isolation des toitures en tuiles et en ardoises aux bruits aériens

S
T
C
RATIQUE
m
a
e
P
C
g a z i n
ISOLATION DES TOITURES
EN TUILES ET EN ARDOISES
AUX BRUITS AÉRIENS
Bart Ingelaere, ir., chef de projet,
Une protection efficace du logement vis-à-vis des nuisandivision Physique du bâtiment & Climat
ces acoustiques, par le biais de la toiture et des façades, est
intérieur, CSTC
une exigence de plus en plus importante. Or, la toiture
inclinée, de par sa masse surfacique réduite, constitue bien souvent un point faible
dans l’isolation du bâtiment. Alors que, jadis, la toiture abritait le grenier, formant
ainsi un excellent tampon acoustique, aujourd’hui on y aménage généralement les
chambres à coucher. Dès lors, les locaux les plus sensibles aux bruits sont aussi
le plus souvent les moins bien protégés de la pollution acoustique extérieure.
1
OBJET DE LA
RECHERCHE
Cet article présente une évaluation d’une série de toitures à finition traditionnelle,
à l’exclusion des systèmes acoustiques de finition intérieure proposés par certaines firmes
spécialisées et assurant une bonne isolation aux
bruits aériens (1). Seuls les matériaux traditionnels ont servi de point de départ à notre
étude, dont l’objectif était d’aboutir à une optimisation acoustique de la toiture sans surcoût notable par rapport à une exécution traditionnelle. Pour ce faire, nous avons évalué l’impact de divers paramètres.
Les enseignements issus de l’étude paramétrique nous ont également permis d’envisager
l’amélioration (“rénovation”) acoustique de
toitures à parement intérieur existant. Plusieurs
solutions ont été testées; l’amélioration de l’isolation aux bruits aériens est précisée dans l’article.
Bien que l’étude paramétrique concerne les
complexes toitures traditionnels (pannes et
chevrons), les résultats peuvent s’appliquer,
sous certaines conditions, aux toitures à fermettes clouées. Enfin, nous examinerons brièvement l’isolation aux bruits aériens de toitures réalisées au moyen d’éléments autoportants.
Vu l’excellente applicabilité des résultats dans
la pratique, nous avons opté, dans un premier
temps, pour une approche relativement simple
de ceux-ci. Les phénomènes acoustiques ne
sont pas explicités dans le détail; les performances d’isolation aux bruits aériens ne sont
pas envisagées sous un angle spectral, mais
sont exprimées par une valeur à nombre unique représentée par l’indice de réduction du
niveau sonore Rw (2). La majeure partie de l’article est donc à la portée du lecteur non initié.
Les schémas permettent de comparer les performances acoustiques de plusieurs toitures.
Les données chiffrées ne sont pas des valeurs
absolues, mais indiquent l’amélioration des
performances (3). En effet, les niveaux d’isolation obtenus en laboratoire résultent de mesures basées sur une incidence sonore diffuse
(d’intensité similaire dans toutes les directions),
alors qu’en pratique, l’incidence sonore sur la
toiture sera non pas diffuse, mais orientée suivant une direction déterminée, ce qui peut entraîner une chute des performances d’isolation
aux bruits aériens. L’amélioration relative des
performances propres aux différentes toitures
sera néanmoins en grande partie conservée.
Les résultats indiquent l’amélioration de l’iso-
(1) Les performances de ces systèmes par rapport aux solutions proposées dans le présent article peuvent être évaluées sur la base de leur isolation globale aux bruits
aériens, qui peut s’exprimer par exemple au moyen de la valeur Rw(C;Ctr). Le gain d’isolation peut également être calculé approximativement par rapport à la toiture
de référence.
(2) Dans la nouvelle norme ISO 717-1, parue en décembre 1996, les performances sont exprimées par la valeur Rw accompagnée de deux termes de correction : Rw(C;Ctr).
Pour simplifier, nous n’avons gardé que la valeur Rw à l’exclusion des termes de correction. De plus amples informations à ce sujet seront publiées ultérieurement.
(3) Les valeurs surmontées d’un astérisque (par exemple : Rw = x + 14 (à 16) dB*) ne correspondent pas à des résultats de mesure, mais ont été obtenues par extrapolation.
