Isolation acoustique ACNAW - 2007 1/17

Quelques notions sur l’Isolation acoustique

1 Quelques définitions ..............................................................................................2

1.1 Isolation acoustique .......................................................................................2

1.2 Bruits aériens et bruits d’impacts...................................................................2

1.3 Isolement acoustique......................................................................................3

1.4 Transmission des bruits entre locaux.............................................................3

1.5 Isolation de façade .........................................................................................4

1.6 L’isolation acoustique proprement dite .........................................................4

2 Affaiblissement acoustique des parois simples homogènes (système masse

simple)............................................................................................................................5

2.1 La coïncidence ...............................................................................................5

2.2 Les pertes d'énergie acoustique et les transmissions latérales .......................6

2.3 La résonance ..................................................................................................6

2.4 En particulier..................................................................................................6

3 Indice d'affaiblissement acoustique des parois multiples (système masse-ressort-

masse) ............................................................................................................................7

3.1 Les parois doubles..........................................................................................8

3.2 Recommandations pratiques ..........................................................................9

4 Renforcement de l'isolation acoustique .................................................................9

5 Isolation acoustique des fenêtres .........................................................................11

5.1 Rôle du vitrage.............................................................................................11

5.1.1 Vitrage simple......................................................................................11

5.1.2 Vitrage double et multiple ...................................................................12

5.2 Etanchéité à l'air...........................................................................................14

5.3 Composition du châssis................................................................................14

5.4 Influence des volets roulants et de conduits de ventilation..........................14

5.5 Conclusions..................................................................................................15

6 Comment caractérise-t-on la performance « isolation acoustique » ? ................15

6.1 Caractérisation en laboratoire ......................................................................15

L’indice d’affaiblissement acoustique R [dB] .....................................................15

6.2 Caractérisation « In situ » ............................................................................16

6.2.1 L’indice d’affaiblissement acoustique apparent R’45°[dB] ..................16

6.2.2 L’isolement acoustique standardisé D2m,nT [dB].................................16

6.3 L’indicateur à valeur unique « pondéré » [dB]...........................................17

Isolation acoustique ACNAW - 2007 2/17

1 Quelques définitions

1.1 Isolation acoustique

L’isolation acoustique est l'action d'isoler, elle est donc constituée par l'ensemble des

moyens pris pour réduire la transmission d'énergie acoustique émise par des sources

aux endroits à protéger. Les moyens mis en œuvre sont variés et leur efficacité dépend

du type de bruits dont on veut se prémunir : bruits aériens, bruits d'impacts ou encore

vibrations.

1.2 Bruits aériens et bruits d’impacts

Les bruits produits dans (et autour) des bâtiments sont classés en fonction de leur

principe de production :

• Les bruits aériens (“airborne noise”) sont ceux dont l'énergie créée est rayonnée

directement dans l'air environnant la source : la conversation, le haut-parleur; les

appareils électroménagers et les véhicules sont considérés comme des sources de

bruits aériens pour ce qui concerne l'énergie rayonnée directement dans l'air.

• Les bruits d'impacts (“impact noise”), vibrations matérielles ou solidiennes sont

ceux créés à l'origine par le contact entre deux corps solides, c'est-à-dire créés

par la vibration d'un corps transmise directement à la matière des solides qui sont

en contact ou qui les prolongent. C'est le bruit des pas, des portes qui claquent,

la vibration d'un moteur transmise par son socle. C'est l'énergie acoustique des

véhicules transmise au corps en contact (rails, revêtement routier) et transmise

au bâtiment par le sol.

La distinction entre bruits d'impacts et vibrations (plutôt liées aux bruits des

équipements) résulte surtout du domaine fréquentiel considéré.

La distinction en bruits aériens et en bruits d'impacts n'est pas toujours simple : tout

bruit (créé par une vibration matérielle) est tel qu'une partie de l'énergie produite est

transmise à l'air environnant (bruit aérien) et une partie est transmise aux solides sur

lesquels la source est posée ou fixée (bruit d’impacts, ou indifféremment, bruit de

chocs).

