LES CLES DU DIMENSIONNEMENT
Ouvrages en commandePhotovoltaïque autonome
Photovoltaïque raccordé au réseau
Le verre et l’isolation acoustique
Généralités
Bruit
Le bruit est une perception auditive engendrée par des vibrations ou des ondes qui se propagent dans l’air, un liquide ou une matière solide (par ex. un mur). Ce sont en fait des changements minimes dans la pression d’air, enregistrés par notre tympan. Par rapport à une pression atmosphérique d’environ 100000 Pa, ces variations de pression d’air “audibles” sont de l’ordre de 0,00002 Pa à 20 Pa.
Niveau sonore
Le niveau sonore signifie tout simplement : faible ou fort. L’oreille enregistre des différences de pression allant de 0,00002 Pa à 20 Pa. Pour avoir un aperçu clair de cette vaste plage, on utilise une échelle logarithmique. Le niveau sonore est exprimé sur cette échelle en décibels (dB).
0 dB est le seuil d’audibilité, en dessous duquel l’oreille humaine ne perçoit plus rien. Un niveau sonore de 140 dB est le seuil de la douleur.
Calculer en décibels
Lorsque nous calculons en dB, 1 + 1 n’est pas égal à 2! Deux sources sonores de 50 dB donnent un total de 53 dB. Un doublement du bruit entraîne une hausse de 3 dB du niveau sonore. Pour augmenter le niveau sonore de 10 dB, il faut décupler les sources sonores. L’oreille humaine ne réagit pas non plus linéairement au niveau sonore. Une hausse de 10 dB du niveau sonore (c'est-à-dire un décuplement du bruit) n’est perçue par notre oreille que comme un doublement du bruit. Cela signifie concrètement pour le niveau sonore qu’une diminution de :
- 1 dB est à peine perceptible ;
- 3 dB est perceptible ;
- 10 dB réduit de moitié le bruit.
Indice d'affaiblissement acoustique
Il se mesure en laboratoire. Cet indice, mesuré selon la norme EN ISO 140, représente les caractéristiques d’un élément (fenêtre, cloison, etc.) pour chaque bande de 1/3 d’octave centrée entre les valeurs 100 et 3 150 Hz (16 valeurs). Des mesures peuvent être faites facultativement pour les fréquences de 50 à 100 Hz et de 3150 à 5000 Hz.
A partir des 16 valeurs d’affaiblissement acoustique en fonction de la fréquence, les calculs permettent d’exprimer de façon différente les qualités acoustiques de l’élément étudié. Les valeurs couramment utilisées sont les valeurs globales définies par la norme EN ISO 717-1 pour une courbe de référence et adaptée à deux spectres de bruit donné:
- le bruit rose de référence contient la même énergie acoustique dans chaque intervalle de fréquence de mesure;
- le bruit de trafic routier caractérise un bruit extérieur de trafic urbain
Utilisation de l'indice unique
L’isolation acoustique obtenue grâce à une construction est définie par un indice représentant la différence entre le bruit intérieur et extérieur, qui est différent de l’indice d’affaiblissement R. Les responsables de la construction choisissent les indices d’affaiblissement R de chaque élément de construction de telle sorte que l’isolation acoustique exigée soit obtenue grâce à une méthode de calcul, comme celle définie dans la norme EN 12354-3.
L’indice d’affaiblissement pondéré Rw
L’indice d’affaiblissement pondéré Rw est calculé sur la base d’une comparaison entre les valeurs R mesurées (16 valeurs pour 16 bandes de 1/3 d’octave, de 100 Hz à 3150 Hz) et une courbe de référence. Celle-ci est positionnée de telle sorte que la moyenne du dépassement de la courbe mesurée vers le bas soit inférieure à 2 dB. La valeur qu’indique la courbe ainsi positionnée pour la fréquence de 500 Hz s’appelle Rw (dB).
Rw est un indice global : un même indice peut correspondre à différentes courbes d’isolation acoustique.
Termes d’adaptation à un spectre C et Ctr
Le meilleur résultat d’une construction est obtenu lorsqu’elle apporte une bonne isolation acoustique dans les fréquences où la source de bruit est la plus forte.
Jusqu’à présent, une construction était évaluée sur la base d’un seul indice, sans tenir compte des caractéristiques de la source de bruit, ce qui peut conduire à des erreurs d’investissement et à des déceptions.