Les mesures réelles ont été effectuées sur une toiture dont la finition intérieure, identique quant au matériau, est constituée de deux panneaux de plâtre enrobé de carton
(2 x 12,5 mm) au lieu d’un seul comme signalé dans les schémas. L’influence du panneau supplémentaire a ensuite été déduite des résultats de mesure. La vaste
campagne de mesures a démontré que l’ajout d’un second panneau entraînait un gain d’isolation acoustique de 3 à 5 dB.
ETE
1997
m
lation par rapport à l’isolation aux bruits aériens d’une toiture de référence sans finition
intérieure (figure 1A, p. 24). Pour cette dernière, les mesures de laboratoire (incidence
sonore multidirectionnelle à la source) donnaient un indice d’affaiblissement acoustique
Rw de 32 dB.
2
CADRE
NORMATIF
La norme NBN S 01-400
[1] recommande le niveau
d’isolation acoustique – des
façades notamment – en fonction des bruits
extérieurs. La norme NBN S 01-401 [2] définit, quant à elle, les valeurs limites des niveaux sonores en vue de prévenir l’inconfort
dans divers locaux, tels que les chambres à
coucher. Les dispositions qu’elle prévoit correspondent à l’isolation acoustique recommandée dans la norme NBN S 01-400.
3
ISOLATION AUX
BRUITS AERIENS DES
TOITURES EN TUILES
ET EN ARDOISES
Selon la nature et l’intensité des bruits extérieurs
(force et direction), la présence ou non de lucarnes et
d’orifices de ventilation, le
complexe toiture devra faire l’objet d’une étude
acoustique. Une bonne étanchéité à l’air est
indispensable, mais ne suffit pas. Ainsi, le placement d’une membrane synthétique améliore
l’étanchéité à l’air, mais pas nécessairement
l’isolation contre les bruits aériens. L’exigence
première d’une bonne isolation acoustique consiste à éviter les ponts phoniques au niveau
des éléments localement moins performants.
Si le projet est bien étudié, la masse surfacique
réduite de la toiture inclinée ne constitue pas
un obstacle insurmontable lorsqu’on veut assurer une isolation efficace vis-à-vis des bruits
aériens. Il convient donc d’exécuter la toiture
en plusieurs couches et de tirer le meilleur parti
de ce que l’on appelle l’effet acoustique de la
double paroi, qui dépend directement de la manière dont est conçue la finition intérieure.
L’ensemble ainsi réalisé pourra, s’il est bien
conçu, faire fonction de double paroi acoustique constituée, d’une part, des tuiles et des
panneaux de sous-toiture et, d’autre part, de la
finition intérieure.
La nature de la couverture (tuiles ou ardoises)
est secondaire. Une étude comparative a été
effectuée sur des toitures de structure identique mais comportant des couvertures différentes (tous les autres paramètres étant égaux par
ailleurs). Les couvertures testées se composaient de tuiles en terre cuite, de tuiles en béton et d’ardoises synthétiques. Les résultats
(exprimés par la valeur Rw) ont révélé un écart
d’à peine 2 dB, les meilleurs scores ayant été
atteints par les ardoises synthétiques.
La structure portante des toitures testées en
laboratoire est celle d’une toiture traditionnelle
constituées de pannes et de chevrons. Au § 6
(p. 27), nous commentons brièvement l’incidence qu’ont eu d’autres types de structure
portante sur les résultats (fermettes clouées,
éléments de toiture autoportants).
La figure 1A (p. 24) représente le schéma de
principe de la toiture de référence. Dans les
montages d’essai, celle-ci se composait de
pannes simulées d’une hauteur de 150 mm, de
chevrons de 85 mm, de panneaux de sous-toiture (d’une épaisseur de 3 mm et d’une masse
surfacique de 4,5 kg/m2), de contre-lattes, de
lattes et d’ardoises synthétiques (masse surfacique de 20,7 kg/m2, recouvrements inclus).
Les schémas étant représentés en coupe avec
l’isolation thermique, certains détails sont dissimulés par cette dernière et n’apparaissent
donc pas. C’est pourquoi certains croquis sont
scindés en deux (le long d’une diagonale en
double pointillé), la partie inférieure représentant la toiture sans isolation thermique.
