L`affaiblissement acoustique des cloisons fermacell en comparaison

Institut pour l’acoustique
Kühn + Blickle
6314 Unterägeri
Gewerbestrasse 9b
Téléphone 041 750 22 23
Fax 041 750 52 33
L’affaiblissement acoustique
des cloisons Fermacell
en comparaison
Traduit de l’allemand par Frédéric Pasquier
Nous avons
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Fermacell SàrlGmbH
Suisse
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L’étude
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avantages
bicouches
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lescloisons
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fonction de
cité.
est également cité.
Unterägeri,
Unterägeri, Mai
Mai2000
2000
Beat Kühn
Kühn
Acousticien dipl.
Acousticien
dipl.SGA
SGA
Rudolf Blickle
Rudolf
Blickle
Acousticien dipl.
Acousticien
dipl.SGA
SGA
Eléments de construction bicouches
Avec les compositions monocouches, des valeurs d’affaiblissement acoustique élevées ne peuvent être obtenues qu’avec de très grandes masses. Des affaiblissements acoustiques considérablement plus élevés sont
réalisables avec les compositions bicouches. Le comportement technique de l’acoustique des compositions
bicouches est très simple à comprendre lorsqu’on se
représente les revêtements comme deux masses reliées entre elles par un ressort (couche d’air ou d’isolation). La cloison représente un système de vibrations,
qui produit une fréquence de résonance (fr).
La courbe d’affaiblissement acoustique d’une cloison bicouche – en comparaison avec une cloison monocouche de masse identique – est à peu près la même
en-dessous de la fréquence de résonance ; dans ses environs il se produit une altération de l’affaiblissement
phonique.
Seul au-dessus de la fréquence de résonance se produit
une amélioration. Cette fréquence d’une cloison bicouche devrait donc se trouver en-dessous de 100 Hz
(plage de l’acoustique de la construction 100 à 3 150
Hz), ainsi une augmentation de l’affaiblissement acoustique est atteinte (voir également la figure 2).
Eléments de construction monocouches
L’affaiblissement acoustique d’un élément de construction dense, monocouche et homogène dépend en première ligne de la masse surfacique (kg/m2). La figure 1
représente l’indice d’affaiblissement acoustique apparent pondéré R’w en fonction de la masse surfacique. Il
en ressort que l’affaiblissement acoustique n’augmente
quasiment plus entre 8 kg/m2 et 30 kg/m2 . La ligne traitillée n’est valable que pour des matériaux très souples
comme les tôles minces, les matelas en caoutchouc,
les tôles en plomb, etc. En plus de la masse de l’élément, les caractéristiques élastiques (rigidité) et la
perte par frottement intérieur (amortissement) jouent
un rôle décisif. La raison pour laquelle, avec les matériaux de construction usuels, l’affaiblissement acoustique n’augmente quasiment plus dans la plage citée est
la suivante: plus un matériau de construction est dense,
plus il devient ridige. Et un matériau rigide transmet plus
les sons.
2
Indice d’affaiblissement acoustique apparent pondéré R’W
De quoi l’affaiblissement
acoustique d’un élément de
construction est-elle dépendante ?
Indice de protection au son aérien LSM
Introduction
Kg/m2
Masse surfacique m2
1
Indice d’affaiblissement acoustique apparent pondéré R’w en fonction de la
masse surfacique m’ d’un élément de construction monocouche. La ligne
traitillée est valable pour les plaques de rigidité particulièrement faible.
Remarque : La courbe n’a de valeur que pour les éléments qui présentent
une certaine dilatation. D’autres règles prévalent pour les bandes et les
petites surfaces.
18
dB
/
oc
tav
e
Indice d’affaiblissement acoustique R
Loi
de
m
e
ass
tave
/oc
6dB
B peut aussi être une liaison latérale et ne doit pas être,
comme montré, un poteau.
