Isolations acoustique et thermique: comment les concilier? 20oct2010

1 Isolations acoustique et thermique: comment les concilier ? !

Un habitat durable à Bruxelles

Isolations acoustique et thermique

comment les concilier ?

Sophie MERSCH 20 octobre 2010 Le Centre Urbain


Trop d’interventions visant à améliorer les performances énergétiques d’un bâtiment sont effectuées sans prendre en compte l’aspect acoustique alors que, le plus souvent, on peut combiner les deux.

L’isolation acoustique demande peu d’efforts supplémentaires si les bons choix sont faits au départ.

Objectifs de la présentation

•! Système structurel et matériaux de gros œuvre

•! Type d’isolant

•!Mise en œuvre des finitions

•! Dispositifs pour réduire le bruit des équipements

Quels choix ?


Déperditions thermiques

Maison non isolée



Passage du bruit

toiture

fenêtres

joints

ventilation

(murs)



Bruits aériens voix, télévision, musique, bruits qui se transmettent

principalement par la paroi de séparation

!

Illustr: Isover

Notions d’acoustique

Bruits de choc bruits de pas, chute ou déplacement d’objets, vibrations émises par des machines, qui se transmettent par la structure

Une même source peut parfois produire à la fois des sons aériens et de contact - p.ex. machine à laver, chaudière…

Type de sources – mode de propagation

boîte dans la boîte


L’isolation acoustique

consiste à traiter la transmission des bruits, tandis que

Illustr: Isover

la correction acoustique traite l’absorption et la réflexion du son sans modifier les propriétés de transmission de la paroi.

isolation acoustique absorption acoustique



Le bruit aérien se transmettant par vibration, deux principes permettent de l’arrêter :

1)"masse : plus un matériau est lourd (dense et épais), meilleure est l’isolation aux bruits aériens

2)"ressort (système masse-ressort-masse), qui amortit les vibrations

m1 m2 d

Grands principes Masse - ressort - masse

Désolidarisation Absorption Etanchéité



Source: CSTC

Masse - mur lourd

Contradiction isolation thermique et acoustique…



Source: IBGE

Décollage avion à 50 m

Décollage avion à 300 m

Studio d’enregistrement

Concert musique amplifiée

Forêt / chambre à coucher Bibliothèque / séjour Grands magasins

Rue animée Radio puissante Avenue à grand trafic Marteau-piqueur

Musique de chambre

Studio de radio

Ambiances sonores Sensation auditive

Conversation à voix forte

Obligation de crier pour se faire entendre

Conversation difficile

Conversation à voix normale Début interférence sommeil

Calme Très calme Seuil d’audibilité

Seuil de douleur



Type de sources – spectre sonore



Type de sources


40 45 50 55 60 65 70 75 80

20

31,5

50

80

125

200

315

500

800

1250

2000

3150

5000

8000

Fréq. (Hz)

dB

Trafic rapide cris d’enfants

Trafic citadin avions

Basses / hautes fréquences


Qualité de l’isolation Indice d'affaiblissement acoustique normalisé Rw

Mesure en labo EN ISO 717

indice à valeur unique en dB (A)


Rw (C;Ctr) = 48 (-4;-9) dB


émission réception labo Rw

in situ

Rw

Dn,w

émission réception



Eléments qui influencent le résultat in situ

•! Influence de l’enduit Bloc béton cellulaire 14 cm

sans enduit Rw = 25 (-1;-4) un côté enduit Rw = 43 (-1;-4) deux côtés enduits Rw = 44 (0;-3)

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

R [d

B]

! Etanchéité à l’air - idem isolation thermique

•! Imperfection des finitions

L’élément le plus faible détermine la performance de l’ensemble



Eléments qui influencent le résultat in situ

•! Pertes par voies latérales – plus importantes si les murs sont légers

m1= m2

! perte de 2 à 3 dB

m1

m2 m2

m1 " 1.5 m2

! perte 5 à 6 dB

m1 > 1.7 m2

! perte >10 dB

m1

m2 m2

m1

m2 m2

! Pertes par rapport à l’isolation directe Rw

Attention ! Ossatures

bois

! Inertie thermique : favorable à l’isolation acoustique



NBN S01-400-1

Norme acoustique

Passage du bruit

toiture fenêtres joints ventilation (murs) + iso intérieur au bruit aérien + iso au bruit de choc + niveau sonore installations tech. + dépassement du bruit de fond + réverbération halls et escaliers