4
FINITIONS
TRADITIONNELLES
Les schémas de la
figure 1 (p. 24 et
25) montrent comment on peut réaliser l’isolation aux bruits aériens de quelques
solutions traditionnelles. Si l’on confond souvent isolation thermique et isolation acoustique, le montage d’essai représenté à la figure 1B permettra de dissiper les doutes : le
gain minime de 2 dB montre en effet qu’il ne
suffit pas de placer un peu de laine minérale
sous la toiture de référence pour améliorer sensiblement l’isolation aux bruits aériens. Nous
verrons plus loin que l’insertion de laine minérale dans le creux d’un système à double paroi
(masse-ressort-masse) rend cette amélioration
possible.
La figure 1C illustre une finition traditionnelle
constituée par un voligeage apparent à la face
inférieure. Perpendiculairement aux chevrons
de la toiture de référence, on a appliqué un
lattage en bois (22 x 45 mm2) sur lequel on a
fixé une finition intérieure composée de planETE
1997
a
S
T
C
e
C
g a z i n
T
C
RATIQUE
m
ches en pin du Nord de 15 mm d’épaisseur,
assemblées par rainures et languettes. Le creux
est rempli de laine de verre (avec pare-vapeur)
sur une hauteur de 5 cm. Le gain plus élevé
(± 9 dB) ne résulte pas uniquement de l’augmentation de la masse de la toiture, mais surtout de l’effet de double paroi, créé, d’une part,
par la toiture de référence et, d’autre part, par
le voligeage. La fixation croisée des lattes sur
les chevrons assure une jonction moins rigide
des deux parois, ce qui renforce encore l’effet
précité.
Le remplacement du voligeage à la figure 1D
par des panneaux de plâtre enrobé de carton
(12,5 mm) fixés sur le lattage en bois donne
globalement le même résultat.
A la figure 1E, des panneaux de 9,5 mm
d’épaisseur (constitués d’une âme en plâtre
revêtue de carton de part et d’autre) ont été
fixés sur un lattage en bois; la face inférieure
des panneaux est parachevée au moyen d’un
enduit d’une épaisseur de 1 cm au moins. Le
gain enregistré par rapport à la toiture de référence se monte à environ 13 à 14 dB.
Dans le cas des finitions traditionnelles, l’augmentation de l’épaisseur de la couche de laine
minérale dans le creux permet d’améliorer
quelque peu l’isolation aux bruits aériens. L’influence de ce paramètre est étudiée dans la
suite du texte.
5
S
OPTIMISATION
ACOUSTIQUE DES
TOITURES EN TUILES
ET EN ARDOISES
L’étude vise à réaliser une
protection acoustique optimale au moyen de matériaux traditionnels, sans
surcoût notable par rapport
aux solutions traditionnelles. La finition intérieure et le choix de l’isolation thermique
jouent à cet égard un rôle important.
Une différence essentielle avec les réalisations
traditionnelles réside dans l’emploi de profilés
métalliques légers sur lesquels on applique la
finition intérieure et qui remplissent la même
fonction structurelle que le lattage en bois des
ouvrages traditionnels. Sans entrer dans les détails, on peut affirmer que cette solution offre
un grand nombre d’avantages au point de vue
acoustique.
Nous avons également tenu compte de l’option architecturale qui consiste à laisser les
pannes apparentes, que ce soit pour des raisons esthétiques ou pour limiter la perte d’espace en hauteur. Dans ce cas, la finition inté-
a
e
P
C
g a z i n
rieure est intégrée entre les pannes, qui restent
alors partiellement visibles. Les différents
montages testés qui répondaient à ces critères
sont illustrés à la figure 2. La figure 3 représente, quant à elle, la situation dans laquelle
les pannes ne sont pas apparentes.
Prenons le cas d’une finition entre les pannes,
comme par exemple celui de la figure 2A, qui
représente la réalisation la plus simple : sous
la toiture de référence, on a appliqué une finition intérieure constituée par des panneaux de
plâtre enrobé de carton, fixés sur une structure
portante en profilés métalliques légers. Sur les
pannes sont ancrés des cadres dans lesquels se
glissent et se fixent d’autres profilés faisant
office de montants entièrement désolidarisés
des chevrons. Les panneaux de plâtre enrobé
de carton (12,5 mm) sont ensuite vissés sur ces
“montants”. Pour le montage et le nombre de
points de fixation des panneaux, on se conformera aux instructions du fabricant. En laboratoire, les montages testés comprenaient un
creux d’une hauteur de 150 mm entre la finition intérieure et les panneaux de sous-toiture.
