2Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Acoustique du BâtimentChapitre 02 : Réverbération à l’intérieur des locaux
4Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Niv
eau
de b
ruit
inté
rieu
r
Couloirs Cages d’escalier Halls d’entrée
Su
rface
s ab
sorb
an
tes
Limitation de la réverbération dans les locaux de circulation communs
- Pour limiter la sensation de « cathédrale » dans ces locaux,
- Pour diminuer le niveau de bruit à isoler vis-à-vis des logements.
Réverbération et absorption acoustique
5Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
COEFFICIENT D’ABSORPTION a
aw “coefficient d’absorption acoustique pondéré”
a “Coefficient d’absorption”
valeur entre 0 et 1 : 0% à 100% absorbant
Caractéristique des matériaux, en fonction de la fréquence
spectre [100 – 5000 Hz] déterminé par des mesures en laboratoire (EN ISO 354)
Calcul d’une valeur unique à partir du spectre(EN ISO 11654)
Exigence déterminée par calcul et relative à l’absorption Aw
Réverbération et absorption acoustique
6Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Coefficient d’absorption : calcul de la valeur unique (ISO 11654:1997)
Exemple de calcul pour une laine de roche Vers un indice unique aw
Absorption acoustique
0.940.910.880.750.610.310.170.12Alpha mesuré
800040002000100050025012563Oct.
7Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Coefficient d’absorption : calcul de la valeur unique (ISO 11654:1997)
Etape 01 : calcul de l’indice d’absorption pratique en bandes d’octave
Absorption acoustique
0.950.900.900.750.650.300.150.10Alphapratique
0.940.910.880.750.630.310.170.12Alpha mesuré
800040002000100050025012563Oct.
8Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Coefficient d’absorption : calcul de la valeur unique (ISO 11654:1997)
Etape 02 : calcul de l’indice d’absorption acoustique pondéré
Absorption acoustique
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
250 500 1000 2000 4000
Fréquence (Hz)
Alph
a-p
Référence ISO 11654:1997
Valeurs mesurées
Référence Valeurs meDelta250 0.8 0.3 0.5500 1 0.65 0.35
1000 1 0.75 0.252000 1 0.9 0.14000 0.9 0.9 0
Somme : 1.2
9Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Coefficient d’absorption : calcul de la valeur unique (ISO 11654:1997)
Etape 02 : calcul de l’indice d’absorption acoustique pondéré
Absorption acoustique
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
250 500 1000 2000 4000
Fréquence (Hz)
Alp
ha-p
Référence ISO 11654:1997
Valeurs mesurées
Référence ISO 11654:1997 translatée
Valeur à 500 Hz de la courbe déplacée : 1 – 0.40 = aw = 0.60
ISO11654 Valeurs Delta Delta Delta Delta Delta Delta Delta Delta Delta Deltaf (Hz) Référence mesurées Ref Ref -0.05 Ref -0.10 Ref -0.15 Ref -0.20 Ref -0.25 Ref -0.30 Ref -0.35 Ref -0.40 Ref -0.45250 0.80 0.30 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05500 1.00 0.65 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.00 0.001000 1.00 0.75 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.00 0.00 0.00 0.002000 1.00 0.90 0.10 0.05 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.004000 0.90 0.90 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Somme : 1.20 1.00 0.80 0.65 0.50 0.35 0.25 0.15 0.10 0.05
10Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Coefficient d’absorption : calcul de la valeur unique (ISO 11654:1997)
Etape 03 : indicateur de forme
Absorption acoustique
Valeur unique : aw = 0.60 (H)
indicateur de forme : H
Réf. -0.4 Valeurs meDelta250 0.40 0.3 -0.10500 0.60 0.65 0.05
1000 0.60 0.75 0.152000 0.60 0.9 0.304000 0.50 0.9 0.40
11Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Coefficient d’absorption : calcul de la valeur unique (ISO 11654:1997)
Classification des absorbants
Absorption acoustique
12Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Soit la mesure de l’absorption acoustique d’une membrane en chambre réverbérante par bandes d’octavedonnant les résultats suivants :
On demande :
- L’indice d’absorption acoustique pondéré relatif à ces résultats,
- Les éventuels indicateurs de forme
Exercice
Coefficient d’absorption : calcul de la valeur unique (ISO 11654:1997)
f (Hz) mesure125 0.20250 0.35500 1.00
1000 0.652000 0.604000 0.55
13Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Coefficient d’absorption
Tableau des absorptions pour les matériauxcourants
Voile de béton, à 1000 Hz, a = 0.02
Réverbération et absorption acoustique
14Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Locaux de circulation communs
- Généralement habillés par des matériaux peu absorbants (a < 0.10) .
