Comment améliorer l'isolation acoustique des façades ? > Les fenêtres et les portes

Les vitrages

Les simples vitrages, du point de vue acoustique, se distinguent essentiellement par leur masse et leur rigidité, donc par leur épaisseur.

Le verre possède une fréquence critique. Au voisinage de cette dernière, la transmission d’énergie acoustique par le vitrage est augmentée - l’isolement acoustique est donc diminué.

L’épaisseur des verres utilisés est généralement déterminée par la nécessité de résister aux chocs. Cependant, pour une protection suffisante vis-à-vis des bruits extérieurs, on sera amené à choisir des verres plus épais, donc plus lourds. Dans ce cas, les menuiseries et leurs organes de manoeuvre doivent être adaptés au poids des vitres dont ils sont équipés.

Les doubles vitrages sont aujourd’hui montés sur la quasi-totalité des fenêtres proposées sur le marché. Ils se composent de deux feuilles de verre séparées de quelques millimètres par une lame d’air ou de gaz (argon en général) et maintenues par un joint périphérique souple ou un profilé métallique monté en usine.

La transmission des sons par un double vitrage dépend, comme pour le simple vitrage, de la masse et de la rigidité, et également de la résonance "masse - air - masse" de la double paroi.

Le double vitrage apporte, en plus d’un gain acoustique, des propriétés thermiques aux parois vitrées en divisant par deux les déperditions, grâce à la résistance thermique de la lame d’air ou d’un gaz présentant une conductivité thermique plus faible (argon). Un gain thermique peut également être apporté par une mince couche peu émissive déposée sur la face d’une des vitres, réfléchissant ainsi le rayonnement infrarouge intérieur.

Des vitrages feuilletés acoustiques sont développés aujourd’hui de manière à atténuer l’effet de la fréquence critique. Ce sont des vitrages composés de deux ou plusieurs feuilles de verre assemblées entre elles par un ou plusieurs films de polyvinyle ou couches de résine de synthèse. Montés en double vitrage, il est ainsi possible de gagner jusqu’à 3 dB d’indice d’affaiblissement par rapport à des doubles vitrages d’épaisseurs similaires.

En plus de leurs qualités thermique et acoustique, certains de ces vitrages possèdent des caractéristiques mécaniques permettant de répondre à des exigences de sécurité (protection contre la chute des personnes, anti-intrusion,…).

Simple vitrage ou double vitrage?
Pour des raisons purement acoustiques, les simples vitrages sont préférables aux doubles vitrages :

• à masse totale égale, l’indice d’affaiblissement d’un simple vitrage est plus élevé que celui d’un double vitrage,
• avec une épaisseur de la lame d’air de quelques millimètres, la fréquence de résonance d’un double vitrage (avec vitrage de même épaisseur) se situe dans une zone à l’intérieur de laquelle l’oreille est particulièrement sensible.

Pour concilier isolation thermique et acoustique, les verriers ont développé des gammes de doubles vitrages spécifiques :

• double vitrage intégrant des composants verriers d’épaisseurs différentes (double vitrage asymétrique) permettant d'obtenir un indice d’affaiblissement (RA,tr) compris entre 30 et 34 dB,
• double vitrage intégrant un vitrage feuilleté acoustique permettant d'obtenir un indice d’affaiblissement (RA,tr) supérieur à 35 dB.

Pour un double vitrage, la performance acoustique n’est pas influencée par le sens de pose. Cependant, pour des raisons de sécurité, le vitrage le plus épais doit être placé du côté extérieur.

Pour faciliter la prescription, le CEKAL (Organisme certificateur des vitrages isolants) a mis en place une certification des performances acoustiques des doubles vitrages suivant six classes.