Isolation façades au bruit aérien

pour logements neufs et rénovés pour lesquels un permis d'urbanisme a été demandé après le 29 avril 2008


Source: CSTC

Masse - mur lourd NBN S01- 400 -1

Isolation des murs


100 Hz 2500 Hz

Panneaux légers et souples (p.e. plaques de plâtre)

400 Hz

Blocs légers p.e. carreaux de plâtre, blocs de béton cellulaire

Blocs lourds

basses aigus Source: CSTC

Masse - mur lourd Fréquence critique

Isolation des murs


Masse - mur lourd Plus le mur est étanche à l’air, meilleure est l’isolation acoustique

Important ! C’est le point le plus faible qui détermine les performances de l’ensemble. Donc:

•!Ne pas interrompre l’homogénéité de la masse

•!Eviter les saignées, placer les interrupteurs plutôt en surface

Isolation des murs


Masse–ressort–masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité

Ill: Pan-terre

m1 m2 d

Isolation des murs

Ressort - cloison légère


Ill: Pan-terre

m1 m2 d

•!cloison légère, souple mais parfaitement étanche à l'air,

•!constituée de plaques de plâtre ou fibro-plâtre posées de part et d’autre d’une ossature flexible (métallique),

•! l’ossature est construite sur une bande de matériau résilient,

•! le vide est rempli partiellement ou totalement d’un matériau absorbant acoustique souple,

•!La finition périphérique se fait au mastic à peindre.

Isolation des murs





Isolation des murs

Matériau absorbant Tous les absorbants acoustiques sont des isolants thermiques, mais l’inverse n’est pas vrai: les isolants rigides et à cellules fermées n’absorbent pas le son. A utiliser: isolants souples ou semi-rigides à cellules ouvertes (en panneaux, en rouleaux ou en vrac) •! Laines de mouton, minérales et végétales (lin, chanvre, bois, coton…) •! Mousses de cellulose, mousses de mélamine…



flocons ce cellulose laine de bois laine de coton chanvre



Isolation des murs

Matériau résilient Matériau souple, élastique, à cellules fermées, qui se déforme mais reprend sa forme après déformation. Ex: caoutchouc, pneus recyclés, polyéthylène extrudé, latex, mousses de PVC ou PU élastiques… Moins efficaces, mais beaucoup plus écologiques : bandes de coco ou de liège



caoutchouc recyclé coco

polyéthylène

polyéthylène mousse de PVC

24 Isolations acoustique et thermique: comment les concilier ? !Source: CSTC


Isolation des murs

m1 m2 d



Isolation des murs

avec 3 plaques de chaque côté, jusqu’à 69 dB


Doublage acoustique Panneau de doublage sans ossature

•! panneau prêt à l’emploi, constitué d’une plaque de plâtre à laquelle est fixé un matériau absorbant (à cellules ouvertes) - minimum 4 cm

•! collé à la cloison existante au moyen de plots de colle ou de fixations anti-vibratiles spéciales, en laissant une lame d’air entre le complexe et le mur existant

•! peu efficace, et si le mur à doubler est trop léger, peut aggraver la transmission du bruit !!!

•! doublage de murs extérieurs (boîte dans la boîte) : absence de pare-vapeur

Ill: Isover

Absorbant semi-rigide

résilient

fixation souple

Isolation des murs

m1 m2 d



•! Idem cloison légère

•! ép 8,5 cm minimum

Doublage sur ossature indépendante

Isolation des murs

Doublage acoustique

m1 m2 d



•!Totalement indépendante de la cloison existante et désolidarisation périphérique par une bande souple

•!Attention à l’accrochage d’équipement

Doublage sur ossature indépendante

Isolation des murs

Doublage acoustique Masse–ressort–masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité


Source: CSTC

Doublage

Isolation des murs

Rw mur seul (9 cm béton cell.) = 36 dB Rw mur + doublage (17,5 cm) = 54 dB

< 30 dB 30dB 35 dB 40 dB 45dB!