Bien que le schéma de la figure 2A, dépourvu
d’isolation thermique, représente une situation
peu réaliste, il permet néanmoins d’évaluer
l’incidence d’un certain nombre de paramètres
sur l’isolation aux bruits aériens.
La figure 3A illustre la méthode la plus simple
pour réaliser une finition sous les pannes. Le
parement intérieur est constitué, ici aussi, de
panneaux de plâtre enrobé de carton de
12,5 mm, vissés dans une structure portante
(désolidarisante) en profilés métalliques légers
telle que décrite ci-dessus. Dans ce cas-ci, toutefois, il est recommandé de positionner les
cadres de façon à ce que les panneaux de plâtre ne soient pas en contact avec le dessous des
pannes. En laboratoire, ce montage s’est traduit par un creux d’une hauteur de 250 mm
entre les panneaux de sous-toiture et les plaques de plâtre.
A partir de ces deux options (finition sous les
pannes ou entre celles-ci), nous avons testé
une série de variantes, dans le but d’étudier les
paramètres influençant les performances d’isolation aux bruits aériens. Les principaux facteurs d’influence sont la nature et l’épaisseur
de la couche d’isolation thermique, la nature
et la masse surfacique de la finition intérieure
apparente (panneaux, voligeage) et, surtout, le
mode de fixation plus ou moins antivibratile
(désolidarisation) de cette dernière sur la structure de la toiture.
(suite en p. 26)
ETE
1997
ETE
1997
de
n e
io éell
t
a
nt n r
se tio
é
a
pr tu
re si
la
n
tio
ta tion s
n
e la an
és so d
pr i e x
re ans iqu reu
s rm c
e
th le
ge
av
ec
et
Rw = x + 2 dB
50
Rw = x dB
n
tio
ta tion s
n
e la an
és so d
pr s i ue ux
e
r an iq re
s rm c
e
th le
C
0
0
15
0
Rw = x + 23 dB
50 0
5
Rw = x + 21 à 23 dB*
de
n e
it o éell
a
nt n r
se tio
é
pr tua
re si
la
15
50
Rw = x + 14 à 16 dB*
de
n e
io éell
t
a
nt n r
se tio
é
a
pr tu
re si
la
15
AAAAA
AAA
AAAAA
AAA
AAAAA
AAA
AAAAA
AA
A
AA
AA
AAAAA
AAAAA
AAA
AAAAA
AAA
AAAAA
AAA
AAAAA
AA
A
AA
AA
AAAA
AAAA
AAA
AAAA
AAA
AAAAA
AAAA
AA
n
tio
ta tion s
n
e la an
és so d
pr i e x
re ans iqu reu
s rm c
e
th le
B
A
C
n
tio
ta tion s
n
e la an
és so d
pr s i ue ux
e
r an iq re
s rm c
e
th le
B
de
n e
it o éell
a
nt n r
se tio
é
pr tua
re si
la
0
25
0
0
Rw = x + 22 dB
45
25
Rw = x + 26 dB
45
50 0
5
Rw = x + 17 à 19 dB*
45
25
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAA
AAAAA
AAAA
AAAAA
AAAA
AAAA
AAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
A
Fig. 3 Isolation aux bruits aériens obtenue
lorsque la finition se situe sous les pannes.
e
a
Rw = x + 9 dB
ge
ea es s
g
li r te
vo inu uet
ra ng
la
AAAAA
AAAA
AAAAA
AAAA
AAAAA
AAAA
AAAAA
AA
AAAA
AA
C
de
n e
io éell
t
ta r
en on
és ati
r
p tu
re si
la
en
tre
r
p
ha
dé a c
l
e
rté de
po tre
la au
d
en
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAA
AAAA
AAAA
AAAA
AAAA
n
tio
ta tion s
n
n
se la a
ré iso e d x
p
re ans iqu reu
s rm c
e
th le
B
A
Fig. 2 Isolation aux bruits aériens obtenue
lorsque la finition est insérée entre les pannes.
m
Fig. 1 Isolation aux bruits aériens dans le cas
d’une finition traditionnelle.