Classe AR	I	II	III	IV	V	VI
Indice RA,tr minimum du vitrage en dB	25	28	31	33	35	37
Tableau 5 - Classement des performances acoustiques des doubles vitrages selon le CEKAL

	Épaisseur mm	Poids kg/m²	Classe CEKAL	Rw dB	RA,tr dB
Simple vitrage	4	10		30	27
	5	12.5		30	28
	6	15		31	29
	8	20		32	30
	10	25		33	31
	12	30		34	32
	Épaisseur mm	Poids kg/m²	Classe CEKAL	Rw dB	RA,tr dB
Double vitrage	4(6)4	20	I	30	27
	4(8)4	20	I	30	27
	4(12)4	20	I	30	27
	5(12)5	25	II	32	28
	6(12)6	30	II	33	30
	8(10)8	40	III	34	31
	Épaisseur mm	Poids kg/m²	Classe CEKAL	Rw dB	RA,tr dB
Double vitrage acoustique	4(6)6	25	II	34	30
	4(6)8	30	III	35	31
	4(6)10	35	III	35	31
	8*(12)8	40.5	V	40	35
	8*(12)10	45.5	VI	41	37
	8*(20)11*	48	VI	47	40
* vitrage feuilleté, aussi noté 44-1, 55-1... (feuilletés composés de deux couches de vitrage de 4 ou 5 mm séparées par une couche de résine ou de PVB (polyvinyl de butyral) de 1 mm,) Tableau 6 - Exemples d’indices d’affaiblissement acoustique de l’ensemble fenêtre performante + vitrage (Source : Mémento technique de Saint Gobain, 2000)

Les menuiseries

Les menuiseries sont constituées d’un dormant et d’un ou plusieurs ouvrants, d’un dispositif de manoeuvre et de condamnation ainsi que de joints d’étanchéité entre l’ouvrant et le dormant.
Leur mode d’ouverture peut être à rotation (à la française, basculante, oscillo-battante,...), coulissant, ou mixte (pivotement et translation).

Tous les types de menuiseries n’atteignent pas les mêmes capacités d’isolation acoustique. Comparées aux châssis coulissants ordinaires, les menuiseries ouvrant par rotation, exercent une pression sur le joint à sa fermeture pour une meilleure étanchéité. De nouvelles conceptions de châssis coulissants, munis de dispositifs de manoeuvre spécifiques assurent une mise en pression du joint lors de la fermeture.

Si le choix de profils rigides a une influence sur les capacités acoustiques des menuiseries, le choix du matériau (bois, PVC ou aluminium) repose sur d’autres critères : durabilité, entretien, étanchéité à l’eau, esthétique, coût.

L’étanchéité ouvrant-dormant

L’étanchéité à l’air d’une fenêtre ou d’une porte, facteur important d’une bonne isolation acoustique dépend :

• de sa conception,
• de sa tenue dans le temps,
• du réglage de ses dispositifs de manoeuvre et de condamnation.

Une bonne étanchéité à l’air nécessite un contact continu entre l’ouvrant et le dormant, ce contact étant assuré sur les fenêtres de conception récente par l’intermédiaire d’un joint en élastomère ou métallique.

Avec un défaut d’étanchéité sur une fenêtre neuve de qualité, il est difficile d’atteindre un isolement acoustique de 30 dB.

AEV : Air - Eau - Vent

Améliorer l’étanchéité à l’air

Pour une bonne isolation acoustique des fenêtres et portes extérieures, il convient, en premier lieu, de leur assurer une étanchéité à l’air aussi parfaite que possible.
Procéder tout d’abord au réglage des jeux entre ouvrants et dormants au niveau des ferrures (paumelles, gâches). Ce réglage est généralement possible sur les menuiseries récentes.

Pour une étanchéité plus poussée, le joint existant, inadapté ou détérioré par l’action du rayonnement solaire et de l’humidité, peut être remplacé.
Sur les fenêtres traditionnelles à recouvrement ou à gueule de loup, dont l’étanchéité à l’air est assurée par simple contact entre ouvrant et dormant, il est possible d’ajouter un joint périphérique. Suivant les techniques (voir Tableau 7. ), il s’agit de joints adhésifs en mousse élastomère ou en polypropylène, de joints métalliques cloués ou de systèmes utilisant une mousse durcissable moulée aux dimensions du jeu lors de la fermeture de la fenêtre.
Les joints adhésifs sont faciles à poser mais peu durables et peu efficaces sur le plan acoustique. Les joints en mousse durcissable sont faciles à poser et plus durables.
Les joints à lèvre métallique ou polymère sont durables, efficaces, mais exigent un savoir faire pour la pose.

