L’acoustique du bâtiment en général

Connaissez-vous cette sensation ? Vous entrez dans une pièce et vous vous sentez mal à l’aise. Peut-être trouvez-vous la pièce trop bruyante, avez-vous du mal à suivre une conversation, détectez-vous une pression sourde sur vos oreilles ou vous sentez-vous fatigué ?

Les causes peuvent être liées à l’acoustique de l’environnement. Les bruits sont amplifiés par la réflexion et peuvent créer un climat acoustique désagréable. Selon la fréquence et le niveau de pression acoustique, les bruits de fond peuvent être fatigants pour notre ouïe et pour nous-mêmes.

Cela soulève la question suivante : « Comment pouvons-nous qualifier de manière tangible les causes d’un tel inconfort ? » La réponse peut être divisée en trois domaines :

1. Bruit extérieur, par exemple, provenant de la circulation
2. Bruit intérieur, c’est-à-dire bruit généré dans le bâtiment lui-même, par exemple, les conduits de ventilation
3. Les propriétés acoustiques de la pièce, par exemple, le temps de réverbération

Dans cet article, nous examinerons de plus près ces trois causes, en décrivant comment elles peuvent être mesurées et comment elles peuvent être réduites.

Bruit extérieur

La circulation routière, les chantiers de construction et les avions font partie des sources les plus fréquentes de bruit extérieur. Ceux-ci pénètrent à travers les façades et les fenêtres des bureaux et des appartements et peuvent entraîner des problèmes allant de l’inconfort et de l’insomnie jusqu’à des problèmes de santé mentale et des maladies. Bien que des efforts puissent être déployés pour réduire les sources de bruit elles-mêmes, ces efforts sont souvent limités physiquement ou financièrement.

Par conséquent, la population touchée par le bruit ne peut constater qu’une légère atténuation du son entrant. Pour mesurer l’efficacité de la réduction du bruit, une mesure normalisée de l’isolation acoustique de la façade est utilisée.

Isolation acoustique de la façade

Ce terme fait référence à la capacité d’une façade à protéger l’intérieur d’un bâtiment du son extérieur. Pour cette mesure, un puissant haut-parleur est aligné devant la façade. La différence entre les données de mesure de deux microphones – un devant la façade et un à l’intérieur du bâtiment – est utilisée pour calculer la valeur d’isolation acoustique.

Bruit intérieur

En général, divers sons sont créés à l’intérieur d’un bâtiment. Certains sont générés par des personnes (parler, musique, bruit de construction), d’autres proviennent de machines ou d’équipements fixes (ventilation, chauffage, machines à laver, etc.).

En ce qui concerne la quantification de ces sons, non seulement leur niveau, mais aussi le type de transmission du son est intéressant. Deux cas sont considérés :

1. Le son aérien est constitué d’impulsions qui se déplacent dans l’air,
2. Le bruit solidien se propage sous forme de vibrations provenant d’impacts sur les structures (c’est-à-dire les murs et les planchers), par exemple, les bruits de tapotement ou de perçage.

Il est nécessaire de déterminer séparément l’isolation aux bruits aériens et aux bruits d’impact entre les différentes pièces. Deux méthodes de mesure ont été établies.

Isolation aux bruits aériens

Semblable à notre détermination de l’isolation acoustique de la façade, l’isolation aux bruits aériens est mesurée à l’aide d’une mesure relative. Une source sonore de référence est placée dans la première pièce (pièce d’émission). Les niveaux sont mesurés dans cette pièce et dans la pièce suivante (pièce de réception). À partir de la différence de niveau de ces deux valeurs mesurées et du temps de réverbération de la pièce de réception, un résultat est calculé pour l’isolation aux bruits aériens.

Isolation aux bruits d’impact

Il s’agit d’une mesure absolue, plutôt que relative. Une machine à choc calibrée est placée sur le sol, et le bruit d’impact généré est mesuré acoustiquement dans la pièce en dessous (ou la pièce d’à côté). Là encore, avec le temps de réverbération de la pièce de réception, un résultat est calculé pour l’isolation aux bruits d’impact.

Mesures correctives

Dans la lutte contre le bruit à l’intérieur d’un bâtiment, il est important de tenir compte du type particulier de transmission du son. Dans le cas du son aérien, la solution consiste principalement à installer des matériaux d’amortissement et/ou de diffusion du son. Avec le bruit solidien, l’isolation du point d’impact avec, par exemple, un plancher flottant ou similaire, peut apporter la solution.

Les propriétés acoustiques de la pièce

Le troisième aspect, qui est extrêmement important pour la sensation de bien-être dans une pièce, est un examen des propriétés acoustiques de la pièce. Le facteur décisif est le temps de réverbération, c’est-à-dire le temps qu’il faut aux sons générés dans la pièce pour s’atténuer (« s’estomper »). Plus précisément, la valeur « RT » est déterminée, qui mesure le temps qu’il faut à un son qui a été brusquement arrêté pour s’atténuer de 60 dB.

En général, il existe une « bande de confort » pour le climat acoustique de la pièce, car les temps de réverbération très courts et très longs rendent la pièce inconfortable. Dans un bureau, par exemple, des temps de réverbération de 0,5 à 1 seconde sont appropriés, tandis que pour les salles de concert ou d’opéra riches et chaleureuses, des temps de réverbération de 1,5 à 2 secondes peuvent être préférés.