Il peut y avoir prépondérance de l'une ou de l'autre énergie et le bruit créé finit le plus

souvent par être perçu par l'oreille en empruntant le milieu constitué par l'air. Mais la

distinction est fondamentale pour celui qui veut apporter une amélioration ou un

renforcement de l’isolation acoustique d’un local vis-à-vis de son environnement

(qu’il soit intérieur ou extérieur).

Ainsi, si dans le cas du bruit aérien, l'atténuation obtenue ira croissant avec la distance

effective entre source et récepteur, il n'en sera pas de même pour l'atténuation des

bruits d'impacts où l'énergie créée peut se propager jusque très loin par rapport à

Isolation acoustique ACNAW - 2007 3/17

l'endroit source (la vitesse de propagation dans les milieux autres que l'air est

supérieure à celle dans l'air).

1.3 Isolement acoustique

L'isolement acoustique quant à lui, est la valeur de la performance (c’est-à-dire le

résultat chiffrable) obtenue par suite de l'action entreprise pour isoler des bruits ou des

vibrations.

L'isolement constaté sera différent suivant qu'il résulte d'une mesure effectuée en

laboratoire ou sur chantier (on dit aussi in situ).

On représente généralement l'isolement acoustique par un spectre déterminé à partir

de méthodes d’essais normalisées (de la série des normes NBN EN ISO 140), spectre

que l’on peut ensuite convertir en un indice d’évaluation « unique » en suivant une

méthode de calcul normalisée également, la norme NBN EN IS0 717 (1997): partie 1

pour les isolements aux bruits aériens et partie 2 pour les évaluations en matière de

protection contre les bruits de choc.

1.4 Transmission des bruits entre locaux

La transmission d'énergie acoustique d'un local vers un autre (ou de l’extérieur vers

l’intérieur) emprunte partiellement la paroi de séparation commune aux deux

« milieux » (appelée voie de transmission directe) mais aussi les parois latérales

(voies de transmission latérale) et encore tous les détours possibles (voies dites de

transmission indirecte). En outre, dans la plupart des situations pratiques, il ne faudra

pas perdre de vue que l’isolation fait intervenir comme paroi des éléments de parois

voire des matériaux aux performances acoustiques différentes : l’inhomogénéité va

porter la performance globale (de l’ensemble) vers la performance du plus faible (et

ce d’autant que sa surface est plus importante).

Notons que la transmission directe est celle qui est mesurée en laboratoire, où l’on

mesure, ce que l’on appelle, l'indice d'affaiblissement acoustique R de la paroi.

La transmission acoustique in situ dépendra donc de cet affaiblissement acoustique

mais aussi de la surface de la paroi, et de l’importance des transmissions latérales et

des transmissions secondaires (ou fuites) mises en jeu tandis que les transmissions

Isolation acoustique ACNAW - 2007 4/17

latérales dépendent de la nature des parois latérales mais aussi du type de liaison

existant entre les parois et la séparative.

Notons encore que la nature du local de réception a une importance non négligeable :

en effet, dans un local de réception considéré comme plutôt réverbérant, le niveau

sonore transmis sera plus élevé (par suite des multiples réflexions sur les parois) que

dans un local de réception plutôt sourd (où l'énergie absorbée par les parois tend à

faire baisser le niveau de pression acoustique). Néanmoins le principe de la

normalisation des mesures vise à ramener le calcul à des situations de référence où cet

élément est donc incorporé.

Pour être complet, il faut encore signaler – dans le cas de mesurage de l’isolement aux

bruits aériens - que le type de bruit utilisé comme source d’émission (source

électronique, bruit industriel, trafics aérien, routier ou ferroviaire), voire l’allure de ce

spectre influencera la valeur constatée et calculée de l’isolement acoustique et cette

remarque prend davantage tout son sens lorsqu’il s’agira de réaliser une évaluation

par un indice unique suivant la norme NBN EN ISO 717.