Schéma de principe	Procédé
	Joint adhésif en mousse élastomère ou en polypropylène
	Joint en mousse durcissable, moulé aux dimensions du jeu de la fenêtre
	Joint souple cloué utilisant un profil métallique
	Joint souple cloué ou agraphé dans la feuillure, formant ressort
Tableau 7. Exemples d’amélioration de l’étanchéité sur fenêtres existantes

Ces solutions restent économiques, pour un gain acoustique qui peut atteindre 5 dB. Leur application suppose un bon état et une parfaite stabilité dimensionnelle des menuiseries pour garantir la pérennité des performances acoustiques.
Les joints n’assureront cependant pas forcement l’étanchéité à l’eau par capillarité.
Il convient également de vérifier l’absence de vides et de fuites d’air entre le dormant et la maçonnerie.

Remplacer le vitrage

L’étanchéité à l’air pourra être complétée par le remplacement du verre existant par un verre plus épais ou un double vitrage si la menuiserie le permet.
Doubler l’épaisseur permet une amélioration de l’indice de l’affaiblissement R d’une fenêtre jusqu’à 5 dB. Cette technique peut être envisagée si la menuiserie est apte à accepter la surcharge sans déformation. Le renforcement des organes de rotation peut s'avérer nécessaire.

Mettre en place un survitrage

Le survitrage consiste à ajouter un second vitrage du côté intérieur de la fenêtre pour constituer une lame d’air entre les deux vitrages. Ce survitrage est monté dans un cadre en bois, PVC ou aluminium ouvrant ou démontable. La performance acoustique apportée dépend de l’épaisseur de la vitre rapportée, mais en grande partie de l’étanchéité à l’air de l’ensemble.
Cette solution peut être adoptée pour un surcroît d’isolement de quelques dB, mais le résultat final dépendra essentiellement du soin apporté à la pose (risque de buée entre les vitrages) et de la capacité de la fenêtre d’origine à supporter la surcharge tout en restant étanche à l’air.

Remplacer la fenêtre

Par rapport aux solutions précédentes, cette solution présente les meilleures garanties en ce qui concerne le renforcement acoustique.
Deux solutions sont possibles :

• remplacer la totalité de la fenêtre existante,
• conserver le dormant existant et installer une fenêtre de réhabilitation à profils d’adaptation.

La première solution, plus coûteuse, multiplie les interventions dans le logement (plâtre, peinture, tapisserie).
Pour la deuxième solution, il faut considérer l’état du dormant de l’ancienne menuiserie et les modifications d’éclairement (clair de jour réduit) et d’aspect des façades, induites par l’épaisseur plus importante des profils utilisés pour cette solution.

Réaliser une double fenêtre

La double fenêtre permet de répondre aux exigences acoustiques les plus importantes.
La performance acoustique est principalement déterminée par la distance séparant les deux vitrages et l’épaisseur du vitrage. La présence de matériaux absorbants, posés en tableau et en linteau, intervient également pour améliorer cette performance. Ce procédé assure une bonne désolidarisation mécanique entre les deux vitrages et corrige les éventuels défauts d’étanchéité (fuites acoustiques) de la première fenêtre.

Le mode d’ouverture de la fenêtre de doublage dépend de la position de la première fenêtre dans l’embrasure : coulissant, pour une pose au nu extérieur, à la française, pour une pose au nu intérieur.



Avantages :

• très bonne isolation acoustique (l’indice d’affaiblissement R peut atteindre 50 dB pour un espacement entre les deux fenêtres suffisamment important, proche de 250 mm),
• bonne isolation thermique,
• intervention conciliable avec des travaux d’isolation des murs par l’intérieur ou l’extérieur,
• facilité du traitement acoustique de l’entrée d’air.

Inconvénients :

• tendance à réduire l’éclairement des pièces,
• surface de nettoyage doublée et interventions délicates, si la menuiserie posée est coulissante,
• système généralement mal perçu par les occupants,
• problèmes de compatibilité avec la présence d’équipements (persiennes, stores, barres d’appuis, barreaux, ...).

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