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Confort acoustique

La science acoustique, et son application dans les bâtiments, peut souvent être une expérience déroutante, avec un faisceau de critères différents et de méthodes d'évaluation qui peut sembler sans fin. Ce chapitre explique les problèmes d'acoustique qui affectent les plafonds suspendus. Deux propriétés acoustiques sont à prendre en compte en ce qui concerne les plafonds suspendus : l'absorption acoustique et l'isolation acoustique.

Absorption acoustique

Il s'agit d'une mesure de la capacité d'une surface à absorber le son, réduisant ainsi la réflexion de l'énergie acoustique dans l'espace. Ce paramètre est important car une prédominance de surfaces réfléchissantes au plan acoustique dans des espaces clos, une salle de classe par exemple, peut engendrer un environnement excessivement réverbérant ; le son d'une simple voix peut devenir moins intelligible à cause des nombreuses réflexions du son par les surfaces de la pièce. Ces réflexions se produisent avec un retard par rapport au moment où l'énergie acoustique atteint directement l'oreille de l'auditeur et rendent le son moins clair.

La caractéristique de la pièce qui définit cette particularité est le « temps de réverbération », c'est-à-dire le temps qu'il faut (en secondes) pour que l'intensité sonore diminue de 60 dB. Des environnements différents n'auront pas les mêmes exigences selon l'utilisation de l'espace et l'on emploie des termes subjectifs différents pour décrire les différentes caractéristiques. Voici deux exemples extrêmes : un studio de radiodiffusion, où un temps de réverbération d'environ 0,2 seconde est demandé et où l'on parle de son « sec » ou « mort », ou une piscine avec un temps de réverbération qui pourra aller jusqu'à 3,0 secondes et un son que l'on qualifiera de « vif », « intense » ou « réverbéré ».

L'absorption acoustique se définit sous la forme d'un coefficient allant de 0,0 pour une réflexion totale à 1,0 pour une absorption totale.Les propriétés d'absorption acoustique d'un matériau sont définies dans la norme BS EN ISO 11654:1997 qui donne trois paramètres utiles :

• Le coefficient d'absorption acoustique αs

Chiffres individuels d'absorption acoustique rapportés par bandes de fréquence de tiers d'octave

• Le coefficient d'absorption acoustique pratiqueαp

Chiffres d'absorption acoustique rapportés par bandes de fréquence d'octave simple

• L'indice d'absorption acoustiqueαw

Un indice à un seul chiffre basé sur les valeurs de αp comparées à une courbe de pondération de référence.

Parmi ces valeurs, le terme le plus commode à exploiter est l'indice d'absorption acoustique à un seul chiffre, αw, car il permet de comparer simplement différents produits. Pour la plupart des environnements, un cahier des charges en termes de valeur de αw sera suffisante.Les deux premiers paramètres sont utilisés par les acousticiens dans la modélisation détaillée d'un espace pour déterminer avec exactitude ses caractéristiques acoustiques.

La norme BS EN ISO 11654:1997 a également introduit le concept de Classe d'absorption acoustique, avec cinq catégories allant de la classe A à la classe E, la classe A offrant le niveau le plus élevé d'absorption acoustique. Sound Absorption Class can be roughly equated to the value of αw, however is more properly assessed by plotting the values of αp against a series of reference curves between 250 Hz to 4000 Hz.

Le coefficient de réduction du bruit (CRB) constitue une méthode alternative plus classique pour définir l'absorption acoustique. Il s'agit d'une moyenne arithmétique de l'absorption par bande d'octave sur une plage de fréquence limitée.Ce paramètre n'est plus l'unité de référence préférentielle puisqu'il a été remplacé par αw.

 

Isolation acoustique

L'isolation acoustique s'utilise pour décrire la réduction du son entre deux espaces divisés par un élément de séparation, avec deux chemins fondamentaux de transmission du son qui vont affecter la différence ultime de niveau sonore perçue. L'isolation acoustique s'utilise pour décrire la réduction du son entre deux espaces divisés par un élément de séparation, avec deux chemins fondamentaux de transmission du son qui vont affecter la différence ultime de niveau sonore perçue. L'isolation acoustique se mesure d'après les procédures énoncées dans la norme BS EN ISO 717. La performance acoustique est évaluée par bande de tiers d'octave, des indices à un seul chiffre pondéré étant fournis pour faciliter la comparaison.Pour les plafonds suspendus, les indices caractéristiques à un seul chiffre pertinents sont :

Dnfw

Cet indice définit la valeur de l'isolation phonique d'une pièce à l'autre, dans le cas de figure où une cloison de séparation vient buter en sous-face d'un plafond surplombé par un plénum (vide).Cet indice définit la valeur de l'isolation phonique d'une pièce à l'autre, dans le cas de figure où une cloison de séparation vient buter en sous-face d'un plafond surplombé par un plénum (vide).