C
S
T
C
g a z i n
de
n e
io éell
t
ta r
en on
és ati
r
p tu
re si
la
ETE
Rw = x + 14 dB
n
rto
ca vec t
de t) a dui ain
ue por ’en a m
q
a p d l
pl (su m à
c é
1 liqu
p
p
a
50
AAAA
AAAA
AAA
AAAA
AAA
AAAAA
AAAA
AA
AAAA
n
tio
ta tion s
n
n
se la a
ré iso e d x
p
re ans iqu reu
s rm c
e
th le
E
Rw = x + 9 dB
re
ât n
pl rto
de ca
ue de
q
é
a
pl rob
en
50
AAAA
AAA
AAAA
AAA
AAAA
AAA
AAAAA
AAAA
AA
n
tio
ta tion s
n
a
an
se l
ré iso e d x
p
u
s
re an iq reu
s rm c
e
th le
de
n e
io éell
t
ta r
en on
és ati
r
p tu
re si
la
1997
n
tio
ta tion s
n
n
se la a
ré iso e d x
p
re ans iqu reu
s rm c
e
th le
F
n
tio
ta tion s
n
n
se la a
ré iso e d x
p
u
s
re an iq reu
s rm c
e
th le
E
0
0
15
0
Rw = x + 18 dB
S
EP
10
50 0
5
Rw = x + 28 dB
de
n e
io éell
t
ta r
en on
és ati
r
p tu
re si
la
15
50 0
5 0
5
0
Rw = x + 25 à 27 dB*
de
n e
io éell
t
ta r
en on
és ati
r
p tu
re si
la
15
de
n e
io éell
t
ta r
en on
és ati
r
p tu
re si
la
AAAA
AAAA
AAA
AAAA
AAA
AAAA
AA
A
AA
AA
AAAA
AAAA
AAA
AAAA
AAA
AAAA
AAA
AAAA
AA
AAAA
AAAA
AAA
AAAA
AAA
AAAA
AAA
AAAA
AA
AA
n
tio
ta tion s
n
a
an
se l
ré iso e d x
p
u
s
re an iq reu
s rm c
e
th le
D
0
25
de
n e
io éell
t
ta r
en on
és ati
r
p tu
re si
la
45
Rw = x + 29 dB
50 0
5
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
n
tio
ta tion s
n
a
an
se l
ré iso e d x
p
u
s
re an iq reu
s rm c
e
th le
D
m
D
a
e
P
C
S
T
C
RATIQUE
g a z i n
5.1
m
(suite de la p.23)
RACCORD DU PAREMENT INTERIEUR
A LA TOITURE DE REFERENCE
On peut améliorer l’isolation aux bruits aériens par une fixation antivibratile de la finition intérieure à la toiture (cf. la solution traditionnelle de la fig. 1D et la suspension par le
biais de profilés métalliques légers à la fig. 2B).
Pour ce faire, on peut fixer l’ensemble sur un
cadre distinct en profilés métalliques légers ou
fixer des profilés similaires à la toiture existante au moyen de crochets spéciaux. Les fabricants de plaques de plâtre enrobé de carton
proposent à cet effet diverses solutions. Ce
n’est pas la légère augmentation de la hauteur
du creux à la fig. 2B par rapport à la fig. 1D
(± 30 mm) qui explique le gain de 12 à 14 dB,
mais bien la suspension de la finition.
Si l’on opte pour la finition entre les pannes, il
convient de respecter une distance minimale
entre ces dernières pour obtenir le même gain
que ci-dessus. Celui-ci n’est pas équivalent
pour tous les types de toitures, mais dépend de
l’inclinaison du toit, de son exposition (vent,
neige, ...), de la distance des fermettes aux murs
et du poids de la couverture. Plus les pannes
sont distantes les unes des autres, moins il y a
de contact entre les deux ensembles du système à double paroi (toiture de référence/finition intérieure). Si l’écartement est trop faible
(< 1,20 m), les résultats peuvent être moins
bons que précédemment. Il est donc recommandé, pour des raisons pratiques, de réaliser
la finition sous les pannes en prévoyant une
structure portante en profilés métalliques légers, étudiée de façon à minimiser le contact.