En principe, plus la liaison du revêtement est ferme,
plus l’affaiblissement acoustique est faible. L’influence
de la liaison latérale d’un élément de cloison bicouche
est présentée à la figure 4.
La différence entre une liaison légèrement élastique et
une liaison ferme peut sans autre se monter à 6 dB. Les
profilés C en tôle mince sont comptés comme des liaisons légèrement élastiques. Une sous-construction en
bois devrait être pourvue d’un lattage perpendiculaire
de façon à ce que des valeurs d’affaiblissement acoustique similaires soient atteintes.
Fréquence fr
2
Courbe d’affaiblissement acoustique de principe d’une cloison bicouche. Audessus de la fréquence de résonance fr , l’affaiblissement acoustique, avec
la fréquence, augmente de façon considérablement plus prononcée que
dans le cas d’une cloison monocouche de masse identique. La ligne traitillée
représente l’évolution de l’affaiblissement acoustique d’une cloison monocouche de masse identique.
Les points suivants sont d’une grande signification pour
l’affaiblissement acoustique des cloisons bicouches :
– Masse des revêtements
– Distance entre revêtements
– Liaison entre revêtements
– Amortissement dans l’espace vide
3
Chemins de transmission phonique à travers une cloison bicouche (sans les
chemins latéraux). Chemin A : transmission par l’espace creux de la cloison ;
chemin B : transmission par la liaison des revêtements.
La masse des revêtements devrait être la plus élevée
possible. En outre, le revêtement devrait être le plus
souple possible. Si l’on compare le plâtre cartonné et le
plâtre armé de fibres, il en résulte un net avantage en
faveur du plâtre armé de fibres. (Densité du plâtre cartonné : env. 0.85 g/cm3 ; densité du plâtre armé de
fibres : env. 1,2 g/cm3 .)
La distance entre les revêtements devrait être la plus
élevée possible. Ceci a néanmoins des limites. A partir
de 1,5 m env. de distance, l’affaiblissement phonique
maximal est atteint. Il se monte à la somme des deux
revêtements. Le rapport entre la distance qui sépare les
revêtements et la masse est inversément proportionnel, c’est-à-dire que pour un même affaiblissement
acoustique, la masse peut être deux fois plus faible si
la distance entre revêtements est doublée.
L’influence de la liaison entre revêtements n’est pas
à sous-estimer. La figure 3 présente les chemins de
transmission du son d’une cloison bicouche. Le chemin
Indice d’affaiblissement acoustique R
A propos de chaque point :
Fréquence
4
Influence, sur l’affaiblissement acoustique, de la liaison des éléments d’une
cloison bicouche : courbe a) liaison par une ossature traversante ; courbe b)
liaison par des pièces de bois ; courbe c) liaison légèrement élastique.
3
Des revêtements d’épaisseurs
différentes sont-ils adéquats ?
Indice d’affaiblissement acoustique
Les auteurs sont conscients qu’il est écrit dans presque
tous les manuels d’acoustique que l’on devrait utiliser
des revêtements d’épaisseurs différentes dans les
compositions de cloisons bicouches car ceux-ci sont
d’un point de vue acoustique sensiblement plus favorables. Depuis quelques temps, nous nous posions cependant la question : dans quelle proportion (en fonction de la valeur R’w) les revêtements d’épaisseurs différentes sont-ils plus favorables ? Une cloison bicouche
composée de plâtre cartonné de même épaisseur supplée à notre démonstration.
Les relations avec les murs doubles, les vitrages
doubles, etc. ont bien entendu été testés, les résultats
sont identiques.