Rw

Cet indice définit le niveau d'isolation phonique obtenu directement à travers une seule couche de matériau.Alors que Dnfw est une valeur à « double passage », Rw peut être considéré à « un seul passage », bien que les plafonds suspendus fassent rarement l'objet d'essais en vue de déterminer ce paramètre.
 

Absorption acoustique

 

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La classe d'absorption acoustique

 

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Isolation acoustique

 

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Normes applicables

Il existe de nombreuses normes différentes qui déterminent les performances acoustiques dans les bâtiments, qu'il s'agisse de normes législatives ou de directives.La liste qui suit décrit les domaines normatifs les plus importants par rapport aux propriétés acoustiques des systèmes de plafonds suspendus.

Bureaux

BCOLe British Council for Offices publie deux documents utiles qui comprennent des références aux problèmes acoustiques liés aux plafonds suspendus.

Le Guide pour l'aménagement des bureaux (« Office Fit-Out Guide ») se concentre sur le problème de la discrétion acoustique entre les espaces de bureaux cellulaires et donne des directives sur les techniques de construction des cellules de bureaux avec des valeurs d'isolation phonique de 25 ou 35 dB.Il note également que la réverbération dans les bureaux, en particulier dans les grands plateaux fonctionnels, peut être maîtrisée au moyen de plafonds suspendus absorbants acoustiques et que le plafond suspendu est le principal moyen d'absorption acoustique dans un bureau.

Le document intitulé Pratiques d'excellence des spécifications pour les bureaux (« Best Practice in the Specification for Offices ») fournit certains critères objectifs en référence aux recommandations énoncées dans la norme BS 8233:1999, qui stipule que les temps de réverbération dans les bureaux ou autres espaces de circulation adjacents ne doivent pas dépasser 0,4 seconde pour les petites pièces entièrement équipées de 50 m³ ou 0,7 seconde pour les pièces entièrement équipées de 500 m³.

Les caractéristiques acoustiques des espaces décloisonnés ne suivent pas les règles habituelles des pièces aux proportions classiques et la mesure du temps de réverbération dans un bureau ouvert peut induire en erreur. Il vaut mieux suivre la règle selon laquelle on obtiendra des conditions acoustiques optimales dans les espaces décloisonnés si le plafond suspendu offre autant d'absorption acoustique que possible, et certainement pas moins de 0,7 αw.

Établissements scolaires

Acoustic Design of Schools Thumb Le document Building Bulletin 93 (bulletin de la construction BB93) publié en 2003 par le ministère britannique de l'éducation fournit un guide pour la conception acoustique des établissements scolaires. Les exigences de ce document ont un caractère obligatoire et sont référencées dans le règlement E4 des Règles de la construction de 2000. Il est impératif de prouver au contrôleur de travaux que cette réglementation a été observée en lui présentant une note de calcul détaillée.

Le bulletin BB93 s'applique à l'ensemble des écoles et collèges. Il ne s'applique pas aux jardins d'enfants (à moins qu'ils ne fassent partie d'une école), aux lycées ne comptant que des classes de première et terminale (sauf s'ils font partie d'un groupe scolaire) ni aux établissements d'enseignement supérieur.Le tableau 1.5 de la Partie 1 énumère les cibles de temps de réverbération à atteindre dans tous les espaces scolaires, pour la plupart présentés comme valeurs maximales limites (sauf pour les couloirs et escaliers où les zones adéquates d'absorption acoustique sont définies par le calcul).

Les plafonds suspendus ou les îlots et modules lumineux acoustiques possédant des propriétés d'absorption acoustique peuvent être utilisés dans le cadre de la stratégie globale de conception des intérieurs afin d'atteindre ces cibles, en association avec les autres finitions de surface de la pièce.

Concevoir les salles de classe ou les amphithéâtres pour une bonne intelligibilité de la parole est reconnu comme l'un des aspects clés du document BB93. Cela est important non seulement pour la question évidente de la compréhension des élèves, mais aussi pour limiter la fatigue de l'enseignant.Un mélange de surfaces absorbantes et réfléchissantes acoustiques est recommandé afin de favoriser la bonne intelligibilité de la parole.

 

Hôpitaux

Acoustics Health Thumb Le Mémorandum Santé et Technique 2045 (HTM, Health and Technical Memorandum) publié par NHS Estates (le département immobilier du service britannique de la santé) définit des critères de performance acoustique pour l'isolation phonique et l'absorption du bruit dans les hôpitaux, bien qu'il n'y ait pas de référence directe dans le document à la contribution des plafonds acoustiques suspendus.En clair, en fonction des spécificités de conception, les propriétés de ces plafonds seront utiles. Cependant, il s'agit d'un document complexe et il conviendra de demander l'avis d'un acousticien spécialisé.
 

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La réalité du terrain par rapport au laboratoire

Il est toujours important de se rappeler que les données de performance acoustique publiées proviennent habituellement d'essais en laboratoire dans des conditions bien définies. Lorsque l'on applique ces données, il faut se rappeler plusieurs facteurs, de façon à ce que les attentes en termes de performances ne soient pas irréalistes.