Afin d’éviter cette situation, un indice commun à tous, Rw(C; Ctr), a été créé. L’indice “tr” vient de “trafic”.
C (dB) est la correction pour les sources de bruit contenant peu de basses fréquences, par ex. : trafic routier rapide, trafic ferroviaire rapide, proximité d’un avion, activités de vie, parole, enfants qui jouent.
Ctr (dB) est la correction pour les sources de bruit contenant beaucoup de basses fréquences, par ex. : trafic urbain, musique de discothèque, trafic ferroviaire lent, avion à grande distance.
Les termes de correction sont calculés sur la base des spectres sonores pondérés A :
- C: bruit rose ;
- Ctr : bruit de trafic routier urbain.
Les deux corrections sont indiquées par les laboratoires de mesure et apparaissent à côté de la valeur Rw.
Exemple
Selon la norme EN 717-1 une construction obtient : Rw (C; Ctr) = 37(-1;-3).
Ceci signifie, dans cet exemple, que l’indice d’affaiblissement pondéré Rw est égal à 37 dB et que, pour le trafic urbain, il est réduit de 3 dB :
- Rw = 37 dB;
- Rw + C = 37 - 1 = 36 dB;
- Rw + Ctr = 37 - 3 = 34 dB.
- RA = 36 dB, c’est-à-dire = 37-1;
- RA,tr = 34 dB, c’est-à-dire = 37-3.
Influence du spectre de bruit sur l’isolation acoustique
=>Vis-à-vis du bruit 1, la fenêtre présente un bon isolement.
=>Par contre, vis-à-vis du bruit 2, la fenêtre présente une faiblesse dans la plage de fréquence de 1250 à 2500 Hz qui correspond aux maxima d’énergie de ce bruit.
Comportement du vitrage
Chaque plaque d’un matériau donné a une fréquence critique pour laquelle elle se met à vibrer plus facilement. A cette fréquence, le bruit se transmet beaucoup mieux. La feuille de verre subit au niveau de l’isolation acoustique une perte de performance de 10 à 15 dB. Pour un vitrage de 4 mm d’épaisseur, cette fréquence critique se situe à 3000 Hz, alors que pour une plaque de plâtre de 13 mm elle se situe à 3200 Hz.
En augmentant l’épaisseur du verre, la perte de performance due à la fréquence critique se déplace vers les basses fréquences (voir fig. 2).
Il faudrait atteindre une épaisseur de verre de 12 cm, pour que le “trou” dû à la fréquence critique soit inférieur à 100 Hz et ne soit donc plus pris en compte.
Le traitement acoustique des façades soumises à de nombreux bruits de forte intensité en basses fréquences (bruits routiers) est difficile. Jusqu’il y a peu, l’amélioration de la performance acoustique des doubles vitrages a surtout été obtenue par l’augmentation des épaisseurs et l’asymétrie des verres. Les verres feuilletés de sécurité se comportent un peu mieux que les verres monolithiques de même épaisseur totale (voir fig. 3 et 4).
Aujourd’hui, avec la mise au point du feuilleté acoustique SGG STADIP SILENCE, l’effet de la fréquence critique est supprimé (voir fig. 4).
En moyenne, il est possible de gagner de 1 à 3 dB pour des compositions verrières similaires et surtout d’assurer une homogénéité de performance pour toutes les fréquences.
Performance acoustique : Simple vitrage - Double vitrage asymétrique - Vitrage avec 8 mm de verre
Indice R
Le vitrage n’est pas seul dans la construction mais incorporé dans un châssis. Le vitrage et le châssis constituent ensemble l’élément qui détermine l’isolation acoustique de toute la fenêtre et dans certains cas de la façade.
Il n’est pas possible d’extrapoler les caractéristiques de la fenêtre seulement à partir de la performance du vitrage. L’indice d’affaiblissement de la fenêtre ne peut être donné qu’après mesure effectuée sur la fenêtre terminée. Par contre, il est recommandé d’harmoniser le type de vitrage avec le châssis et le système d’étanchéité. Les vitrages à hautes performances acoustiques doivent être montés dans des châssis adéquats.
La performance acoustique n’est pas influencée par le sens de pose du vitrage.