a1000 Hz = 0.03
a1000Hz = 0.01
0.100.100.100.100.090.050.01Carrelage
0.250.370.270.260.210.080.09Moquette0.100.040.040.120.080.060.04Linoleum0.050.070.070.070.070.040.04Parquet
0.000.010.010.010.010.010.01Marbre
0.850.760.810.930.880.620.27Laine minér.100kg/m³
0.050.030.030.030.030.040.05Bois verni(p.ex. porte)
0.050.050.040.030.020.010.01Plâtre
0.000.030.020.020.020.010.01Béton coulénon peint
0.050.020.020.020.030.030.03Vitresaw4 kHz2 kHz1 kHz500 Hz250 Hz125 Hz
Réverbération et absorption acoustique
15Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
SA ww α=
Exigence déterminée par calcul et relative à l’absorption Aw
nnwwwww SSSSA ,33,22,11, ... αααα ++++=
paroi vitrages sol …
Pour une surface avec un coefficient d’absorption aw et une surface S :
Valeur unique
Pour un local en tenant compte des différents matériaux aw,n recouvrant les surfaces Sn :
Valeur unique
Réverbération et absorption acoustique
EXIGENCE NBN S 01-400-1:2008 : Dans les couloirs, cages d’escalier et halls d’entrée des immeubles d’habitation, les exigences sont les suivantes :
• L’aire d’absorption acoustique équivalent totale Aw doit être au moins égale à 0.3 fois la surface circulable totale Sh des couloirs, escaliers et paliers
Aw > 0.3 Sh
16Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Coefficient d’absorption moyen
= moyenne arithmétique de ses différents coefficients d’absorption :
Valeurs pour calculs de base :
SA
S
AAASSS totn
Ii
nnnmoy =
+++=+++=
∑...... 212211 αααα
moyα
Local fortement meublé ou traité acoustiquement0.3
Etat du local
Local normalement meublé0.25
Local peu meublé0.2
Local contenant quelques objets0.1
Local nu0.05
Absorption acoustique
17Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
0.38
1.46
0
Awaw4 kHz2 kHz1 kHz500 Hz250 Hz125 Hz
0.050.020.020.020.030.030.03m²8Verre
0.050.050.040.030.020.010.01m²29Enduit
00.010.010.010.010.010.01m²7Marbre
Surfaces d'absorption équivalentes (m²)
Réverbération et absorption acoustique
Exigence déterminée par calcul et relative à l’absorption Aw : exemple d’application 01
Soit le hall d’entrée d’un immeuble à appartements de 4.5 m de longueur, 1.5 m de largeur et 2.5 m de hauteur. Le sol est recouvert de pierre naturelle, les murs et plafond sont plafonnés, les portes d’accès sont vitrées.
84.133,22,11, =++= SSSA wwww αααEXIGENCE NBN S 01-400-1:2008 : Dans les couloirs, cages d’escalier et halls d’entrée des
immeubles d’habitation, les exigences sont les suivantes :
• L’aire d’absorption acoustique équivalent totale Aw doit être au moins égale à 0.3 fois la surface circulable totale Sh des couloirs, escaliers et paliers
Aw =1.84 > 0.3 Sh =2.03l’exigence n’est pas respectée
18Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
0.38
1.46
0.68
Awaw4 kHz2 kHz1 kHz500 Hz250 Hz125 Hz
0.050.020.020.020.030.030.03m²8Verre
0.050.050.040.030.020.010.01m²29Enduit
0.10.100.100.100.090.050.01m²7Carrelage
Surfaces d'absorption équivalentes (m²)
Réverbération et absorption acoustique
Exigence déterminée par calcul et relative à l’absorption Aw : exemple d’application 02
Soit le hall d’entrée d’un immeuble à appartements de 4.5 m de longueur, 1.5 m de largeur et 2.5 m de hauteur. Le sol est recouvert de carrelage, les murs et plafond sont plafonnés, les portes d’accès sont vitrées.