A la fréquence limite apparaît un affaiblissement minimum. A cette fréquence, un revêtement – en raison de
rapports physiques qui ne seront pas développés plus
en détail ici – transmet une énergie sonore accrue. Plus
un revêtement est rigide, plus sa fréquence limite est
haute. La fréquence limite des plaques de plâtre cartonné et des plaques de plâtre armé de fibres se situe
Fréquence
Influence de l’amortissement dans l’espace creux d’une cloison de séparation bicouche composée de 2 plaques de plâtre cartonné de 12,5 mm
d’épaisseur.
courbe a : espace vide
courbe b : laine minérale dans les profilés latéraux
courbe c : vide complétement rempli de laine minérale
courbe d : en comparaison, la plaque de plâtre cartonné simple
Pour réaliser l’amortissement dans le vide, les feutres
en fibres minérales d’une densité de 30 à 70 kg/m3 sont
les plus appropriés. Cependant, l’espace vide ne doit
pas être entièrement rempli (voir figure 5). Dans la pratique, un remplissage de 70 % de l’épaisseur et de 80
% de la surface du vide s’avère suffisant, pour autant
qu’aucune exigence d’isolation thermique ne soit requise. Il n’est donc pas nécessaire de pourvoir à chaque
petite pièce manquante comme cela se voit dans la pratique. La différence d’affaiblissement acoustique est à
peine mesurable et absolument pas audible.
4
Indice d’affaiblissement acoustique R
5
Fréquence f
6
Hz
courbe de l’affaiblissement acoustique d’une cloison bicouche
dans la plage de l’acoustique de la construction. Plus
une plaque (de matériau identique) est dense, plus sa
fréquence limite est basse. La figure 6 présente la
courbe d’affaiblissement acoustique d’une cloison de
séparation bicouche composée de plaques de plâtre
cartonné de 9,5 mm d’épaisseur.
La percée de l’affaiblissement phonique dans le domaine de la fréquence limite est considérable. Il est nécessaire, par l’utilisation de revêtements d’épaisseurs
différentes, de diminuer cette percée. Les revêtements
d’épaisseurs différentes ont des fréquences limites différentes et ainsi deux points de percée qui par contre
sont moins fortement prononcés. Si l’on prend la
moyenne de toutes les fréquences, il en résulte effectivement de meilleures valeurs. Cette valeur moyenne
Rm n’est par contre plus d’actualité et à été remplacée
par l’indice d’affaiblissement acoustique apparent pondéré R’w qui est bien plus réaliste. En outre, une courbe
normée est placée contre la courbe mesurée de façon
à ce que la divergence se trouve dans un domaine de
tolérance. La position de la courbe normée, prise à 500
Hz, donne la valeur R’w. Sur la figure 6, le fait que la divergence se trouve principalement dans la plage inférieure est visible (zone hachurée, figure 6). Cela signifie
que dans la pratique, il est plus adéquat d’utiliser deux
revêtements d’épaisseurs identiques mais de masse
surfacique plus élevée.
Quels avantages ont les plaques de
plâtre armé de fibres Fermacell ?
L’avantage repose sur sa masse surfacique élevée. Il
ressort de l’exposé ci-dessus que la masse des revêtements représente un facteur d’influence important. Cet
avantage est démontré à l’aide d’exemple concret.
Exigences d’isolation acoustique
Les valeurs d’affaiblissement acoustique des cloisons
séparant deux unités d’utilisation différente doivent
d’abord être obtenues selon la norme SIA. Elles dépendent du type d’utilisation ainsi que de la sensibilité. De
même, le volume du local et la surface de séparation
sont à considérer. Une description détaillée se trouve
dans la norme SIA 181 « Protection contre le bruit dans
le bâtiment ». Dans la tabelle suivante, quelques points
de repères sont données de façon à savoir à quel niveau, en moyenne, l’affaiblissement acoustique exigé
est fixé pour qu’une utilisation exempte de dérangement soit garantie.
Parties de construction/type d’utilisation
du local
Cloisons entre bureaux
Cloisons entre bureaux et couloirs
Cloisons à l’ntérieur d’un appartement ou
d’une maison familiale
Cloisons entre salles de classe
Cloisons entre chambres d’hôtels et
chambres d’hôpitaux
Cloisons entre appartements
Cloisons entre maisons familiales
juxtaposées
Cloisons entre appartements et locaux
industriels, restaurants, etc.