1.5 Isolation de façade

Dans le cas de la protection acoustique vis-à-vis des bruits créés par les aéronefs au

voisinage des aéroports, il s’agit essentiellement de l’isolation de la façade voire plus

globalement de l’enveloppe du bâtiment vis-à-vis de bruits aériens extérieurs.

1.6 L’isolation acoustique proprement dite

Recourir à l’isolation acoustique en termes de méthodes ou moyens d’action demande

une grande attention dans la conception et des soins méticuleux dans l’exécution, on

veillera à examiner les différentes voies possibles de transmission acoustique pour

évaluer l’isolement acoustique final mais aussi pour apprécier au mieux les actions

susceptibles d’apporter une amélioration de l’isolation acoustique « après-coup » et de

juger de l’efficacité des moyens.

Deux grandes pistes s’offrent à celui qui veut envisager les moyens d’obtenir une

isolation acoustique aux bruits aériens : on parlera de la loi de masse (et de fréquence)

ou de système masse-ressort-masse, ce qui revient à différencier les moyens en

évoquant le type de paroi ainsi constituée soit une paroi simple ou une paroi double

Isolation acoustique ACNAW - 2007 5/17

(voire multiple) dont les constituants sont séparés par un milieu élastique jouant le

rôle de ressort et limitant les transmissions, augmentant par là l’isolement acoustique.

L’isolement acoustique apporté variera en fonction de la fréquence considérée (elle

pourrait donc présenter des « défauts localisés ») et cette réponse en fréquence va

dépendre principalement pour un matériau donné des épaisseurs et des surfaces en

jeu ; il sera donc toujours nécessaire de tenir compte de la nature spectrale de la

source vis-à-vis de laquelle on veut se protéger.

2 Affaiblissement acoustique des parois simples homogènes (système

masse simple)

Lois de masse et de fréquence expriment que l’affaiblissement acoustique augmente avec la

masse et avec la fréquence : en les doublant, la valeur « théorique » de l’affaiblissement

acoustique augmente de 6 dB mais ….. pas partout !

Quelques précisions pour les parois simples

2.1 La coïncidence

Il y a un point faible dans l'évolution du spectre en fréquence. Cette zone est

déterminée par les propriétés physiques du matériau constitutif de la paroi :

épaisseur, module d'élasticité, masse volumique. La fréquence à laquelle ce

phénomène se manifeste est appelée fréquence critique, on trouvera ci-après

quelques exemples :

Isolation acoustique ACNAW - 2007 6/17

Matériau

Fréquence critique (Hz)

Masse

volumique

e = 1 cm

e = 10 cm

(kg/m3)

Acier

Aluminium

Verre

Béton

Maçonnerie

Plâtre

Bois (sapin)

Plomb

1000

1250

1280

1730

2140

3550

6000

8000

100

125

128

173

214

355

600

800

7800

2700

2500

2300

1800

1200

600

10600

2.2 Les pertes d'énergie acoustique et les transmissions latérales

La mesure avec laquelle une paroi de séparation est mise en vibration par les

ondes sonores incidentes est aussi influencée par l'amortissement interne η

(facteur de pertes au sein de la paroi) et les conditions aux bords (facteur de pertes

dues à la conduction de l'énergie acoustique aux parois voisines).

Ce sont ces pertes d'énergie qui déterminent la profondeur du "manque"

d'isolement dans la zone de coïncidence.

En outre :

• Si la paroi de séparation est limitée par des constructions lourdes et rigides, alors

les vibrations sont réfléchies aux bords (grande discontinuité aux limites) : on

obtient ainsi les conditions de laboratoire;

• Si les constructions adjacentes ont des propriétés comparables à celles de la

paroi de séparation ou sont des parois légères, alors une partie de l'énergie

vibratoire sera transmise aux bords et ainsi un bruit sera rayonné par les parois

latérales (situations pratiques réelles).