51.233,22,11, =++= SSSA wwww αααEXIGENCE NBN S 01-400-1:2008 : Dans les couloirs, cages d’escalier et halls d’entrée des
immeubles d’habitation, les exigences sont les suivantes :
• L’aire d’absorption acoustique équivalent totale Aw doit être au moins égale à 0.3 fois la surface circulable totale Sh des couloirs, escaliers et paliers
Aw =2.51 > 0.3 Sh =2.03l’exigence est respectée
19Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Exigence déterminée par calcul et relative à l’absorption Aw
Réverbération et absorption acoustique
EXIGENCE NBN S 01-400-1:2008 : Dans les couloirs, cages d’escalier et halls d’entrée des immeubles d’habitation, les exigences sont les suivantes :
• L’aire d’absorption acoustique équivalent totale Aw doit être au moins égale à 0.3 fois la surface circulable totale Sh des couloirs, escaliers et paliers
Aw > 0.3 Sh
En conclusion, cette exigence est donc pratiquement toujours vérifiée même si on ne prend quasi aucune disposition particulière pour l’absorption des surfaces.
20Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Le contrôle s’effectue par la mesure du temps de réverbération nominal Tnom du local
= mesure du temps (en sec.) nécessaire à une diminution de 60 dB lors de l’interruption nette d’un bruit.
Moyenne des valeurs obtenues à 500 Hz et à 1000 Hz
60 dB
T
t1 t2 Temps [s]
Niv
eau
de p
ress
ion
acou
stiq
ue e
n un
poi
nt [
dB]
( )HzHznom TTT 100050021
+=
Exigence (mesurée) relative au temps de réverbération Tnom
Réverbération et absorption acoustique
21Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Temps de réverbération
Il s’agit du temps nécessaire à un bruit, après extinction de la source, pour décroître de 60 dB. Mesure en sec.
Formule de Sabine :
Application :
- Détermination en laboratoire du coefficient d’absorption acoustique des matériaux,
- Calcul du temps de réverbération d’un local en fonction du choix des revêtements.
Conditions de validité de cette formule :
- Répartition homogène des absorbants,
- Résultats d’autant moins valides que la salle est absorbante,
- En pratique, non utilisable si le coefficient moyen d’absorption de la salle est > 0.2 (surestimation du T)
Eyring pour des salles plus absorbantes :
AVT 161.0
=
( )α−=1ln
161.0S
VT
Réverbération à l’intérieur des locaux
22Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
le temps de réverbération optimum à 1000Hz
0.20.30.40.50.60.70.80.9
11.11.21.31.41.51.61.71.81.9
22.12.22.32.4
10 100 1000 10000 100000
volume de la salle (m³)
tem
ps d
e ré
verb
érat
ion
(sec
)
rev_opt.xls
parole pour enregistrement
parole audition directe
jazz et chambre pour enregistrement
jazz et chambre audition directe
musique symphonique (enregistrement)
musique sacrée (enregistrement)
musique symphonique audition directe
musique sacrée audition directe
Réverbération et absorption acoustique
Le temps de réverbération optimum à 1000 Hz
23Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Temps de réverbération
Exemple d’application. Soit une salle telle que V = 750 m³ et S = 550 m². Les murs sont constitués d’un bois dontle coefficient d’absorption vaut 0.15 à 500 Hz. Un des murs est recouvert, directement posée sur le bois, d’une toile en coton de 6 x 4 m dont le coefficient d’absorption est de 0.7 à 500 Hz. Lors de la rénovation de la salle, quel va être l’effet sur le temps de réverbération à 500 Hz si on enlève cette toile ?