L’utilisation d’un isolant thermique rigide
(mousse synthétique dure, par exemple) ne formant pas de contact rigide entre le parement
intérieur et extérieur aura un effet négligeable,
voire légèrement négatif sur l’isolation acoustique par rapport à la situation sans isolant thermique. L’existence d’un contact rigide réduira
fortement l’isolation aux bruits aériens (voir
également § 6.2). Par rapport à une couche de
laine minérale de même épaisseur, l’isolation
acoustique se révèle beaucoup plus faible (jusqu’à 10 dB, comparaison des valeurs Rw des
schémas 2E et 2F, p. 25).
Hormis ces considérations, il convient bien
entendu de ne pas perdre de vue les autres
aspects physiques de l’ouvrage (pare-vapeur
notamment).
5.3
HAUTEUR DU CREUX
Considérons d’abord le cas d’un isolant en
laine minérale (laine de verre ou de roche).
Lors de l’examen des solutions traditionnelles,
nous avons vu que le simple fait de poser de la
laine minérale sous la structure de base n’améliorait guère l’isolation acoustique. Par contre,
l’utilisation de cet isolant dans le creux d’un
système à double paroi (masse-ressort-masse)
entraîne un gain acoustique non négligeable.
Lorsque la finition s’effectue sous les pannes,
la hauteur du creux est nettement plus grande
que dans le cas d’une finition entre les pannes.
Dans les montages d’essai, la hauteur du creux
s’élevait à 10 cm. Si on augmente l’espace
entre le parement extérieur et intérieur de
150 mm (finition entre les pannes) à 250 mm
(finition sous les pannes), on enregistre un gain
réduit de 1 à 3 dB. La comparaison des gains
d’isolation aux bruits aériens obtenus en 2C et
en 3B permet de mieux comprendre le phénomène. Les deux montages se composent d’un
isolant thermique en laine minérale de 10 cm,
d’une finition intérieure constituée par un seul
panneau de plâtre enrobé de carton de 12,5 mm
et d’une structure portante en profilés métalliques légers. Bien qu’en situation réelle, les
détails d’assemblage avec les pannes puissent
exercer une influence, le seul paramètre différent en laboratoire était la hauteur du creux.
On aboutira au même résultat en comparant
les gains d’isolation des montages 2E et 3D
(analogues aux deux précédents, exception
faite du double panneau de plâtre enrobé de
carton) par rapport à la toiture de référence.
Les montages illustrés dans les schémas 2A et
2B sont identiques en tout point, excepté la
couche de laine minérale de 5 cm (avec pare-
Les risques liés aux raccords défectueux entre
les panneaux et les pannes (ponts acoustiques)
ainsi qu’à d’éventuelles liaisons structurelles
Il existe sur le marché d’autres systèmes que
les profilés métalliques légers, qui assurent une
bonne désolidarisation de la toiture et du parement intérieur (montants à ressort, par ex.).
5.2
vapeur) du schéma 2B. Le gain d’isolation est
d’environ + 7 dB (comparaison des valeurs
Rw) pour les 50 premiers mm d’épaisseur et de
± 2 à 3 dB (comparaison des valeurs Rw) par
tranche supplémentaire de 50 mm (cf. fig. 2B
et 2C / fig. 2C et 2D). La densité de la laine
minérale n’a aucune importance à cet égard.
ISOLATION THERMIQUE
ETE
1997
a
S
T
C
e
C
g a z i n
Si l’on opte néanmoins pour cette solution, il
est toujours plus intéressant d’utiliser une double rangée de panneaux plutôt que des plaques
plus lourdes (par exemple, deux panneaux de
9 mm d’épaisseur au lieu d’un seul panneau de
18 mm). La plus grande rigidité des panneaux
lourds peut diminuer l’isolation aux bruits aériens (localisation de la fréquence limite, importance des assemblages continus, ...).
