Effet d’une rénovation - CSTB · expansé PSE avec un traitement d’étanchéité à l’eau et...

10ème Congrès Français d’Acoustique 2010 | Lyon, France PAGE 1

Effet d’une rénovation thermique sur la

performance acoustique de bâtiments

C. Guigou-Carter, R. Foret, M. Villot and J.-B. Chéné

CSTB - Centre Scientifique et Technique du Bâtiment

CFA 10

10ème Congrès Français d’Acoustique 2010 | Lyon, France

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Introduction

Règlementation acoustique française ne s’applique généralement pas dans le cadre de la rénovation d’un bâtiment.

Nombre de bâtiments soumis à une rénovation thermique va augmenter significativement dans les prochaines années pour des raisons d’économie d’énergie.

Il devient donc important d’analyser l’effet d’une rénovation thermique sur la performance acoustique d’un bâtiment.

Des solutions thermo-acoustiques pourraient être proposées si nécessaire pour améliorer à la fois la performance thermique et acoustique

Etude présentée concerne un bâtiment des années 80.


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Description du bâtiment

5 étages (R+5) 28 logements Garage en sous-sol

Rez-de-chaussée Etages

Limite des appartements Ascenseur Escaliers Accès au garage


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Description du bâtiment

Façade et murs séparatifs entre logements en béton de 20 cm

Doublage thermique composé de 50 mm de polystyrène

expansé PSE et d’une plaque de plâtre BA13 est monté sur la

façade

Tous les planchers sont en béton de 20 cm

Le plancher bas (entre le parking non chauffé et les logements

du rez-de-chaussée) est traité avec un flocage de 40 mm en laine

minérale

Les fenêtres et les portes-fenêtres sont équipées d’un simple

vitrage de 4 mm

Le toit terrasse inclut un traitement thermique extérieur

correspondant à une couche de 50 mm d’épaisseur de polystyrène

expansé PSE avec un traitement d’étanchéité à l’eau et une

couche de gravier de 2 cm


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Description de la rénovation thermique

Sur le plancher bas, une couche supplémentaire de 120 mm de

laine minérale serait ajoutée

Façade pourrait être traitée soit avec une isolation thermique

par l’extérieur (ITE) soit en replaçant le doublage thermique

intérieur par un plus efficace thermiquement et plus épais (ITI)

ITI = 80 mm PSE avec plaque de plâtre BA10

ITE = 150 mm PSE avec un enduit de finition de 6 mm

Fenêtre et portes-fenêtres seraient équipées avec des doubles

vitrages 4/16/4 et une entrée d’air

Le traitement thermique du toit terrasse serait remplacé par

une nouvelle couche de PSE en 120 mm


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Outils de prédiction acoustique

Logiciel ACOUBAT basé sur les normes NF EN 12354-1, -2, -3

and -6 est utilisé pour évaluer la performance acoustique du

bâtiment avant et après rénovation.

La performance acoustique des différentes parois sans et avec

les solutions de rénovation proposées peut être évaluée à partir

des composants de la base de données ACOUBAT Sound ou de

données mesurées en laboratoire, soit prédite à l’aide d’un

logiciel de prédiction CASC

Le logiciel de prédiction CASC est basé sur une approche de

matrice de transfert et est utilisé pour évaluer l’indice

d’affaiblissement acoustique, le coefficient d’absorption

acoustique, le niveau de bruit d’impact (machine à choc

normalisée), le niveau de bruie de pluie pour des composants du

bâtiment


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Règlementation acoustique française

La performance acoustique des logements du bâtiment avant et

après rénovation thermique est comparée aux niveaux de la

règlementation acoustique française pour les bâtiments

d’habitation neufs

Emission Réception DnT,A en dB L’nT,w en dB DnT,A,tr en dB

Garage Séjour/ChambreCuisine/Salle d’eau

5552

-

Séjour/Chambre Séjour/ChambreCuisine/Salle d’eau

5350

5858

Espace extérieur Séjour/ChambreCuisine

3030


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Configuration du bâtiment

Séjour(4.4x3.6 m2)

Cuisine (2.2x3 m2)

Garage (6x6 m2)

Chambre (2.4x3.9 m2)ou Cuisine (2.2x3 m2)

Toit terrasse

Cuisine (2.2x3 m2)

Séjour(4.4x3.6 m2)

Chambre(3x3.9 m2) Chambre

(2.4x3.9 m2)


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Rénovation plancher bas

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1600

2000

2500

3150

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5000

Fréquence (Hz)

DR

(d

B)

Flocage Original 40 mm

Flocage Rénovation 40+120 mm

D(Rw+C)direct

Flocage Original 40 mm -3 dB

Flocage Rénovation 40+120 mm -1 dB

Augmentation de l’épaisseur du flocage de 40 à 160 mm (40+120 mm) -> minimum de performance acoustique se déplace de 1000 Hz à 250 Hz

Ce minimum de performance acoustique associé à la résonance de l’onde de compression se propageant dans le squelette du matériau fibreux


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Rénovation de la façade

Le nouveau doublage intérieur ITI est globalement associé à une performance acoustique meilleure que celui existant d’origine dans le bâtiment.