En présence de la toile, l’absorption de la salle vaut :
Le coefficient d’absorption moyen est donc :
Sabine valide
Lorsqu’on enlève la toile, l’absorption de la salle vaut :
Le TR devient :
27.957.02415.0)24550( mA =×+×−=
174.0550
7.95===
VA
moyα
sA
VT 25.17.95750161.0161.0
=×
==
25.8215.0550 mA =×=
sA
VT 45.15.82750161.0161.0
=×
==
Réverbération à l’intérieur des locaux
24Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
EXIGENCE NBN S 01-400-1:2008 : Dans les couloirs, cages d’escalier et halls d’entrée des immeubles d’habitation, les exigences sont les suivantes :
• Si le hall d’entrée se présente sous la forme d’un atrium, le temps de réverbération T du hall doit être inférieur à la plus grande de ces deux valeurs :
Tnom < 1.5 (s)
Tnom < log(V/50) (s)
Réverbération et absorption acoustique
Exigence vérifiée par mesure et relative au temps de réverbération Tnom
25Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
SA nomnom α=
paroi vitrages sol …
Pour une surface avec un coefficient d’absorption anom et une surface S :
Valeur moyenne de à 500 Hz et 1000 Hz
Pour un local en tenant compte des différents matériaux anom,n recouvrant les surfaces Sn :
21000500 HzHz
nomααα +
=
nnnomnomnomnomnom SSSSA ,33,22,11, ... αααα ++++=
Valeur moyenne de à 500 Hz et 1000 Hz
Réverbération et absorption acoustique
Exigence relative au temps de réverbération : principe de dimensionnement
21000500 HzHz
nomααα +
=
26Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
EXIGENCE NBN S 01-400-1:2008 : Dans les couloirs, cages d’escalier et halls d’entrée des immeubles d’habitation, les exigences sont les suivantes :
• Si le hall d’entrée se présente sous la forme d’un atrium, le temps de réverbération T du hall doit être inférieur à la plus grande de ces deux valeurs :
Tnom < 1.5 (s)
Tnom < log(V/50) (s)
Pour un local avec une absorption anom et un volume total V :
Valeur que l’on peut alors comparer aux exigences de la norme :
nomnom A
VT 16,0=
Réverbération et absorption acoustique
Exigence relative au temps de réverbération : principe de dimensionnement
27Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
0.025
0.025
0.095
anomaw4 kHz2 kHz1 kHz500 Hz250 Hz125 Hz
0.050.020.020.020.030.030.03m²15Verre
0.050.050.040.030.020.010.01m²52Enduit
0.10.100.100.100.090.050.01m²7Carrelage
Surfaces d'absorption équivalentes (m²)
Réverbération et absorption acoustique
Exigence relative au temps de réverbération : exemple d’application 03
Soit le hall d’entrée d’un immeuble à appartements de 4.5 m de longueur, 1.5 m de largeur 5 m de hauteur. Le sol est recouvert de carrelage, les murs et plafond sont plafonnés, les portes d’accès sont vitrées.
33.22
11.216,056.2
55.216,012.2
1000500
1000,1000,33,22,11,1000,
500,500,33,22,11,500,
=+
=
==→=++=
==→=++=
HzHznom
HznomHznomnomnomnomHznom
HznomHznomnomnomnomHznom
TTT
AVTSSSA
AVTSSSA
ααα
ααα
28Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Réverbération et absorption acoustique
Exigence relative au temps de réverbération : exemple d’application 03
Soit le hall d’entrée d’un immeuble à appartements de 4.5 m de longueur, 1.5 m de largeur 5 m de hauteur. Le sol est recouvert de carrelage, les murs et plafond sont plafonnés, les portes d’accès sont vitrées.