Sollicitation
normale
Sollicitation
élevée
R’w
40 dB
40 dB
42 dB
R’w
48 dB
48 dB
48 dB
45 dB
50 dB
52 dB
55 dB
55 dB
65 dB*
–
70 dB*
65 dB*
70 dB*
* Pour obtenir des valeurs d’affaiblissement acoustique de cette ordre, des propositions globales de compositions ne peuvent être faites. Dans ce cas, les parties de construction doivent être bien définies les unes par rapport aux autres. Il est absolument nécessaire de
mandater un bureau d’ingénieur en acoustique.
5
Cloison de séparation avec R’w = 42 dB
Cloison Fermacell 1S15
Epaisseur de la cloison :
Revêtement :
Sous-construction :
Amortissement
dans l’espace vide :
Masse surfacique :
100 mm
12,5 mm FC par côté
profilés métalliques
aucun
32 kg/m2
Compositions comparables
Mur en briques
brique terre cuite de
7,5 cm
crépi des deux côtés
Cloison bicouche en
plâtre cartonné
Cloison en carreaux de
plâtre plein
10 cm de plâtre plein
aucune proposition
R’w = 42 dB
R’w = 40 dB
Masse surfacique :
130 kg/m2
Masse surfacique :
100 kg/m2
6
*Valeur d’affaiblissement acoustique
selon la DIN 4109,
Beiblatt 1, Tab. 23 :
selon les dernières
connaissances, ces
valeurs ne sont plus
atteintes.
Cloison de séparation avec R’w = 52 dB
Cloison Fermacell 1S11
Epaisseur de la cloison :
Revêtement :
Sous-construction :
Amortissement
dans l’espace vide :
Masse surfacique :
100 mm
12,5 mm FC par côté
profilés métalliques
60 mm laine minérale
à 20 kg/m3
34 kg/m2
Compositions comparables
Mur en briques
brique terre cuite de
22,5 cm
crépi des deux côtés
Cloison bicouche en
plâtre cartonné
avec 2 12.5 mm
de plaques de plâtre
cartonné par côté
Cloison en carreaux de
plâtre plein
composition double
R’w = 52 dB
R’w = 51 dB*
R’w = 52 dB
Masse surfacique :
305 kg/m2
Masse surfacique :
52 kg/m2
Masse surfacique :
103 kg/m2
*Valeur d’affaiblissement acoustique
selon la DIN 4109,
Beiblatt 1, Tab. 23 :
selon les dernières
connaissances, ces
valeurs ne sont plus
atteintes.
7
Cloison de séparation avec R’w = 55 dB
Cloison Fermacell 1S31
Epaisseur de la cloison :
Revêtement :
Sous-construction :
Amortissement
dans l’espace vide :
kg/m3
Masse surfacique :
120 mm
12,5 + 10 mm FC par côté
profilés métalliques
50 mm laine minérale à 20
58 kg/m2
Compositions comparables
Cloison bicouche en
plâtre cartonné
avec 2 12,5 mm de
plaques de plâtre cartonné par côté
Cloison en carreaux de
plâtre plein
composition double
* Valeur d’affaiblissement acoustique selon
la DIN 4109, Beiblatt
1,Tab. 23 : selon les
dernières connaissances, ces valeurs ne
sont plus atteintes.
CH / 05.14 / A & F / 1500 fr
Mur en briques
brique terre cuite de
2 12,5 cm
crépi des deux côtés
R’w = 56 dB
R’w = 54 dB*
R’w = 54 dB
Masse surfacique :
360 kg/m2
Masse surfacique :
77 kg/m2
Masse surfacique :
127 kg/m2
8
Renseignements à
propos des produits:
Renseignements
à
Xella
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Fermacell Sàrl Suisse
Sèche Sàrl
Bureau
Bureau de
de vente
vente Suisse
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Münsingen
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