Isolation thermique Principes d’une bonne isolation : créer une barrière

Isolation des murs

La meilleur barrière = le vide, encore difficile à obtenir, donc on travaille avec l’air, l’air immobile Le principe de tout isolant thermique repose

sur la multiplication de petites poches d'air. Ces poches d’air n’isolent que si l’air ne circule pas entre elles.


Isolation thermique – résistance thermique R

Isolation des murs

Pour connaître le niveau d’isolation d’une couche d’isolation on prendra en compte la conductivité thermique (##) et l’épaisseur du matériaux (ép). Le rapport entre les deux détermine la résistance thermique (R)

R = ép / ## R = m2K/W # = W/m.K ép = l’épaisseur de l'isolant en m

Plus R est grand, plus le matériau est isolant

ex: pour la prime énergie, il faut pour l’isolation des murs : R ! 2 Si on utilise de la laine de bois avec # = 0,040, il faut une épaisseur :

ép = R x # = 2 x 0,040 = 0,080 m, soit 8 cm


Par l’extérieur

Isolation des murs

Isolation enduite Isolation sous bardage

Par l’intérieur Isolation enduite Isolation sur ossature


Isolation thermique Principes d’une bonne isolation

Isolation des murs

Une paroi est thermiquement performante si elle arrête toute infiltration d'eau, si elle est étanche à l'air,

si elle s'oppose au passage des flux de chaleur, si elle gère correctement les flux de vapeur d'eau.


Isolation thermique Gérer les flux de vapeur

Isolation des murs

Pourquoi ?

•! Une personne peut produire ± 2 L de vapeur d’eau par jour à l’intérieur des bâtiments,

•! Un air fortement chargé en vapeur d’eau (humidité absolue élevée) cherche à s’équilibrer avec les masses d’eau voisines dont l’humidité relative est moindre. En hiver, l’air est toujours plus sec à l’extérieur.

Les stratégies

•! La stratégie ancienne: composer avec l’humidité •! La stratégie moderne: faire barrage (le pare-vapeur) •! La stratégie en éco-construction: réguler et favoriser le transit


Isolation thermique Réguler et favoriser le transit de la vapeur

Isolation des murs

Principe 1 Disposer les matériaux en couches de perméabilité croissante de l’intérieur vers l'extérieur, les couches les plus fermées côté intérieur et la plus ouverte à la vapeur d’eau à l’extérieur,

Principe 2 Limiter la pénétration de la vapeur d’eau dans la paroi (le freine-vapeur),

Principe 3 Choisir des matériaux suffisamment capillaires pour permettre à l’eau éventuellement condensée de migrer vers l’extérieur.


Isolation thermique

Isolation sur ossature

Isolation des murs

1.! Mur d’origine 2.! Ossature bois 3.! Ouate de cellulose 4.! Freine-vapeur étanche à l’air 5.! Liteaux espace technique 6.! Panneaux de finition

Dans le cas de murs isolés par l’intérieur, il faut adopter une autre stratégie.

Réguler et favoriser le transit de la vapeur


Isolation thermique

Isolation des murs

Réguler et favoriser le transit de la vapeur

•!Soit on empêche toute humidité de pénétrer dans l’isolant en plaçant un pare-vapeur parfaitement étanche;

•!Soit on place un freine-vapeur combiné avec un matériau capable de régulation hygrométrique.

Deuxième stratégie plus intéressante: -!La régulation de l’humidité dans

l’isolant évite la condensation dans l’enduit,

-! Isolation contre les chaleurs estivales.


Isolation des murs

Doublage acoustique sur mur ext.

Isolation sur ossature indépendante 1.! Mur d’origine 2.! Ossature métal désolidarisée (idéalement: intercaler couche d’isolant) 4.! Ouate de cellulose ou autre

matériau absorbant souple 5.! Etanchéité à l’air 6.! Liteaux espace technique (éventuel) 7.! Panneaux de finition lourds et désolidarisés

•! Idem isolation thermique par l’intérieur + grands principes:


m1 m2 d


Isolation des façades

Passage du bruit

toiture

fenêtres

joints

ventilation

(murs)


Traitements prioritaires pour la protection contre le bruit ext.