2.3 La résonance

Ce phénomène est le plus souvent sensible aux basses fréquences et est dû à la

dimension finie des parois.

2.4 En particulier

• Les éléments creux Le comportement d'une paroi non homogène, renfermant des poches d'air, est tel

que l'isolement acoustique d'une paroi en éléments creux est de 3 à 6 dB inférieur

à celui d'une paroi pleine de même masse surfacique. En particulier, à certaines

fréquences (correspondant aux résonances des cavités), la transmission du son est

accentuée.

Isolation acoustique ACNAW - 2007 7/17

• La perméabilité La porosité du (des) matériau(x) constitutif(s) d’une paroi va entraîner une perte

appréciable des propriétés acoustiques. On peut y remédier en appliquant un

enduit.

3 Indice d'affaiblissement acoustique des parois multiples (système

masse-ressort-masse)

L'indice d'affaiblissement acoustique d'une paroi simple dépend principalement de la

masse et de la rigidité (ou inversement, de l'élasticité) de la paroi. Si l'on veut obtenir

des indices importants, on doit donc avoir recours à des parois simples très lourdes.

Mais on peut aussi obtenir des indices supérieurs à ceux donnés par la loi de masse en

utilisant des parois multiples.

Les parois multiples sont composées de plusieurs panneaux séparés par de l'air ou par

des matériaux élastiques (laine minérale ou végétale, polystyrène, ...) absorbants.

L'isolation apportée par de tels complexes dépend de nombreux facteurs et il n'est pas

toujours facile de choisir les matériaux à utiliser.

En outre, la mise en oeuvre de tels ensembles est délicate et demande beaucoup

d'attention. Ainsi, dans certains cas, l'amélioration apportée par une structure multiple

par rapport à une structure simple de même masse n'est pas aussi importante qu'on

pourrait l'espérer.

Si les éléments distincts de la paroi multiple n'avaient aucune liaison entre eux, même

pas par l'air qui les sépare habituellement, l'isolement total serait la somme des

isolements de chaque élément. Hélas, la séparation complète n'est jamais réalisée au

point de vue acoustique. Les éléments composant une paroi multiple sont toujours

plus ou moins étroitement liés et la vibration de l'un entraîne la vibration de l'autre.

Isolation acoustique ACNAW - 2007 8/17

3.1 Les parois doubles

Avec des murs doubles tout à fait indépendants, le spectre de l'isolement acoustique

présente une pente qui peut varier entre 12 et 18 dB par octave, au-delà de la

fréquence de résonance. Cependant, plusieurs phénomènes peuvent altérer ce résultat

remarquable :

1. L'espace d’air entre les deux éléments peut créer un couplage. La résonance de

l'ensemble se manifeste à une fréquence bien déterminée et l'isolement acoustique

y est alors très affaibli dans cette zone. La résonance propre du système masse-

ressort-masse est déterminée par la masse des éléments et l'épaisseur du vide par

la relation suivante :

f 841

d(

1

m

1

mré s

1 2

= + ) [Hz]

avec : - m1 et m2 : en kg/m²

- d : en m

Autour de cette fréquence, l'indice d'affaiblissement acoustique de la paroi double

peut être plus faible que celui d'une paroi simple de masse équivalente.

Cette résonance de la paroi double, agissant comme un système mécanique, sera

choisie de manière à se situer dans les basses fréquences et même en dessous de

100 Hz; ce qui offre le double avantage d'être en dehors de la zone sensible de

l'oreille et de permettre aux fréquences supérieures (à frés) une évolution du

spectre nettement améliorée par rapport à la paroi simple.