6
TOITURES A FERMETTES
CLOUEES ET A ELEMENTS
AUTOPORTANTS
a
C
g a z i n
FERMETTES CLOUÉES
6.1
La hauteur de poutre des fermettes clouées est
fonction de l’inclinaison de la toiture, de son
exposition et du poids de la couverture par m2.
On emploie couramment des hauteurs de 120,
150 ou 180 mm. La hauteur de l’espace entre
les panneaux de finition intérieure et les panneaux de toiture est donc comparable à celle
des montages d’essai.
Une désolidarisation judicieuse du parement
intérieur (notamment en fixant des cadres perpendiculairement aux fermettes clouées et en
évitant tout contact entre ces dernières et les
montants) conduira à des résultats identiques
(influence des paramètres) à ceux commentés
dans le cas d’une finition sous les pannes.
AAAAAA
AAAAAA
AAAAAA
AAAAAA
AAAAAA
AAAAAA
AAAAAA
AAAAAA
AAAAAA
AAAAAA
ns
sa ue
n
tio iq
ta rm x
en the creu
s
n
é
pr tio le
re ola ns
is da
TYPE DE SURFACE DE LA FINITION
INTERIEURE
Parmi les finitions traditionnelles (lattes en bois
perpendiculaires aux chevrons), l’application
manuelle de l’enduit sur les plaques de plâtre
minces donnait des performances supérieures
d’environ 4 à 5 dB par rapport au voligeage
(15 mm, pin du Nord, assemblage à rainure et
languette) ou à l’unique couche de plaques en
plâtre enrobé de carton. L’étude paramétrique
envisageait uniquement le recours aux plaques
de plâtre enrobé de carton. Si l’utilisation d’un
voligeage sur une structure en profilés métalliques légers semble peu réaliste, il existe cependant sur le marché des systèmes de désolidarisation à profilés en bois (montants à ressort, par ex.) qui permettent cette réalisation.
De même, il est possible d’enduire un “support” (plaques minces de plâtre enrobé de carton) que l’on fixe sur une structure analogue.
Dans ce cas, l’amélioration de l’isolation aux
bruits aériens résultera essentiellement de
l’augmentation de la masse surfacique par rapport à la solution comportant une seule couche
de plaques de plâtre (on se retrouve donc dans
la situation décrite au point précédent).
m
NOMBRE DE PLAQUES DE PLATRE
Une légère amélioration est obtenue lorsque la
masse surfacique du panneau de finition intérieure augmente. Elle reste toutefois marginale
si l’on considère sa rentabilité par rapport à la
laine minérale. Pour un doublement de la masse
surfacique, le gain d’isolation acoustique se
limite à ± 3 à 5 dB (cf. les performances des
schémas 2C-2E, 3A-3B et 3B-3D).
5.5
T
RATIQUE
produites par les pannes (ce qui réduit l’effet
de double paroi) seront toutefois nettement plus
importants avec une finition entre les pannes
qu’avec une finition sous les pannes. En pratique, ce n’est donc pas tant la hauteur du creux,
mais bien les facteurs précités qui induisent de
meilleures performances lorsque la finition de
toiture traditionnelle se situe sous les pannes.
5.4
S
e
P
C
6.2
de
ion elle
t
a ré
nt
se on
ré uati
p
re sit
la
0
15
ELEMENTS DE TOITURE
AUTOPORTANTS
Une toiture reposant sur des panneaux sandwich dotés d’un isolant thermique rigide et
d’une faible masse surfacique peut donner lieu
à des problèmes acoustiques. La structure de
base, même dans un environnement calme, ne
suffira pas à garantir le confort acoustique.
L’emploi d’un isolant thermique rigide neutralise pratiquement l’effet de double paroi et
l’isolation aux bruits aériens est régie par la loi
de masse. Son faible poids détermine, en basses fréquences, une isolation acoustique médiocre qui n’augmente quasiment pas dans une
grande part du domaine de fréquence propre à
la construction et ce, en raison du large plateau
de coïncidence (rigidité élevée dans la direction portante – faible coïncidence – et rigidité
décroissante dans les autres directions).
ETE
1997
Fig. 4 Isolation
acoustique d’une
toiture à fermettes
clouées.
m
Il faut donc prévoir une finition acoustique
supplémentaire basée sur les principes énoncés ci-avant. La plupart des producteurs proposent des solutions alternatives pour les environnements bruyants.