Absorption acoustique

Sauf indication contraire, les données d'absorption acoustique se rapportent toujours au système de plafond de base et reposent sur une taille d'échantillon d'environ 10 m². Cet échantillon comprend la quantité adéquate d'ossature de plafond et de dalles de plafond de base. Il ne comprend pas en revanche les accessoires secondaires de plafond tels que les appareils d'éclairage, les diffuseurs d'air ou les haut-parleurs. Une fois ajoutés, ces éléments ont évidemment un effet sur le niveau global d'absorption acoustique offert par la surface de plafond dans son ensemble et il peut être nécessaire de prendre en compte d'éventuels effets négatifs.

Pour un plafond de bureau décloisonné, l'effet est probablement négligeable et pourra être ignoré. En revanche, pour le calcul des aires de plafond suivant le bulletin BB93 ou les Règles de la construction, l'aire de la surface absorbante est cruciale et l'effet de ces accessoires devra être pris en compte en omettant la surface correspondante dans le calcul.

Isolation acoustique

Sauf indication contraire, les données d'isolation phonique publiées proviennent d'un essai en laboratoire selon une norme précise et dans des conditions bien définies et ne s'applique qu'à l'élément en question - dans ce cas, le plafond suspendu. Quand ce plafond est installé dans le cadre d'un système comprenant des cloisons et des faux-planchers, l'effet composé des éléments réunis doit être envisagé. En outre, tout accessoire de plafond tel que les appareils d'éclairage ou les diffuseurs d'air peut engendrer une baisse de performance.

Il conviendra de demander des conseils spécifiques à un acousticien sur ce point. Cependant, à titre de règle empirique, les plafonds montés sur site offrent une performance inférieure de 3 à 5 dB à celle annoncée par les chiffres des essais en laboratoire.Cela prend en compte les chemins indirects de transmission du son et les tolérances de pose potentielles.
 

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Absorption acoustique :conseils pratiques

Les plafonds suspendus absorbent le son par le passage à travers la face perforée des ondes sonores qui interagissent ensuite avec le matériau de doublage de la dalle. Plus l'absorption acoustique intrinsèque de ce matériau est élevée, meilleur sera le niveau de l'absorption acoustique.Ainsi, un panneau acoustique de 18 mm donnera un meilleur résultat qu'un panneau de 8 mm. La densité du panneau intervient également.

La taille et le motif des perforations de la face apparente de la dalle participent également à l'efficacité globale de cette dernière, avec une plage optimale de section libre de 15 à 22 % - au-delà, une section libre plus grande n'offre aucune amélioration valable.


Les motifs de perforation des dalles de plafond n'ont pas d'importance dans les pièces aux proportions habituelles. On pourra utiliser les données d'absorption acoustique pour une dalle donnée telles qu'elles sont publiées.Pour les espaces de bureaux décloisonnés, les règles acoustiques des pièces habituelles ne s'appliquent pas de manière stricte et le concept de champ réverbéré tel qu'il apparaît dans les pièces classiques n'est pas pertinent.

IIl est néanmoins important que la dalle fournisse une absorption acoustique optimale, avec autant de section libre que possible. Pour les dalles présentant de petites perforations ou une section libre réduite, il existe un risque que le son voyageant sur de longues distances percute le plafond avec une « incidence rasante », empêchant son absorption, et que l'isolation soit moindre dans l'espace de bureaux décloisonnés que ce que l'on aurait pu attendre autrement.

 

Isolation phonique :conseils pratiques

Lorsque des cloisons viennent buter en sous-face d'un plafond suspendu, la qualité de l'étanchéité acoustique à la jonction des deux sera cruciale. Rappel : dans les essais en laboratoire, ce point faible est évité par l'utilisation d'une cloison massive et d'un niveau d'étanchéité en tête qui serait visuellement inacceptable dans un environnement occupé.

Il peut exister de petits passages du son à travers l'ossature du plafond à étancher, ainsi qu'à travers les joints creux contre les bordures en plâtre. Dans tous les cas, la tête de cloison doit être très bien étanchée contre l'ossature de plafond (remarque :une bande adhésive peut ne pas être suffisante).

Lorsque les cloisons sont implantées en « décalage » par rapport à la trame (c'est-à-dire quand la jonction cloison-plafond passe au centre d'une dalle au lieu de suivre une ligne de la trame de plafond), le niveau d'isolation phonique offert peut ne pas correspondre aux données des essais en laboratoire, même après application de la marge de tolérance de performance réelle de 3 à 5 dB. Cela tient au fait que le son peut traverser le corps de la dalle de plafond via la face perforée, agissant comme un chemin indirect de passage du son au-dessus de la tête de cloison.

Si de telles jonctions sont inévitables et que l'isolation phonique est importante, il conviendra alors de remplacer les dalles en tête de cloison par des dalles pleines non perforées, ou de remplacer l'isolant de la dalle par un panneau de matériau plein dans lequel on pourra fixer efficacement la tête de cloison.

 

Practical Advice 01

 

Practical Advice 02

 

Practical Advice 03

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