Isolation acoustique

Quoi ?

L'importance d'une isolation acoustique est fondamentale. En matière d’isolation acoustique, on fera la distinction entre deux types de bruit : le bruit aérien et le bruit solidien. Le bruit aérien est le bruit qui est transmis par l’air depuis un émetteur jusqu’à un récepteur tandis que le bruit solidien désigne les vibrations qui sont transmises à la construction et qui émergent en un autre point sous forme de bruit aérien audible.

Pourquoi ?

L’isolation acoustique - se protéger des bruits émanant de l’extérieur du local et protéger la sphère privée - contribue de manière substantielle au confort des occupants. Pour obtenir une isolation acoustique satisfaisante entre deux locaux, il faut par conséquent assurer l’absence de transmission excessive à la fois des bruits aériens et des bruits solidiens. En outre, l'isolation acoustique est un facteur important pour la santé dans les bâtiments. Si les normes correctes ne sont pas appliquées, les utilisateurs des bâtiments peuvent subir des nuisances inacceptables pour leur santé, qui peuvent provoquer des maladies graves.

Comment ?

L’isolation aux bruits aériens entre deux locaux dépend essentiellement des propriétés de la paroi qui les sépare et des pertes via les transmissions indirectes, par les parois latérales, généralement. Lorsque la paroi séparative est constituée de plusieurs éléments juxtaposés, comme dans le cas d’une cloison avec porte, la valeur résultante de l’indice d’affaiblissement acoustique est commandée par l’indice d’affaiblissement acoustique le plus défavorable. D’où l’importance d'éviter les points faibles dans l'isolation acoustique.Dans le cas d’un bruit solidien transmis à une paroi, par exemple par les pas, la chute d’objets ou les vibrations d’équipements, celui-ci se propage dans toute la paroi et tous les éléments liés mécaniquement à celle-ci. Il excite à son tour l’air dans le local contigu : le bruit solidien se transforme en bruit aérien. On devra par conséquent prendre des mesures afin de limiter l’introduction de bruit solidien dans la construction. Dans les logements et les bureaux, c’est avant tout l’isolation aux bruits de choc qui sera déterminante.

Isolation aux bruits aériens

Les bruits aériens peuvent atteindre le local contigu par des chemins divers. La paroi de séparation n’est pas seule à intervenir : les parois latérales et les liaisons entre parois sont également déterminantes. Les éléments filants aux limites des deux locaux sont particulièrement critiques. C’est le cas par exemple d’une façade-rideau en verre lorsque la transmission du bruit le long de la façade n’est pas empêchée par des mesures adéquates. Le croquis ci-après montre de manière simplifiée les différents cheminements possibles d’un bruit aérien depuis le local d’émission vers le local de réception.

 

Par principe, une bonne isolation acoustique peut être obtenue de deux manières : soit avec une paroi simple, mais de forte masse, soit avec une paroi composite. Dans le cas d’une paroi simple, la masse est déterminante. Les parois simples du point de vue acoustique sont les parois qui vibrent de manière homogène sur toute leur épaisseur, telles que les murs en béton armé, les cloisons en béton cellulaire mais aussi les cloisons en maçonnerie enduite. Pour ce type de matériaux, il existe une relation linéaire entre la masse et l'indice d‘affaiblissement acoustique. Les parois simples offrent une bonne isolation acoustique en particulier vis-à-vis des basses fréquences. Pour être performantes, les parois simples ne doivent pas être libres mais liées aux éléments adjacents par des liaisons élastiques.

Les parois composites du point de vue acoustique sont les parois constituées de plusieurs éléments plans vibrant indépendamment l’un de l’autre lorsqu’ils sont excités. Ce principe de fonctionnement est en jeu par exemple dans le cas des cloisons sèches en plaques de plâtre cartonnées dans lesquelles les deux plaques de part et d’autre des montants vibrent indépendamment l’une de l’autre. L’air entre les deux plaques fonctionne comme un ressort. Le système est un système « masse-ressort-masse » qui permet de bonnes performances d’isolation acoustique en dépit d‘une masse relativement faible. L’inconvénient est toutefois l’existence d’une fréquence de résonance, généralement située dans le domaine des basses fréquences, pour laquelle la performance de l’élément chute. Ce n’est qu’au-delà de cette fréquence que les performances acoustiques augmentent nettement.

 

Transmission des bruits de choc

Dans les bureaux comme dans les habitations, l'isolation acoustique aux bruits de choc joue un rôle important pour le confort acoustique : il est nécessaire de limiter suffisamment la transmission de ces bruits aux locaux voisins, aussi bien verticalement qu’horizontalement. Pour les logements en construction traditionnelle, on recourt souvent aux chapes flottantes : toute la surface de la dalle est recouverte d’un isolant acoustique résilient de telle sorte que la chape n’entre en contact ni avec la dalle, ni avec les cloisons périphériques. Il en résulte un système vibratoire « masse-ressort-masse » dans lequel la chape vibre indépendamment des éléments adjacents. Pour qu’un tel système puisse fonctionner de manière efficace, il faut une masse suffisante par-dessus le résilient acoustique. Une erreur fréquente consiste à poser ce résilient directement sous un revêtement de sol léger. Même si, en soi, le produit possède des qualités d’isolation exceptionnelles, un tel système n’est pas efficace pour isoler les bruits de choc en raison de l’insuffisance de masse.