7
RÉNOVATION
ACOUSTIQUE
Le schéma 5A est une variante “rénovée” (sur le
plan acoustique) de la
structure illustrée à la figure 1D. Une plaque
de plâtre enrobé de carton a été fixée sur une
ossature en profilés métalliques légers (même
montage que précédemment). Le creux n’a que
5 cm de hauteur et est rempli de laine minérale. L’amélioration de l’isolation aux bruits
aériens s’élève à 21 dB (comparaison des valeurs Rw) par rapport à la toiture de référence,
et à 12 dB par rapport à la structure existante
de la figure 1D.
Une rénovation comportant une nouvelle finition intérieure sous les pannes (figure 5B) se
traduit par une amélioration de 14 dB par rapport à la structure initiale.
Une fois encore, il sera plus simple, en pratique, d’obtenir cette amélioration substantielle
de l’isolation en posant une nouvelle finition
intérieure sous les pannes (meilleure désolidarisation).
Fig. 5
Rénovation
acoustique d’une
toiture avec
finition intérieure
existante.
AAAAAA
AAAAAA
AAAAA
AAAA
AAAAAA
AAAAA
AAAA
AAAAAA
AAAAA
AAAA
AAAAAA
AAAAA
AAA
AA
AAA
AA
AAAAAA
AAAAAA
AAAA
AAAAA
AAAAAA
AAAA
AAAAA
AAAAAA
AAAA
AA
AAAAA
AAAAAA
AA
AAAAA
AAAAA
A
ns
sa ue
ion miq
t
x
ta r
en the reu
és ion le c
r
p t
re ola ns
is da
de
ion elle
t
a ré
nt
se on
ré uati
p
re sit
la
ns
sa
n ique
o
i
at m
nt er ux
se n th cre
é
pr tio le
re ola ns
is da
Dans un environnement très bruyant, le remplacement de la tabatière par une fenêtre dans
le mur pignon peut se révéler intéressant (pour
autant que cette option soit réalisable). L’emploi de doubles châssis comportant un grand
espace entre les deux vitrages conduit à une
isolation élevée contre les bruits aériens, si bien
que le confort s’en trouve globalement accru.
La prudence est de mise quant aux valeurs absolues d’isolation aux bruits aériens, telles que
nous les avons obtenues en laboratoire. Dans
la réalité, l’isolation aux bruits aériens sera potentiellement moindre, étant donné que l’intensité acoustique sur la toiture et la pression
acoustique réalisées en laboratoire (champ sonore diffus) diffèrent des conditions réelles
(proches de celles d’un site ouvert). En outre,
les bruits sont généralement obliques, ce qui
peut entraîner une nouvelle atténuation.
Soulignons enfin que d’autres solutions que
celles étudiées ici peuvent être envisagées. Il
existe sur le marché des systèmes de suspension acoustiques pour panneaux de finition
intérieure ainsi que des solutions intégrées. ■
7
10
85
45
B
C
Une conception
judicieuse et
une mise en
œuvre correcte garantissent une excellente isolation des toitures inclinées en tuiles et en ardoises contre les bruits aériens. Toutefois, son
niveau maximum possible dépendra de la présence éventuelle d’orifices de ventilation et de
lucarnes. Ces dernières perturbent en effet la
désolidarisation du parement intérieur et de la
structure de base. De plus, l’isolation du verre
contre les bruits aériens est elle-même limitée.
ONCLUSION
de
ion lle
at rée
t
en n
és tio
pr itua
e
r s
la
7
10
85
45
BIBLIOGRAPHIE
NBN S 01-400 Acoustique. Critères de
1
|’isolation acoustique. Bruxelles, IBN, 1977.
Institut belge de normalisation
belge de normalisation
2 Institut
NBN S 01-401 Acoustique. Valeurs limites des niveaux de bruit en vue d’éviter l’inconfort dans les bâtiments. Bruxelles, IBN,
2e édition, 1987.
internationale de normalisa3 Organisation
tion
EN ISO 717-1 Acoustics. Rating of sound insulation in buildings and of building elements.
Part 1 : Airborne sound insulation. Genève,
ISO, 1996.
ETE
1997
a
S
T
C
e
C
g a z i n