Vinçotte International

Le bruit, tout un programme !

Petits Déjeuners Environnement 14/05/2013

Table des matières

– Propriétés physiques des sons

– Perception du bruit

– Comportement des ondes sonores

– Réglementation

� Poste de travail

� Environnement

� bâtiments

– Comment réduire les bruits

Propriétés physiques des sons

Un son est une onde de pression se propageant dans un milieu élastique tel que l’air.

Le son est une légère perturbation de la pression

atmosphérique de l’air ; il se propage sous forme

d’onde de manière analogue à une vague sur la

surface d’un étang tranquille quand on y jette une

pierre.

Bon à savoir - Vitesse du son

Dans l’air 340 m/s

Dans l’eau 1 480 m/s

Dans le béton 3100 m/s

Dans l’acier 5 600 m/s

Propriétés physiques des sons

Une onde sonore est définie par trois caractéristiques principales :

• L’amplitude

• La fréquence

• La durée

• Le niveau de bruit

• Base fréquence ���� Vrombissement

• Haute fréquence ���� Sifflement strident

• La durée

Physique Auditive

Propriétés physiques des sons

L’amplitude vibratoire détermine les

modifications de pression générées par

la transmission d’un bruit. Celle-ci peut

varier de 2 10-5 Pa (seuil d’audibilité) à 2

102 Pa (seuil de douleur).

Bon à savoir – Niveaux de Pressions

Pression atmosphérique 101325 Pa

Seuil d’audition 0,000 02 Pa

Seuil de douleur 200 Pa

Propriétés physiques des sons

Plage de variation importante

����recours à l’échelle logarithmique

Propriétés physiques des sons

La fréquence de vibration est liée à la vitesse d’oscillation des particules du milieu de propagation. Elle s’exprime en Hz, soit en nombre d’oscillations par seconde.

Fréquences audibles :

Propriétés physiques des sons

55

110

220

440

880

1760

3520

7040

Propriétés physiques des sons

Courbes isophoniques

Propriétés physiques des sons

Pondération selon la courbe 40 Phone

Propriétés physiques des sons

Les différentes pondérations des fréquences

Propriétés physiques des sons

Pondération 1/3 et 1/1 octave

Propriétés physiques des sons

Spectre 1/1 octave

Spectre 1/3 d’octave

Spectre bande fine –Analyse FFT

0

10

20

30

40

50

60

70

80

31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k

Lp in dB

1/3 octave band spectral analysis

LZeq LAeq Tone

0

10

20

30

40

50

60

1 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 749 799

Lp in dB

FFT analysis -- 0 - 800 Hz -- 1600 lines

dBA dBZ

0

10

20

30

40

50

60

70

80

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Lp in dB

1/1 octave band spectral analysis

LZeq LAeq

Propriétés physiques des sons

Perception du bruit

Perception du bruit

• Les cellules ciliées

Cellules saines

Cellules dégradées

Perception du bruit – protection de l’oreille interne

• Réflexe stapédien :

Le réflexe stapédien consiste en la contraction du muscle de l’étrier de l’oreille moyenne, visant à atténuer le niveau d'intensité des sons transmis à l'oreille interne.

Le rôle principal du réflexe stapédien est la protection de l’oreille interne

• Cependant, comme tous les muscles, le stapédius se fatigue !

A 121dB, il lâche prise après 7 s

A 109 dB, il résiste environ 1 minute 52 secondes.

A 100 dB, il résiste environ 15 minutes en moyenne.

• De plus, comme tous les réflexes, le système neurosensoriel qui le met en œuvre a un temps de réponse. Lors d'un bruit impulsionnel l'oreille n'est pas protégée

Réflexe stapédien

Perception du bruit – Acouphènes

• Sans source de bruit externe

• Dérangeant pendant le repos (!! sommeil)

• = résultent de dégâts à l’oreille interne après exposition répétitive à hauts niveaux sonores

• Pas de médication

Perception du bruit

• Comment sont perçus les variations de bruit ?