1. fuites - étanchéité à l’air 2. orifices de ventilation 3. caissons à volets 4. vitrages 5. châssis


2

4

1

1

1

3

!! tout à fait compatible avec isolation thermique


1. étanchéité à l’air • entre verre et châssis - mastic résistant aux UV et aux chocs thermiques,

• entre dormant et ouvrant - joints de frappe ou de calfeutrage bien comprimés (mais pas trop !) - le mieux: profilés à lèvres ouvertes (en V) - ou joints façonnés sur place pour épouser les irrégularités.

ill: CSTC - NIT 221

ill: Hebgo

Isolation des façades Masse–ressort–masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité



• entre châssis et maçonnerie 1. étanchéité à l’air


• entre châssis et maçonnerie 1)!remplissage des vides éventuels par un isolant souple (pas de

matériau léger rigide comme le polystyrène expansé ni les mousses en bombe durcissantes non élastiques),

2)!fermeture avec un matériau lourd (mortier à l'extérieur, plâtre ou éventuellement bois massif à l'intérieur), en laissant un joint le long du châssis,

3)!fermeture étanche avec joint silicone à l'extérieur et mastic à peindre à l'intérieur (attention : pas de joints silicones plus larges que 5 mm – au besoin réaliser un fond de joint au mortier).


1. étanchéité à l’air Masse–ressort–masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité



2. ventilation Grille de ventilation acoustique

Plus encombrantes que les systèmes classiques, puisque leur efficacité n’est assurée que si le trajet de l’air est long

!Jusqu’à 49 dB (ouvert) !

Ill Renson


-!tapisser les faces intérieures d’un matériau absorbant souple

-!doubler le coffre de matériaux plus lourds (p.ex. multiplex doublé de masse acoustique bitumeuse)

-!Joint silicone

3. volets




30 dB 35 à 39 dB (+ 5 à 9 dB)

28 dB (- 2 dB)

37 à 50 dB (+ 7 à 20 dB)

4. vitrage L’isolation acoustique ne conduit pas nécessairement à l’utilisation de double vitrage, mais un vitrage acoustique est compatible avec un vitrage superisolant thermique

4 4 4


Ar



4. vitrage

" Double vitrage thermique standard " Double vitrage asymétrique " Double vitrage avec verre feuilleté acoustique

Basses fréquences hautes fréquences

Affa

iblis

sem

ent a

cous

tique

(dB

)

Ill Glaverbel

correspondance des fréquences critiques

Performances d’autant meilleures que les verres sont épais



Bois est un bon isolant – le plus dense possible Châssis anciens peuvent souvent être adaptés

Métal et PVC: importance du profilé - vérifier leurs performances acoustiques chez le fournisseur (doivent être équivalentes à celles du vitrage)

5. châssis



Double fenêtre •!survitrage: verre ou châssis appliqué sur le châssis existant en

laissant une lame d’air de ± 5 cm

•!deux châssis séparés dans la même embrasure - idéalement 15 cm entre les deux vitrages

•!deux châssis totalement désolidarisés (embrasures désolidarisées)

ill: CSTC ! 45 à 55 dB


5. châssis Masse–ressort–masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité


Isolation des toitures

Toitures à versants

par l’intérieur

isoler les combles

par l’extérieur




Un système ouvert à la vapeur d’eau

Isolation par l’intérieur




La sous-toiture •! protège l’isolant contre l’eau des intempéries et la

condensation de la face interne de la couverture

•! assure l’étanchéité au vent

Rigide et fermé à la vapeur d’eau

Souple et fermé à la vapeur d’eau

Souple et ouverte à la vapeur d’eau microporeux ou non à privilégier pour

l’isolation acoustique

Rigide et ouverte à la vapeur d’eau



L’isolant


Tous les absorbants acoustiques sont des isolants thermiques, mais l’inverse n’est pas vrai: les isolants rigides et à cellules fermées n’absorbent pas le son. A utiliser: isolants souples ou semi-rigides à cellules ouvertes (en panneaux, en rouleaux ou en vrac) •! Laines de mouton, minérales et végétales (lin, chanvre, bois, coton…) •! Mousses ou flocons de cellulose…

flocons ce cellulose laine de bois textile recyclé chanvre



Adaptation de la structure




L’étanchéité à l’air : très important !