Pour mesurer la transmission des bruits de choc entre deux locaux, on utilise une source de bruit normalisée. La machine à chocs normalisée (voir Figure 16) est constituée de 5 marteaux de 500 g chacun que l’on laisse tomber sur le sol depuis une hauteur de 4 cm à raison de 10 coups par seconde.

Isolation acoustique vis-à-vis des bruits extérieurs

La rareté des terrains constructibles et la demande toujours croissante de logements et de locaux d’activité dans les villes font que les terrains viabilisés sont de plus en plus souvent situés dans des environnements bruyants (présence d'industries, trafic routier, trafic ferroviaire, par exemple). Pour assurer malgré tout un niveau de confort acoustique élevé, permettant de se concentrer au travail ou de dormir paisiblement, il est essentiel de dimensionner correctement l'enveloppe du bâtiment en termes d'isolation acoustique.
En règle générale, ce sont les fenêtres et les portes qui déterminent le degré d’isolation acoustique d’une façade car leurs performances sont inférieures à celles des éléments opaques. Les points faibles acoustiques ayant une influence largement déterminante sur l’indice d’affaiblissement acoustique moyen, il faut être très vigilant dans le choix des portes et des fenêtres. 

Veiller aux économies d’énergie dans la construction - une tendance durable - fait que l’on choisit de plus en plus souvent des fenêtres à triple vitrage, mais ces fenêtres n'atteignent pas automatiquement un indice d’affaiblissement acoustique supérieur. Ce peut même être l’inverse : la vitre supplémentaire vient ajouter une fréquence de résonance qui va dégrader la performance acoustique de la fenêtre. Si cette fréquence de résonance supplémentaire se situe dans une plage critique correspondant, pour une partie non négligeable, aux bruits extérieurs effectifs, le résultat ne sera souvent pas à la hauteur des attentes, même si la fenêtre offre une bonne isolation acoustique aux autres fréquences. 

Selon la nature des bruits extérieurs et la nature du bâtiment, on recommande par conséquent de choisir les fenêtres en tenant compte des termes d’adaptation C et C_tr, en plus de l’indice d’affaiblissement acoustique R. Ceci permet de mieux décrire l’effet d’isolation pour des sources de bruit particulières et ainsi d'assurer une isolation effective vis-à-vis du type de bruits existant précisément sur le lieu considéré.

Le terme d’adaptation C tient compte :

• des activités quotidiennes à l’intérieur d’un logement (conversations, musique, radio, télévision…)
• des jeux d’enfants ;
• du trafic ferroviaire à vitesse moyenne et grande vitesse ;
• de la circulation routière > 80 km/h ;
• des avions à réaction à courte distance ;
• des usines émettant principalement des bruits à hautes et moyennes fréquences.

Le coefficient d’adaptation Ctr   tient compte :

• de la circulation urbaine ;
• du trafic ferroviaire à faible vitesse ;
• des avions à hélice ;
• des avions à réaction à grande distance ;
• de la musique disco ;
• des usines émettant principalement des bruits à basses et moyennes fréquences.

La norme nationale relative à l’isolation acoustique des bâtiments d’habitation (ILNAS 103-1:2022) définit, pour les parties de construction opaques et les parties translucides, des exigences pour R+Ctr en fonction des zones de bruit extérieur. Ces exigences s’appliquent lorsque les éléments translucides ne représentent pas plus de 30 % de la surface de façade totale. Si la part vitrée de la façade est supérieure, la norme impose un calcul détaillé effectué par un acousticien. Pour les pans de façade qui ne sont pas orientés en direction de la source de bruit principale, le niveau d’évaluation peut être réduit d’une valeur numérique fixée par la norme.

Isolation acoustique vis-à-vis des bruits d’équipements

Bruit des équipements du bâtiment

Lorsqu’ils fonctionnent, les équipements du bâtiment génèrent des bruits. Ils constituent par conséquent une menace potentielle pour le confort acoustique. Il est essentiel de les dimensionner, les programmer, et les isoler correctement afin de respecter les valeurs limites de bruit prescrites par les normes. En général, on fait la distinction entre les équipements fonctionnant en régime continu, avec un niveau de bruit constant (ventilation, chauffage, rafraichissement), et les équipements qui produisent des pics de bruit de faible durée (ascenseurs, canalisations d’évacuation etc.). Dans les cas extrêmes, il est nécessaire de réaliser un encoffrement pour assurer un confort acoustique correct.
En particulier, les installations de ventilation doivent être conçues de telle manière que l’utilisateur ne soit pas gêné par les bruits d’écoulement dans les gaines ou au niveau des bouches de soufflage et d'extraction. En outre, la transmission acoustique entre locaux via l’installation de ventilation doit être empêchée. Pour éviter les nuisances sonores dues aux canalisations, en particulier aux tuyaux de chute, celles-ci doivent être isolées à l’intérieur d’un coffrage..