33.2=nomTEXIGENCE NBN S 01-400-1:2008 : Dans les couloirs, cages d’escalier et halls d’entrée des
immeubles d’habitation, les exigences sont les suivantes :
• Si le hall d’entrée se présente sous la forme d’un atrium, le temps de réverbération T du hall doit être inférieur à la plus grande de ces deux valeurs :
Tnom =2.33 < 1.5 (s)
Tnom =2.33 < log(V/50) =-0.17 (s)l’exigence n’est pas respectée
29Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Réverbération et absorption acoustique
En conclusion, cette exigence est rarement respectée pour les grands volumes hauts si aucune partie des parois n’est habillée d’un matériau absorbant
EXIGENCE NBN S 01-400-1:2008 : Dans les couloirs, cages d’escalier et halls d’entrée des immeubles d’habitation, les exigences sont les suivantes :
• Si le hall d’entrée se présente sous la forme d’un atrium, le temps de réverbération T du hall doit être inférieur à la plus grande de ces deux valeurs :
Tnom < 1.5 (s)
Tnom < log(V/50) (s)
Exigence relative au temps de réverbération : conclusion
30Acoustique du Bâtiment / Chapitre 0210 100 1000 10000 f[Hz]
a
0.0
0.5
1.0
C
B
A
A. ABSORPTION POREUSEMatériaux poreux non recouverts
HAUTES FRÉQUENCES : ≥ 1400 Hz
B. RÉSONATEURS PEFORÉSMatériaux poreux derrière des panneaux perforés
MOYENNES FRÉQUENCES : 300 Hz – 1500 Hz
C. RÉSONATEURS MEMBRANESMatériaux poreux derrière des panneaux non perforés (p.ex. multiplex)
BASSES FRÉQUENCES : ≤300 Hz
A B C
Solutions contre un temps de réverbération excessif
Principe des mécanismes d’absorption
Réverbération et absorption acoustique
31Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Réverbération et absorption acoustique
Solutions contre un temps de réverbération excessif : les matériaux poreux
32Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Réverbération et absorption acoustique
Solutions contre un temps de réverbération excessif : les matériaux poreux
33Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Pour être efficace, la couche de matériau poreuxdoit être égale au moins à un quart de la longueurd’onde l (l = 340/f).
Très efficace pour les hautes fréquences.
Problème pour les basses fréquences : à 100 Hz ilfaudrait donc 85 cm d’épaisseur d’absorbant…
plus le matériau sera épais, plus il sera efficace dans les basses fréquences
Au-delà de 5000 Hz : absorption possible par les revêtements de sol poreux (moquette, tapis…), les vêtements les tentures…
Réverbération et absorption acoustique
Solutions contre un temps de réverbération excessif : les matériaux poreux
Influence de l’épaisseur du matériau
34Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
(a)
(b)
Faux-plafonds en matériaux poreux : intérêt d’avoir un plenum derrière ceux-ci pour permettre une meilleure
absorption des basses fréquences.
Réverbération et absorption acoustique
Solutions contre un temps de réverbération excessif : les matériaux poreux
Influence d’un plenum derrière l’absorbant
35Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Réverbération et absorption acoustique
Solutions contre un temps de réverbération excessif : les matériaux poreux
Les plafonds absorbants
36Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Réverbération et absorption acoustique
Solutions contre un temps de réverbération excessif
Revêtements muraux absorbants
37Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
0.850.760.810.930.880.620.27m²7Plafond
aw4 kHz2 kHz1 kHz500 Hz250 Hz125 Hz
0.050.020.020.020.030.030.03m²15Verre
0.050.050.040.030.020.010.01m²45Enduit
0.10.100.100.100.090.050.01m²7Carrelage
Surfaces d'absorption équivalentes (m²)
Réverbération et absorption acoustique
Exigence relative au temps de réverbération : exemple d’application 04
Soit le hall d’entrée d’un immeuble à appartements de 4.5 m de longueur, 1.5 m de largeur 5 m de hauteur. Le sol est recouvert de carrelage, les murs et plafond sont plafonnés, les portes d’accès sont vitrées.
On traite le plafond à l’aide d’un faux-plafond poreux revêtu d’un voile de verre.
64.02
61.016,086.8
66.016,014.8
1000500
1000,1000,33,22,11,1000,
500,500,33,22,11,500,
=+
=
==→=++=
==→=++=
HzHznom
HznomHznomnomnomnomHznom
HznomHznomnomnomnomHznom
TTT
AVTSSSA
AVTSSSA
ααα
ααα
38Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Réverbération et absorption acoustique
Exigence relative au temps de réverbération : exemple d’application 04
Soit le hall d’entrée d’un immeuble à appartements de 4.5 m de longueur, 1.5 m de largeur 5 m de hauteur. Le sol est recouvert de carrelage, les murs et plafond sont plafonnés, les portes d’accès sont vitrées.
On traite le plafond à l’aide d’un faux-plafond poreux revêtu d’un voile de verre.