2. La lame d'air comprise entre les deux éléments peut donner naissance à des ondes

stationnaires. On obtient ainsi un autre phénomène également néfaste à l'isolement

acoustique : la résonance de la lame d'air. Cette résonance se produit pour des

sons incidents vérifiant la relation :

fn c

2d= [Hz]

où : - n : est un nombre entier

- c : est la vitesse du son dans l'air (m/s)

- d : est l'épaisseur du vide (m)

Ses effets sont particulièrement prononcés lorsque les faces internes des deux

éléments sont lisses et réfléchissantes. On pourra éliminer ou atténuer ces effets

par la présence d'un matériau absorbant dans l'espace intermédiaire.

Ce matériau devra être moins rigide que la lame d'air et pourra être poreux. Pour

les distances usuelles entre les éléments de la paroi double, les fréquences de

résonance de la lame d'air sont en général situées dans les fréquences aiguës. Il est

de bon aloi de veiller à ce que ces fréquences de résonance soient à la fois en

Isolation acoustique ACNAW - 2007 9/17

dehors de la zone sensible de l'oreille et supérieures aux fréquences du bruit dont

on veut s'isoler.

3. Remarque : Chacun des éléments constitutifs de la double paroi possède toujours

une zone de coïncidence définie par la fréquence critique. On fera donc en sorte

que les “défauts” ne soient pas identiques pour les deux éléments afin de réaliser

une certaine "compensation" d'un élément par l'autre.

3.2 Recommandations pratiques

En pratique, lorsqu'on utilise des parois doubles, on veillera à ce que :

• Les deux éléments soient de nature et d'épaisseur différentes;

• L'espace entre les deux éléments soit rempli d'un matériau absorbant, à base de

fibres végétales ou minérales, non susceptible de créer une liaison rigide;

• La distance entre les faces intérieures des deux éléments soit suffisante, surtout si

l'un des éléments est léger. Dans ce cas, il faut au moins 5 cm;

• Dans le cas du double mur, les deux faces soient couvertes d'un enduit.

En pratique, hélas, il y a souvent couplage entre les deux éléments et ces couplages

influenceront défavorablement le comportement acoustique de la paroi. Citons-en

quelques exemples :

• Débris ou mortier: par exemple lorsque le creux est trop étroit ; un remplissage du

vide avec des matériaux absorbants permettra d'éviter de tels ponts acoustiques;

• Passage de conduites: celles-ci devront être flexibles;

• Ancrages: la construction réagit comme une paroi simple de même masse;

• Des parois légères dont les panneaux sont liés rigidement par des lattes présentent

la plupart du temps des propriétés acoustiques médiocres.

4 Renforcement de l'isolation acoustique

Un problème fréquent est celui de l'amélioration à apporter lorsque l'isolation

acoustique contre les bruits aériens se révèle insuffisante.

Avant toute chose, il faudra bien se dire qu'il n'existe pas de recettes universelles et

que la connaissance de la nature des parois existantes et du niveau de l'isolement

acoustique initial sont fondamentales. En outre, il ne faut pas nécessairement imputer

la paroi de séparation comme seule responsable de la déficience constatée. En effet,

in situ toutes les parois des locaux participent à la transmission acoustique entre les

locaux concernés.

Aussi, il importe de faire une distinction entre deux cas :

• La cloison de séparation possède un très faible indice d’affaiblissement acoustique

et la transmission latérale n'est pas supérieure à la normale. Dans ce cas, une

cloison souple, placée devant, peut donner d'excellents résultats.

• La cloison de séparation possède déjà un indice d’affaiblissement acoustique

relativement bon. Dans ce cas, l'effet de la cloison souple sera généralement

réduit et celle-ci entraînera des frais inutiles car seule la transmission directe du

Isolation acoustique ACNAW - 2007 10/17

bruit sera influencée, tandis que la transmission latérale ne sera pas modifiée.

Dans de telles situations, chaque cas fera l'objet d'une étude particulière.

En quoi consiste une cloison de doublage ?