Perception du bruit

• La perception est subjective, elle dépend de :

– L’âge (variation de la sensibilité à certainesfréquences)

– L’attitude envers la source de bruit

– Facteurs humains (fatigue, stress,…)

– …

Perception du bruit

• Conséquences :

– Effets physiques sur l’ouïe (généralement négligeable pour LAeq,8h < 75 dB(A))

– Fatigue

– Stress

– Difficultés de concentration

– Inconfort

Comportement des ondes sonores

• Propagation directe

• Réflexion

• Diffraction

reflection

Comportement des ondes sonores - diffraction

Propagation du bruit – influence du vent

Propagation du bruit – influence de la température

Propagation du bruit

• Atténuation du bruit avec la distance – Règles de bonne pratique :

– Pour une source ponctuelle :

- 6 dB par doublement de distance

– Pour une source linéaire :

- 3 dB par doublement de distance

Composition du bruit

Composition de deux bruits de même niveau

Composition du bruit

• Composition de deux bruits de niveauxdifférents

Lp1 = 85 dB(A)

Lp2 = 70 dB(A)

LP1 + Lp2 = 85 dB(A)

+⋅= 1010

21

101010

LL

tot LogL

Mesures de bruit – Paramètres de mesure

• Les appareils de mesures– Sonomètres

– Dosimètres

– Intensimètres

Intensimètres

Sonomètres

Dosimètres

Pression et puissance acoustique

Pression et puissance acoustique

Pression et puissance acoustique

Niveau de pression

Lp

dB ou dB(A)

Dépend de :

�La distance de mesure

�De l’environnement

�Du bruit de fond

Résultats dépendants des

conditions de mesure

Niveau de puissance

Lw

dB ou dB(A)

Indépendant de :

�La distance de mesure

�De l’environnement

�Du bruit de fond

Caractéristique

intrinsèque de la source

de bruit

⇔

Mesures de bruit – Paramètres de mesure

• Evolution du niveau de bruit

Mesures de bruit – Paramètres de mesure

• Définitions :

– Niveau équivalent : LAeq

�C'est le niveau du bruit continu censé produire la même exposition au bruit que la succession des bruits fluctuants perçus pendant la même période d'observation.

– Niveaux statistiques : LAi

�Niveau de pression acoustique atteint ou dépassé pendant i % de la période d'observation

Mesures de bruit – Paramètres de mesure

LAeq,T C'est le niveau du bruit continu censé produire la même exposition au bruit que la

succession des bruits fluctuants perçus pendant la même période d'observation.

L1 Ce paramètre est une estimation des niveaux de bruit maximum atteint au cours de la

période d'observation.

L10 Ce paramètre est l'expression des crêtes de bruits de durées plus longues que pour le

paramètre L1.

L50 Ce paramètre est une expression du niveau de bruit moyen atteint au cours de la période

d'observation.

L95 Ce paramètre donne une image du niveau de bruit continu atteint au cours de la période

d'observation. Il est généralement utilisé comme indicateur de bruit de fond.

Mesures de bruit – Paramètres de mesure

• Paramètres statistiques Li

Mesures de bruit – Intensimétrie

• Mesure du niveau d’intensité acoustique LI sur une surface fermée

LW = LI + 10 log (S) (1)

avec :

- LW : niveau de puissance acoustique - dB rel. 10-12 W

- LI : Niveau d'intensité - dB rel. 10-12 W/m2

- S : Surface de mesure en m2

Source

S1

S2

S5

∑⋅=i

L

W

iW

LogL 10,

1010

Mesures de bruit – Intensimétrie

Après-midi d'étude - 26 april 2007

98.6 dB(A)

90.1 dB(A)

83.3 dB(A)

86.4 dB(A)

Réglementation 1

• Poste de travail -> Compétence fédérale

– Arrêté royal relatif à la protection de la santé et de la sécurité des travailleurs contre les risques liés au bruit sur le lieu de travail » du 16 janvier 2006 (MB du 15/02/2006)

• Directive machine 2000/14/CE (matériels utilisésà l’extérieur)

– Homologation

Réglementation 2

• Environnement -> Compétence régionale

– RW : Arrêté du Gouvernement Wallon fixant les conditions générales d’exploitation des établissements visés par le décret du 11 mars 1999 relatif au permis d’environnement – 4 juillet 2002.