64.0=nomTEXIGENCE NBN S 01-400-1:2008 : Dans les couloirs, cages d’escalier et halls d’entrée des
immeubles d’habitation, les exigences sont les suivantes :
• Si le hall d’entrée se présente sous la forme d’un atrium, le temps de réverbération T du hall doit être inférieur à la plus grande de ces deux valeurs :
Tnom =0.64 < 1.5 (s)
Tnom =0.64 < log(V/50) =-0.17 (s)
l’exigence est respectée
39Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Coefficient d’absorption des diaphragmes
Diaphragmes ou panneaux acoustiques = panneaux placés à une distance d d’un mur.
Vibrations sonores vibration du panneau + de la lame d’air masse lourde, vibre en basses fréquences.
Domaine d’action : BASSES FREQUENCES, surtout à la fréquence propre du panneau :
Avec : d : distance par rapport au mur (m),
rs : masse par unité de surface du panneau (kg/m²).
Exemple :
1. soit un panneau de contreplaqué tel que rs = 5 kg/m², à 8 cm du mur sa fréquence propre = 95 Hz.
2. A quelle distance du mur faut-il le placer pour combattre une résonance gênante à 130 Hz ?
Si on place un matériau absorbant entre le panneau et le mur absorption sur une zone fréquentielle plus large.
df
sρ60
0 =
Réverbération à l’intérieur des locaux
40Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Coefficient d’absorption des diaphragmes
Diaphragmes ou panneaux acoustiques = panneaux placés à une distance d d’un mur.
Coefficient d’absorption pour des matelas de laine minérale habillés avec une membrane (0.15 kg/m²) en chambre réverbérante.
Pointillés …. Membrane directement placée sur 1.5 cm de laine minérale, directement sur la paroi de béton;
Ligne pointillée ------ Membrane directement placée sur 3 cm de laine minérale, directement sur la paroi de béton;
Ligne pleine ____ Membrane directement placée sur 7 cm de laine minérale, directement sur la paroi de béton.
Réverbération à l’intérieur des locaux
41Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Coefficient d’absorption des résonateurs
Résonateur de Helmholtz = élément formé d’un goulot et d’une cavité (exemple : bouteille)
Vibrations sonores vibration à la fréquence propre deux conséquences :
- Amplification à courte distance,
- Atténuation à une distance plus éloignée.
Principe : il “prend” de l’énergie dans la salle pour réaliser l’amplification à proximité du goulot. Bilan énergétiquetotal de la salle : moins d’énergie à cette fréquence dans le reste de la salle.
On peut le combiner à un absorbant.
Domaine d’action : FREQUENCE PROPRE DU SYSTEME :
Avec : S : surface du goulot,
l : longueur du goulot,
P0 : pression atmosphérique statique (101 325 Pa),
V : volume de la cavité,r0 : masse volumique de l’air (1.2 kg/m³ à 20°C),
g : constante thermodynamique = 1.4.
lVSPf
0
00 2
1ργ
π=
Réverbération à l’intérieur des locaux
42Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Coefficient d’absorption des résonateurs
Exemple :
Quelle est la fréquence émise par la bouteille de dimensions suivantes :
L = 2 cm ; h = 8 cm ; d = 2 cm ; D = 5 cm.
Surface du goulot :
Volume de la cavité :
Fréquence propre :
Quand le goulot est plutôt court par rapport à son diamètre, il faut prendre en compte la correction d’extrémité : onremplace alors l par l + 0.8d, où d est le diamètre du goulot. Dans l’exemple ci-dessus :
( ) 24222 1014.3101 mrS −− ⋅=⋅== ππ( ) 342222 1057.1108105.2 mhRV −−− ⋅=××⋅== ππ
Hzf 5281057.110229.11014.310013.14.1
21
42
45
0 =⋅×⋅×⋅×⋅×
= −−
−
π
mdll 2106.38.0 −⋅=+=
Hzf 3931057.1106.329.11014.310013.14.1
21
42
45
0 =⋅×⋅×⋅×⋅×
= −−
−
π
Réverbération à l’intérieur des locaux
43Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
(a)
(b)
Réverbération et absorption acoustique
Solutions contre un temps de réverbération excessif
Combinaison d’un matériau poreux avec un résonateur
44Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
(a)
(b)
Intérêt d’un matériauporeux dans le creux
Réverbération et absorption acoustique
Solutions contre un temps de réverbération excessif
Combinaison d’un matériau poreux avec un résonateur
45Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Réverbération et absorption acoustique
Solutions contre un temps de réverbération excessif
Combinaison d’un matériau poreux avec un résonateur
46Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Réverbération et absorption acoustique
Solutions contre un temps de réverbération excessif
Combinaison d’un matériau poreux avec un résonateur
47Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Réverbération et absorption acoustique
Solutions contre un temps de réverbération excessif
Combinaison d’un matériau poreux avec un résonateur
48Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Réverbération et absorption acoustique
On distinguera :
- d’une part les halls d’entrées et couloirs de dimensions conventionnelles ainsi que les cages d’escaliers fermées. Pour ceux-ci, le respect des critères de la norme est généralement possible sans ajout de matériaux absorbants particuliers.