ex: fente de 1 mm dans une construction isolée avec pare-vapeur •! isolant: 16 cm laine de bois •! t° int. +20° C, 50 % humidité relative •! t° ext. -10° C

Pertes d‘énergie Valeur R théorique: R = ép / ## = = 4 m2.K/W Valeur R avec la fente 0,8 m2.K/W soit l‘équivalent de 3,3 cm d‘isolant !

facteur 4,8 source: pro clima - Moll mesures: Institut für Bauphysik - Stuttgart

0,16

0,040



L’étanchéité à l’air




Toitures à versants Masse–ressort–masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité m1 m2

d

cavalier antivibratile

Acoustique : idem + grands principes




!! sous-toiture lourde - généralement panneaux d'aggloméré de bois imprégnés de bitume ou de latex - 2 panneaux si leur poids peut être supporté

!! isolant souple

!! cadre métallique léger ou crochets spéciaux

!! panneaux de finition - plaques de plâtre ou fibro-plâtre (2 ou même 3 plaques superposées si la structure permet de reprendre la surcharge) fixées à la charpente de manière antivibratile

Masse–ressort–masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité m1 m2

d Acoustique : idem + grands principes


Toitures plates


fgs

•! Par l’extérieur

toiture chaude toiture inversée toiture combinée

•! Par l’intérieur toiture froide toiture compacte toiture mixte


Toitures plates


La toiture froide couche ventilée entre l’isolant et les panneaux de toiture: absolument déconseillé !

La toiture compacte 1.! terrasse éventuelle 2.! Étanchéité 3.! Support 4.! Isolant 5.! freine-vapeur variable 6.! coulisse technique 7.! panneaux de finition

La toiture mixte toiture compacte + couche d’isolation par l’extérieur + étanchéité


Toitures plates


Masse–ressort–masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité m1 m2

d m1

m2

d

Acoustique : idem + grands principes

1.! terrasse éventuelle (toiture verte est favorable)

2.! Étanchéité 3.! Support lourd (béton est favorable) 4.! Isolant absorbant souple 5.! freine-vapeur variable 6.! coulisse technique 7.! panneaux de finition lourds (non perforés !)

et désolidarisés – mis en œuvre comme un plafond acoustique


•!fixations ou suspentes antivibratoires,

•!structure métallique désolidarisée des murs par un bandeau souple,

•!finition des joints avec du mastic ou silicone à peindre.



Toitures plates

m1

m2

d

Mise en oeuvre : idem faux-plafond acoustique


Toitures plates

R de l’isolant thermique > R de l’absorbant acoustique


Si pièces humides : R isolant thermique = 1,5 x R absorbant acoustique

Isolant acoustique: cellulose # = 0,040 Epaisseur 8 cm ! R = 2

Isolant thermique: PU # = 0,025 R > 2 ! ép > 5 cm

Exemple: ép (en m) = R x #

Masse–ressort–masse Désolidarisation Absorption - Etanchéité La toiture mixte

Si une isolation a été réalisée par l’intérieur sans étanchéité à l’air, on évite tout problème si on replace un isolant par l’extérieur avec


Bruits de contact Se traitent par l’utilisation de matériaux résilients, ou autres matériaux de désolidarisation ! Sur sol à isoler thermiquement, bien choisir ce matériau !

Matériau résilient: - matériau souple à cellules fermées, - qui reprend sa forme après déformation - ép 3 à 10 mm min. - ex: latex, mousse de polyuréthane, de PVC, polyéthylène extrudé, caoutchouc, néoprène…

Matériaux de désolidarisation non résilients: - absorbants à haute densité

- à utiliser en plus grande épaisseur (10 à 40 mm) - ex: mousse rigide de bois ou de papier, liège

et autres matériaux écologiques et/ou recyclés

Isolation des sols


Bruits de contact

Plancher flottant

Chape coulée •! chape de mortier armée (ép. 5 cm), •! coulée sur matériau désolidarisation (4 cm) + visqueen,

Ill: Amphion

Isolation des sols

•! désolidarisation périphérique

Ill: Amphion



Bruits de contact

Plancher flottant

Chape sèche •! Panneaux lourds •! posés sur matériau de désolidarisation

•! désolidarisation périphérique


Isolation des sols


Complexe isolant entre solives (bruits aériens + de contact)

•!matériau absorbant: remplissage 60 % •!bandes résilientes sur les solives, •!désolidarisation périphérique, •!panneaux de sol en pose flottante, •!désolidarisation des plinthes.

m1

m2

d


Isolation des sols


Implantation des équipements

Bruit des équipements


•!Equipements placés sur des blocs anti-vibratiles, •!Attaches et percements pour passage des conduits munis de

matériau anti-vibratile et raccords souples.