Procédure de mesure

En pratique, il existe trois conditions préalables à la mesure de la valeur RT :

1. Un environnement suffisamment calme pour que le temps de réverbération puisse être mesuré de manière fiable.
2. Générer un son de test à large bande suffisamment fort (large bande signifie que le son a suffisamment de composantes de basses, moyennes et hautes fréquences).
3. Un appareil de mesure approprié.

Pour la mesure elle-même, la source sonore est d’abord installée dans un endroit approprié. Les normes, telles que la norme ISO 3382, précisent qu’une distance d’au moins 1 mètre doit être respectée entre le microphone de mesure et les surfaces réfléchissantes telles que les murs, le sol et les plateaux de table, etc. Il est recommandé de positionner la source sonore à une hauteur de 1,5 mètre. La hauteur de la source et du microphone doit être la même. Enfin, la distance minimale entre la source et le microphone doit également être d’au moins 1,5 mètre. Pour plus de détails, consultez toujours la norme ISO 3382.

Maintenant, la mesure peut commencer : la source sonore est activée et désactivée à plusieurs reprises pendant que le compteur mesure et calcule la moyenne des temps de réverbération. Il convient de noter que, surtout dans les grandes pièces, plusieurs mesures doivent être effectuées, avec un changement périodique des positions de la source sonore et du compteur.

En pratique, le temps nécessaire pour une chute de niveau de seulement 20 dB (T20) ou 30 dB (T30) est mesuré. Ce temps est ensuite extrapolé à 60 dB. La raison en est que, en raison des bruits de fond inévitables et des réserves requises dans les niveaux de pression acoustique, un signal de test extrêmement fort devrait être généré pour une mesure complète de la chute de niveau de 60 dB, ce qui n’est souvent pas réalisable.

Produire suffisamment de son

Le signal sonore de test est important. Le bruit doit d’abord être suffisamment fort pour permettre une mesure raisonnable. En pratique, les sources sonores doivent être capables de produire 120 dBSPL, par exemple,

• Bruit rose provenant d’un haut-parleur omnidirectionnel,
• Sources sonores qui produisent un fort bang, comme un pistolet de départ, un ballon qui éclate ou une claquette.

IMPORTANT Étant donné que des niveaux sonores très élevés sont nécessaires pour les mesures du temps de réverbération, il est fortement recommandé de toujours porter une protection auditive adéquate !

Résultats de mesure

À la fin d’une série de mesures, le compteur doit afficher les temps de réverbération par bande de tiers d’octave, avec deux paramètres supplémentaires : la corrélation et l’incertitude de mesure.

La corrélation indique le degré de linéarité de la chute de niveau mesurée. En pratique, diverses influences peuvent faire chuter le niveau de manière erratique, comme une pièce de forme non uniforme ou un bruit de fond sporadique. Le compteur doit le reconnaître automatiquement et en informer l’utilisateur en conséquence.

D’autre part, le calcul de l’incertitude de mesure est basé sur une procédure normalisée qui prend en compte la largeur de bande de mesure, la durée de la mesure du temps de réverbération (T20 ou T30) et le nombre de cycles de mesure. Plus l’incertitude de mesure est faible, plus le résultat est précis.

Considérations pratiques

Quelle est la pertinence des résultats des mesures prises dans une pièce déserte ? Il faut tenir compte du fait que le corps humain absorbe le son, et donc l’absence de personnes augmentera le temps de réverbération. Ceci est particulièrement évident dans les pièces conçues pour un grand nombre de visiteurs, par exemple, les salles de concert classique ou d’opéra, bien que les sièges bien rembourrés absorbent assez bien le son.

Comme le signal sonore utilisé pendant la mesure doit être fort, il est généralement inacceptable d’effectuer une mesure du temps de réverbération dans un endroit entièrement occupé.

La solution à ce problème est de réduire le temps de réverbération mesuré dans l’espace vide. Bien que la quantité de cette valeur de correction puisse être déterminée par des simulations complexes, en pratique, elle est principalement déterminée empiriquement par l’expert en acoustique sur la base des circonstances et des valeurs empiriques.

Façons de modifier le temps de réverbération dans une pièce

Le temps de réverbération peut être influencé de deux manières :

1. Les surfaces acoustiques (telles que les murs et les plafonds en béton, les fenêtres, les plateaux de table, etc.) réfléchissent le son, ce qui entraîne des temps de réverbération plus élevés.
2. Les matériaux absorbant le son (par exemple, les rideaux, les tapis, les panneaux spéciaux) réduisent le temps de réverbération.

Les éléments nécessaires sont idéalement déjà fournis pendant la phase de planification de la construction d’une pièce, mais au plus tard après l’achèvement de l’installation de la pièce.

Une autre mesure consisterait à créer des sorties pour le son (par exemple, des fenêtres ouvertes). Cela permet au son généré dans la pièce de s’échapper au lieu d’être réfléchi. Malheureusement, cela est souvent impraticable en raison des conditions climatiques ou du bruit extérieur.