Un traitement absorbant reste malgré tout toujours souhaitable, par exemple par la réalisation d’un faux-plafond absorbant.
- d’autre part les halls d’entrées sous forme d’atrium ainsi que les cages d’escaliers ouvertes. Dans ces locaux le respect des critères de la norme est rarement possible sans l’ajout de surfaces absorbantes.
En général le traitement d’une seule paroi est suffisant. On choisira des matériaux dont les coefficients Alpha sont élevés surtout autour de 500 Hz et 1000 Hz comme par exemple des plafonds absorbants (tendus, (micro-)perforés, revêtus de voiles de verre, etc…)
Exigences relatives au temps de réverbération et à l’absorption : directives de construction
49Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Coefficient d’absorption des matériaux
Le traitement d’un local peut faire appel à une combinaison des trois techniques :
Réverbération à l’intérieur des locaux
50Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
www.caldic.bewww.doxacoustics.behttp://www.decoustics.comhttp://www.rockfon.behttp://www.sto.at/http://www.abbarrisol.com/http://www.bruynzeelmultipanel.com/http://www.doxacoustics.com/http://www.ruaud.com/
La nouvelle NBN S01-400-1 : Réverbération & Absorption
Informations sur les produits absorbants (liste non exhaustive)
51Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Propagation du bruit à l’intérieur d’un espace
Notion de Puissance acoustique
52Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Niveau de pression : varie avec la distance, en fonction de l’environnement
Energie par seconde (W) intensité flux total sur l’ensemble de la surface :
Niveau de puissance acoustique
Lp
LW
Attention de ne pas confondre Lw et Lp ! Analogie de l’ampoule électrique
Notion de Puissance acoustique
Puissance acoustique = propre à une source quelque soit son utilisation
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛= −12
0 10lg10lg10 W
WWLW 24 d
WIπ
=
53Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
On appelle champ libre un milieu dans lequel les ondes acoustiques se propagent à partir de la source sansrencontrer d’obstacle = cas de figure théorique.
Ondes acoustiques propagées sphériques, décroissance théorique de 6 dB par doublement de distance.
La présence d’une surface réfléchissante modifie la directivité de la source selon :
Avec Q : facteur de directivité tel que :
Q = 2 Q = 4 Q = 8
24lg10
dQLL Wp π
+=
Notion de Puissance acoustique
Propagation du bruit en champ libre
8lg20 −−= dLL WpAvec Q = 2, la relation devient :
54Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
En champ libre, le niveau de puissance et le niveau de pression à une distance d sont reliés par la relation :
ou, avec Q = 2 :
Cette relation n’est pas valable en espace clos car l’énergie sonore réfléchie par les parois s’ajoute à l’énergiedirectement rayonnée par la source.