– Bxl : Arrêté du Gouvernement de la Région de Bruxelles-Capitale du 24-11-2002 relatif à la lutte contre

� le bruit et les vibrations générées par les installations classées.

� Les bruits de voisinage

– Flandre : VLAREM II

Réglementation 3

• Immeubles

– NBN S01-400-1 : critères acoustiques pour les immeubles d’habitations (janvier 2008)

– NBN S01-400-2 : critères acoustiques pour les établissements scolaires (à venir)

– …

Réglementation – Poste de travail

• Valeurs limites et valeurs d’actions

• Valeurs limites: 87 dB(A) 200 Pa

• Valeurs d’action

– maximales: 85 dB(A) 140 Pa

– minimales: 80 dB(A) 112 Pa

Réglementation – Poste de travail

• Dépassement des valeurs d’action minimales

80dB(A)

���� Mise à disposition d’EPI

• Dépassement des valeurs d’action maximales

85 dB(A)

���� Obligation du port d’EPI

Réglementation – Poste de travail

• Lex,8h = exposition quotidienne

� T0 : 8h

� Te : temps d’exposition

� Laeq,Te : Niveau équivalent pondéré A déterminé sur letemps d’exposition quotidien du travailleur

• Lex,8h = 80 dB(A) ���� Dose = 100%

010,8, log10T

TeLL TeAeqhEX +=

Réglementation – Poste de travail

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97

0%

50%

100%

150%

200%

250%

300%

350%

400%

450%

500%

DOSE relative à la valeur

d’exposition inférieure

Pour un temps de séjour de 8H

TEMPS DE SEJOUR MAXIMUM

SANS PROTECTIONS ACOUSTIQUES

DOSE relative à la valeur

d’exposition supérieure

Pour un temps de séjour de 8H

VALEURS D’EXPOSITIONS ET DUREE MAXIMALE DE SEJOUR en fonction du niveau LAeq mesuré

LAEQ MESURE en dB(A) re 20µPa.

TE

MP

S D

E S

EJO

UR

S -

en

he

ure

Réglementation – Poste de travail

• Dose = énergie acoustique pendant un tempsd’exposition donné

– Temps de référence : 8h

– Niveau de référence 80 dB(A)

– Exprimée en %

– Fonction du temps d’exposition

Durée d’exposition SANS dommage ?

80 dB(A)

83 dB(A)

86 dB(A)

89 dB(A)

92 dB(A)

95 dB(A)

98 dB(A)

101 dB(A)

104 dB(A)

8 heures

4 heures

2 heures

1 heure

30 min

15 min

7 min

3 min

1 min

Durée d’exposition SANS dommage ?

80 dB(A)

83 dB(A)

86 dB(A)

89 dB(A)

92 dB(A)

95 dB(A)

98 dB(A)

101 dB(A)

104 dB(A)

8 heures

4 heures

2 heures

1 heure

30 min

15 min

7 min

3 min

1 min

• LAr,1h = LAéq,part,1h + Ct + Ci

• [Lpart] = [Lamb] - [Lrés]

• Intervalle d’observation : 1 heure� heure glissante

• Intervalles de mesurage :

� responsabilité de l’opérateur

� adaptés à la situation

Réglementation – Environnement - RW

Réglementation – Environnement - RW

• Tonalités – Sons purs :

– Emergence de la bande :

∆∆∆∆ entre le niveau de la bande et la moyenne des bandes adjacentes

– Son pur si :

émergence bande 1/3 octave > 6 dB

Réglementation – Environnement - RW

• Tonalités - Facteur de correction Ct

1/3 octave

Emergence E

dB

Ct

6 < E ≤ 9 3

9 < E ≤ 12 4

12 < E ≤ 15 5

E > 15 6

Réglementation – Environnement - RW

Bruits impulsifs :– Mesures, soit :