Machinerie ascenseur

Ill. Isolbruit

Accessoires anti-vibratiles Chaudière, groupe ventilation, machinerie ascenseur…


Pour éviter la transmission des bruits de contact sur les appareils sanitaires, on les pose sur des rondelles de caoutchouc ou des plots anti-vibratiles et on les désolidarise des murs et cloisons.

Accessoires anti-vibratiles Appareils sanitaires



•! les désolidariser de leur support ou des parois traversées par des colliers ou manchons anti-vibratiles,

•! les regrouper dans des caissons isolés, •!changements de direction ou de diamètre

aussi graduels que possible. •!Chauffage: conduites pas ancrées dans

les murs mais collées localement avec un enduit élastique.

Accessoires anti-vibratiles Canalisations



Système central de ventilation mécanique contrôlée: placer le ventilateur sur des blocs anti-vibratiles, dans un local isolé acoustiquement ou à l’écart des pièces de vie.

Ventilation mécanique

Les percements pour passage des conduits sont munis de matériau anti-vibratile et les raccords se font par des pièces souples.



Capotage

Piège à son à installer sur le passage de l’air ou des fumées

Silencieux

Caisson isolant tapissé d’un matériau hautement absorbant

Epaisseur de l’isolant et type de perforation peuvent être adaptés en fonction des fréquences à absorber

Remarque: utile même s’il n’est pas possible de réaliser un caisson étanche (correction acoustique, mais surtout contre les hautes fréquences)



Capotage Comparaison de 2 chaufferies, sans et avec traitement acoustique



Conclusions : les grands principes

Isolation acoustique

Influence de la densité et du poids des plaques: deux plaques sont beaucoup mieux qu’une (joints alternés) Structure métallique mieux qu’en bois

Masse-ressort-masse

matériau absorbant – n’est pas un isolant acoustique s’il est utilisé seul, mais il est indispensable dans la constitution d’un complexe acoustique

Absorption

La moindre fissure anéantit les performances d’isolation acoustique d’un matériau - influence de l’enduit

Etanchéité à l’air

La désolidarisation des plaques et profilés métalliques par un matériau résilient (souple) est essentielle

Désolidarisation



Conclusions: énergie et acoustique: compatibles !

Energie et acoustique

L’isolation acoustique demande peu d’efforts supplémentaires si les bons choix sont faits au départ. Quels choix ?

Privilégier matériaux lourds - grande inertie Attention aux ossatures bois et blocs légers Choix du vitrage: propriétés peuvent être combinées

Système structurel et matériaux de gros oeuvre

Etanchéité à l’air

Absorbant: isolant souple ou semi-rigide à cellules ouvertes Résilient: matériau souple à cellules fermées OU, sur sol à isoler thermiquement, absorbant à haute densité en grande épaisseur

Type d’isolant

Prendre les précautions nécessaires (désolidarisation) Equipements

Parfaitement compatible ! Rajouter la désolidarisation…


Coordonnées utiles

www.ibgebim.be


www.ibgebim.be - Vademecum du bruit routier

Professionnels > Thèmes > Bruit

Coordonnées utiles


www.curbain.be - pages “isolation acoustique” en RENOVATION pages “isolation” en ENERGIE

Aides financières à l’isolation acoustique (2010)

Coordonnées utiles


Merci de votre attention !

Rédaction: Sophie Mersch - Le Centre Urbain / ABEA [email protected] ou 02/219 40 60

www.curbain.be

Le Centre Urbain!

Isolations acoustique et thermique: comment les concilier? 20oct2010

Documents

Transcript of Isolations acoustique et thermique: comment les concilier? 20oct2010