L’énergie totale est la somme de deux énergie :
- l’énergie directe qui dépend de l’éloignement de la source d :
- l’énergie dite reverbérée qui est à peu près constante :
Niveau de puissance en espace clos
24lg10
dQLL Wp π
+= 8lg20 −−= dLL Wp
24 dWId π
=
( )moy
moyr S
WIαα−
=1
4
Niveau de pression à l’intérieur des bâtiments
55Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Energie dite reverbérée :
avec : W : puissance de la source
S : surface totale des parois du local
Et :
Avec : ai : facteur d’absorption du matériau i placé dans le local
Si : surface du matériau i placé dans le local
Aj : aire d’absorption équivalente pour l’objet j
Niveau de puissance en espace clos
( )moy
moyr S
WIαα−
=1
4
∑ ∑+= jiimoy ASS αα
Niveau de pression à l’intérieur des bâtiments
56Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Energie totale :
Avec : R : constante d’absorption du local telle que
Il est intéressant de connaître pour chaque local la distance d0 pour laquelle l’intensité directe est égale àl’intensité réverbérée = distance critique = rayon acoustique du local :
Dans une habitation, pour une pièce normalement meublée : 0.75 à 1 m
Niveau de puissance en espace clos
)1( moy
moySR
αα−
=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=
Rd
dWI
2
2
1614
ππ
rd III +=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
π160Rd
Niveau de pression à l’intérieur des bâtiments
57Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Niveau de pression en fonction du niveau de puissance pour d < d0 (champ direct) :
ou avec Q = 2 :
Niveau de pression en fonction du niveau de puissance pour d > d0 (champ réverbéré) :
avec :
Soit la formule finale :
Ou utilisation de l’abaque page suivante.
Niveau de puissance en espace clos
6lg10 +−= RLL Wp
24lg10
dQLL Wp π
+= 8lg20 −−= dLL Wp
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ++=
RdQLL Wp d
44
lg10 2)( π
)1( moy
moySR
αα−
=
Niveau de pression à l’intérieur des bâtiments
59Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Soit un équipement à un niveau de puissance LW = 70 dB.
A 1000Hz, la directivité de la source est de Q =3.
La surface totale des parois du local est de 700 m².
Le coefficient Alpha moyen = 0.125.
Quel est le niveau de pression à 3.5 m de la source ?
Exemple d’application
dBRd
QLL Wp 581004
5.314.343lg10704
4lg10 22)5.3(
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
××+=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ ++=π
²100)125.01(
125.0700)1(
mS
Rmoy
moy =−×
=−
=αα
En utilisant l’abaque de calcul, on obtient la valeur -12 à retrancher de LW pour obtenir Lp.
Quelle est la distance critique de ce local ?
Niveau de pression à l’intérieur des bâtiments
60Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Exercice récapitulatif
Soit un local comportant 4 bouches de soufflage dont le spectre de puissance, généré par chaque bouche, est repris à la ligne 01 du tableau ci-dessous. Le temps de réverbération mesuré dans ce local est repris à la ligne 02 du tableau. Les dimensions du local sont les suivantes : L = 10 m, l = 6 m, h = 3 m.
On demande :
- Le coefficient d’absorption acoustique par octave de ce local,
- L’aire d’absorption équivalente et la constante d’absorption de ce local,
- Le niveau de pression non pondéré par octave dans ce local et le niveau de pression total,
- Le niveau de pression pondéré A par octave et le niveau de pression acoustique global pondéré A,
- Dans le cas où ce local est destiné à une salle de réunion, est-il nécessaire de le traiter acoustiquement ?
0.80.811.21.51.51.72TR
3738414040424648LW
800040002000100050025012563Oct.
Exercices
61Acoustique du Bâtiment / Chapitre 02
Bibliographie du paragraphe – compléments d’informations
• L’ACOUSTIQUE DU BÂTIMENT PAR L’EXEMPLE – M. Meisser – Le Moniteur, Paris – 1994.
• ACOUSTIQUE PRATIQUE – J. Desmons – EDIPA, Paris – 2004.
• ACOUSTIQUE & VIBRATIONS – Comité Scientifique et Technique des Industries Climatiques, Saint-Rémy-lès-Chevreuse – 2003.
• BOUWAKOESTIEK – G. Vermeir – Faculteit Toegepaste Wetenschappen, K.U. Leuven – 2003.
• CORRECTION ET ISOLATION ACOUSTIQUE – J. Boeckstael / M. Van Damme – Institut Supérieur Industriel de la Communauté Française, Mons – 1999.
• INITIATION A L’ACOUSTIQUE – A. Fischetti – BELIN, Paris – 2003.
• LA PRATIQUE DE L’ISOLATION ACOUSTIQUE DES BÂTIMENTS – J. Pujolle – Editions du Moniteur, Paris – 1978.
• ZAALAKOESTIEK – D. De Vries – Hogere Cursus Akoestiek, Antwerpen – 2002.
Bruit à l’intérieur des bâtiments