• LA,imp,max – LA,s,max

• LAéq,10msec

– Si :

� LA,imp,max – LA,s,max ≥ 5 dBA

ou

� LAéq,10msec augmente de 10 dBA ou plus et durée du phénomène < 1sec

Réglementation – Environnement - RW

Bruits impulsifs – facteur de correction :

– Terme correctif Ci = + 5 dBA

Appliqué aux intervalles concernés

– Limites sur les bruits impulsifs isolés :

� LA,imp,max ≤ 75 dBA

� LAéq,10msec,max ≤ 80 dBA

Réglementation – Environnement - RW

Niveaux limites

Réglementation – Environnement - RW

• Bâtiment mitoyen

– Limites à l'intérieur des locaux habités

� Jour : LAéq part,1h < 35 dB(A)

� Transition : LAéq part,1h < 30 dB(A)

� Nuit : LAéq part,1h < 25 dB(A)

Réglementation – Environnement - RW

• Endroit de mesure : – Mesures : à l'extérieur

� zones d'habitat : en tout point des zones

� zones rurales, sv publics : cond. part.

� zones industrielles : pas de limites

– N.B. : mesures éventuelles aux étages, dans le plan des fenêtres ouvertes

– Mitoyenneté : mesures à l'intérieur

Mesures de bruit – En pratique

• Conditions météo à respecter :

– Vent <= 5m/s (= 3 beaufort)

– Absence de précipitations (attention à la membrane du microphone !)

• Calibration :

– avant chaque mesure (et éventuellement après)

• Incertitude de mesure : entre 0.5 et 1 dB

Réglementation – Bruits dans les immeubles

Réglementation – Bruits dans les immeubles

Réglementation – Bruits dans les immeubles

• En pratique

– Mesure de l’isolation aux bruits aériens

– Mesures de la transmission des bruits de chocs

Comment réduire les bruits

• Trois pistes pour réduires les bruits

– Diminution à la source

� Capotages, silencieux, …

– Protection du récepteur

� Ecrans, cabines, …

– Diminution de la transmission

� Correction acoustique dans un local, écrans, …

Comment réduire les bruits – Capotages

– Schéma de principe

– Composition :

� Tôle (galvanisée, inox, …)

� Visco élastique

� Laine minérale

� Tôle perforée

Comment réduire les bruits – Capotages

Comment réduire les bruits – Capotages

– Atténuation

Comment réduire les bruits – Silencieux

– Différents types :

� Absorptifs – type le plus courant

� Réactifs -

� Diffuseurs – Pour les soupapes et vannes de régulations

� Avec acoustique active – émission d’un contre-bruit

Comment réduire les bruits – Ecrans

– Traitement de tous types de sources de bruit

– Solution modulable

– Efficacité est fonction des distances, des hauteurs relatives, du type d ’émission sonore (fréquences)

– Acier, PVC recyclé, bois,...

Comment réduire les bruits – Ecrans

Comment réduire les bruits – Vibrations

– Vibrations transmises aux structures

– Les équipements générant des vibrations importantes (machines volumétriques, ventilateurs,…) doivent être désolidarisés des éléments structurels des bâtiments

– Suspensions anti-vibratiles

– Dalles flottantes

– Manchettes souples

Correction acoustique

• But : diminution du temps de réverbération d’un local

Correction acoustique

• Techniques utilisées

– Faux-plafonds absorbants

– Baffles suspendus

– Parois murales absorbantes

Correction acoustique

Lieux de travail Temps de réverb.

jusque 50 m² 0,5 – 0,8 sec

> 50 m² 1 – 1,5 sec

Valeurs guide pour l’industrie

Isolations entre locaux

• Isolations aux bruits aériens

– Murs : maçonnerie lourde

– Cloisons : isolation (laine minérale), matériaux “lourds” – attention aux jonctions qui doivent être étanches

– Plafond : faux plafond suspendus

• Réduction de la transmission des bruits de chocs

– Chappe flottante

– Plancher flottant

– Matériaux élastiques

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