delà de 50dB(A)

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III) Cas des parois discontinues : utilisation d’abaques

C’est la partie moins isolante qui provoque une diminution d’isolement par rapport à la

cloison continue. On utilise l’abaque de la figure 1 ci-dessous.

Exemple :

Une paroi isolante est constituée d’un mur de 12 m2 ayant un coefficient d’isolement brut de

46 dB percé d’une porte de 1,2m² ayant un coefficient brut de 16 dB

Rapport des surfaces Sm/Sp=12/1,2=10

Différence des isolements brut : Rm-Rp=46-16=30dB

On trace la droite passant par ces valeurs sur l’abaque, on obtient une diminution de

l’isolement du à la porte de 20dB, l’isolement réel de la paroi sera donc de 46-20=26dB.

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Bon à savoir :

On mesure le bruit avec un sonomètre

Pour qu’il donne des résultats en accords avec les sensations auditives, on

pondère les résultats par des filtres A ,B ou C

On parle alors de dBA dBB ou dBC

Distance :

Le niveau sonore diminue de 6dB chaque fois que l’on double la distance

par rapport à la source.

Masse surfacique :

A 500Hz l’affaiblissement d’une paroi augmente de 4dB lorsque la masse

de la paroi est doublée par unité de surface.(masse surfacique).

Fréquence :

Pour une paroi donnée l’affaiblissement acoustique augmente de 4dB

lorsque la fréquence du son incident est doublée.

Etanchéité :

Plus la fréquence du son est élevée (son aigu), plus les jeux doivent être

réduits et les joints étanches pour faire barrière.

On peut améliorer l’indice d’affaiblissement en utilisant des parois

doubles.

Il faut néanmoins se méfier des ponts acoustiques (coulures de mortier,

canalisations entre les parois, gravats, vis clous..).

Les bruits solidiens :

Bruits d’impacts

Solutions : dalles flottantes, moquettes, tapis.

Bruits d’équipements

Solutions : liaisons élastiques, raccords souples.

Absorption des sons :

Graves : absorption par résonateurs, matériaux minces avec de larges ouvertures placées sur

des alvéoles.

Médiums : panneaux perforés placés à une certaine distance de la paroi.

Aigus :matériaux légers, poreux, mous, placé en habillage de parois

Isolation acoustique :

Des murs :

Projection de matériaux fibreux.

Panneaux de fibres minérales ou végétales (bois, tissus, moquettes, mousses).

Des plafonds :

Dalles suspendues en fibres, perforées ou non, à surface rugueuse, doublée de produits

acoustiques absorbants.

Du sol :

Tapis moquettes, mousses caoutchoutées.

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Absorption :

Exemples de coefficients d’absorption

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