Découplage des équipements et des machines

Empêcher que des vibrations soient transmises à la structure des bâtiments est essentiel. Celles-ci se propagent en effet de manière incontrôlée et deviennent audibles sous forme de bruit aérien en différents points pouvant se situer dans un local éloigné. Tous les équipements techniques susceptibles de transmettre des vibrations à la construction doivent par conséquent être correctement découplés de celle-ci. Ceci vaut en particulier pour les ascenseurs, les moteurs, les appareils de ventilation et autres équipements simialires.
Le découplage est réalisé de différentes manières : au moyen de plots élastomère, de ressorts ou de suspensions pneumatiques. Le système masse-ressort-masse qui en résulte permet de ne pas soumettre la construction aux vibrations. Son bon fonctionnement nécessite un dimensionnement correct de l'élément faisant ressort. Dans le cas d’équipements de faible poids, il peut être nécessaire de prévoir un socle en béton supplémentaire pour avoir une masse suffisante au-dessus du ressort.

Les canalisations d’évacuation et les gaines de ventilation doivent également être dimensionnées et fixées correctement pour éviter les nuisances sonores pour les occupants. Dans la mesure du possible, les canalisations, les tuyauteries et les gaines de ventilation doivent être fixées à des éléments lourds en béton ou maçonnerie par exemple. A chaque étage, la fixation devrait se faire à un seul et même élément.

Protection contre le bruit au poste de travail

L‘ITM-ET 32.10 interdit les bruits supérieurs à 85 dB aux postes de travail . A partir de ce niveau, il y a risque de lésion auditive. Une telle situation ne se produit généralement pas dans les bureaux, le niveau sonore y étant a priori très inférieur à 85 dB. Néanmoins, le système neuro-végétatif, qui régule les fonctions de l’organisme, réagit dès 60 dB, un niveau de pression acoustique qui s’observe régulièrement dans les bureaux ouverts, acoustiquement défavorables. Un tel niveau sonore entraîne une sécrétion renforcée d’adrénaline et des tensions, avec un risque accru de dommages posturaux [source : VDI 2569:2019]. 
Il n’existe pas de norme luxembourgeoise traitant de l’isolation acoustique et de la correction acoustique des bureaux en général. Deux documents, toutefois, énoncent des exigences dans leur domaine d’application respectif. Le règlement grand-ducal modifié du 13 juin 1979 qui garantit la protection des agents du service public impose de ne pas dépasser un niveau sonore équivalent continu de 50 dB(A) aux postes de travail et dans les locaux d’activités analogues. L‘ITM SST 1514.3 impose la même valeur limite pour les espaces administratifs des services d’éducation et d’accueil des enfants. Sur la base de ces règlements, on recommande par conséquent de respecter cette même valeur limite aux autres postes de travail que ceux visés par ces textes.
Le niveau de bruit n’est pas seul à déterminer le degré de distraction provoqué : celui-ci dépend également du contenu informationnel. Pour permettre de se concentrer au travail, il faut par conséquent éviter au maximum que les conversations (directes ou au téléphone) puissent être entendues des collègues (voir la section « Correction acoustique des bureaux ouverts »).

Réhabilitation acoustique des constructions existantes

La transmission des bruits d’un local à un autre pouvant se faire par des différentes voies, une isolation acoustique insuffisante dans les constructions existantes peut avoir des causes diverses. S’il s’agit d’un problème de paroi séparative, la correction peut être apportée par un doublage - une paroi de doublage sèche venant compléter une cloison simple en maçonnerie par exemple. Mais si une partie significative du bruit est transmise par une paroi latérale - façade-rideau par exemple -, l’amélioration apportée sera faible. Il est par conséquent recommandé de confier l’analyse du problème à un acousticien qui sera en mesure de choisir la mesure de correction appropriée.

Dans le cas d’un problème de transmission des bruits de choc à l’étage inférieur, l’amélioration peut être apportée par la pose d'une moquette. Cette mesure est moins efficace que la solution avec chape flottante, correspondant aux règles de l’art en construction neuve. Elle présente néanmoins l’avantage d’une faible surépaisseur, de sorte qu’elle peut être mise en œuvre très facilement dans bon nombre de situations. En choisissant une moquette qui assure à la fois une bonne isolation aux bruits de choc et qui possède également de bonnes propriétés absorbantes acoustiques, l’acoustique de la pièce elle-même peut également être améliorée.