La performance acoustique du système ITE considéré est largement négative autour des tiers d’octave 315 et 400 Hz à cause d’une fréquence de résonance

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3150

4000

5000

Fréquence (Hz)

DR

(d

B)

ITI Original (50+13mm)

ITI Rénovation (80+10)

ITE Rénovation (150mm)

D(Rw+C)direct D(Rw+Ctr)direct

ITI Original (50+13mm) -3 dB -4 dB

ITI Rénovation (80+10mm) -1 dB -1 dB

ITE Rénovation (150mm) -6 dB -4 dB


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Rénovation des fenêtres

Excepté à la fréquence masse-ressort-masse, la fenêtre avec un double vitrage correspond à une meilleure performance acoustique que celle du simple vitrage.

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1600

2000

2500

3150

4000

5000

Fréquence (Hz)

R (

dB

)

Original - Fenêtre avec simple vitrage (4mm)

Rénovation - Fenêtre avec double vitrage (4-16-4)

Rw+Ctr

Original – Simple vitrage 4 mm 24 dB

Rénovation - Double vitrage 4-16-4 29 dB


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Rénovation du toit terrasse

Augmentation de l’épaisseur du PSE associée à une diminution de la fréquence de résonance vers les basses fréquences

Performance acoustique du système de couverture le plus épais plus faible dans les basses fréquences (tiers d’octave entre 100 et 160 Hz)

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1600

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Fréquence (Hz)

DR

(d

B)

Couverture Originale - PSE 50 mm

Couverture Rénovée - PSE 120 mm

D(Rw+Ctr)direct

Couverture Originale - PSE 50 mm -5 dB

Couverture Rénovée - PSE120 mm -6 dB


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Isolement vis-à-vis de l’extérieur - Façade

Changement de fenêtre avec un vitrage simple à un double vitrage a le plus d’influence sur l’isolement de façade ; une modification du doublage thermique intérieur ou l’ajout d’un doublage thermique extérieur a peu ou pas d’effet sur l’isolement de façade obtenu Indice Dnt,A,tr est dans tous les cas supérieur à la valeur exigée de 30 dB dans le neuf Ajout d’une entrée d’air de performance Dn,e,w+Ctr=36 dB réduit généralement l’isolement de façade de 2 à 3 dB; une entrée d’air de performance Dn,e,w+Ctr=42 dB, de seulement 1-2 dB.

DnT,A,tr

en dB

Situation Originale

Double vitrage

Double vitrage+ ITI

Double vitrage+ ITE

Double vitrage + Entrée d’air

36 dB+ ITI

Double vitrage + Entrée d’air

42 dB+ ITI

Cuisine 28 34 34 33 30 32

Séjour 29 34 34 34 32 34

Grande chambre 30 35 35 35 33 34

Petite chambre 30 35 35 35 32 34


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Isolement vis-à-vis de l’extérieur - Toiture

Avant rénovation thermique, le chemin acoustique associé à la façade comportant une baie vitrée est le plus pénalisant sur l’isolement aux bruits extérieurs. Après rénovation thermique, le chemin latéral associé à la toiture terrasse est légèrement diminué et influe légèrement en basses fréquences (tiers d’octave 100 et 160 Hz) sur l’isolement acoustique global. Le chemin prépondérant sur l’isolement acoustique après rénovation thermique reste tout de même celui associé à la façade comportant la baie vitrée

DnT,A,tr

en dB

Situation Originale

Double vitrage

Double vitrage+ ITI

+ ITE Toiture

Double vitrage+ ITE

+ ITE Toiture

Double vitrage + Entrée d’air 42 dB+ ITI +ITE Toiture

Cuisine 32 37 37 37 36

Séjour 30 35 35 35 35


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Isolement acoustiquepar rapport au garage

Modification du doublage thermique intérieur ITI et l’ajout de 12 cm supplémentaire de laine minérale à la couche originale de flocage sont associés à une diminution de 1dB de l’isolement vertical entre le garage et une chambre ou une cuisine. Les niveaux d’isolement acoustique par rapport au garage sont inférieurs à ceux requis pour une nouvelle construction spécialement pour une chambre De nouveaux types de solution thermo-acoustique intégrant un système de découplage entre le plancher et l’isolant doivent être développés et mis au point pour palier à ce problème.

DnT,A en dB Règlementaire neuf

Situation Originale

Rénovation - ITI + couche supplémentaire

en laine minérale

Garage –Chambre

55 51 50

Garage – Cuisine 52 51 50


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Conclusions

Effet d’une rénovation thermique sur la performance acoustique

d’un bâtiment des années 80 a été étudié

Changement de fenêtre en passant d’un simple vitrage à un

double vitrage a un effet important et positif sur l’isolement de

façade ; cet effet peut-être réduit si une entrée d’air est montée

sur la menuiserie de la fenêtre

La rénovation thermique sur le plancher bas entre le garage en

sous-sol et un logement au rez-de-chaussée a un effet négatif sur

l’isolement acoustique Des solutions spécifiques thermo-

acoustiques doivent être développées pour ce type de rénovation

Des mesures sur site ont été effectuées pour ce type de bâtiment

et sont en accord avec les résultats présentés

D’autres types de bâtiment sont en train d’être considérés avec

la rénovation thermique associée

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