Une cloison de doublage est une structure légère appliquée contre ou devant une

paroi-support. Sa masse atteint seulement une fraction (moins de 1/10) de la masse

du support. Le supplément d'épaisseur de la structure est limité à 10 cm maximum

afin de réduire la perte de place. Sa composition sera choisie de façon à obtenir un

renforcement acoustique valable lorsqu'elle est associée à la paroi-support. La

transmission du bruit à travers de tels systèmes - tout en s'apparentant à celle des

cloisons doubles - est relativement complexe.

Par approximation déduite de l'étude des cloisons doubles “idéales”, on peut obtenir la

fréquence de résonance de la cloison de doublage par la relation:

f1

2

k

mr = π

[Hz]

où : - k : est la rigidité dynamique du matériau élastique choisi (N/m³)

- m : est la masse surfacique du panneau de doublage (kg/m²)

On a donc intérêt à maintenir le phénomène de résonance du système mécanique en

dehors des fréquences usuelles (à l'acoustique du bâtiment).

Ici aussi, en effet, on constatera une détérioration de l'isolement par rapport à celui de

la paroi support au voisinage de la fréquence de résonance et l'amélioration ne sera

effective (12 dB/octave) qu'au delà de 1.5 fr. Aussi veillera-t-on à ce que fr < 80 Hz

(ce qui ne pourrait être atteint qu'avec l'air ou des épaisseurs importantes) et, à choisir,

des panneaux légers ayant un rayonnement sonore faible.

En pratique :

• On évitera les couches intermédiaires trop rigides.

• L'épaisseur de la couche intermédiaire exerce une influence sur la fréquence de

résonance. Au-delà de fr, les différences ne sont guère significatives.

• On a constaté que l'amélioration de l'isolation acoustique diminue à mesure que

l'isolation acoustique du support augmente. Cela peut être dû, à la fois aux

techniques de mesurages (montage et mesure) et aux différences de rayonnement

et d'amortissement des supports.

• L'influence de la fixation aux bords se manifeste (par un accroissement du

rayonnement acoustique autour de la fréquence critique), surtout dans les

fréquences élevées. Ce qui, en définitive, ne modifiera que peu la qualité globale

de l'isolation.

• Il semble que l'on puisse additionner les performances des cloisons de doublage

lorsque le support en est équipé de part et d'autre.

Enfin, les transmissions latérales limitent les possibilités théoriques d'amélioration de

l'isolation acoustique : établir au préalable un diagnostic acoustique permettant de

déterminer la solution adaptée au problème est souvent indispensable. Il faut bien

Isolation acoustique ACNAW - 2007 11/17

avoir à l'esprit que la première action à mener dans le cas de renforcement est la

recherche des points faibles et la mise en oeuvre de remèdes adaptés pour en réduire

les effets néfastes.

A ce propos, relevons encore que la pose de revêtements absorbants utilisés pour

réaliser la correction acoustique d'un local n'aura pratiquement aucune répercussion

sur l'amélioration de l'isolation acoustique.

5 Isolation acoustique des fenêtres

La partie vitrée d'une façade constitue le plus souvent son point faible :ceci est dû aux

propriétés acoustiques moindres du verre, mais aussi à l'étanchéité à l'air qu'il faut

atteindre malgré les difficultés posées par l'encastrement dans le gros oeuvre, le

châssis, par la pose de volets roulants, de conduits de ventilation, sans négliger la

fatigue résultant des opérations d’ouverture/fermeture.

Une bonne isolation acoustique des façades ne sera valable que si elle va de pair avec

une bonne isolation intérieure (c’est-à-dire entre les locaux de l’habitation).

La qualité de l'isolation acoustique des fenêtres est plus ou moins influencée par les

éléments suivants :

• le vitrage;

• l'étanchéité à l'air;

• le châssis;

• la présence de volets roulants et de conduits de ventilation.

5.1 Rôle du vitrage

5.1.1 Vitrage simple

L'affaiblissement acoustique d'un vitrage simple dépend principalement de l'épaisseur

du verre et de l'angle d'incidence du bruit..

• Influence de l'épaisseur du verre

Bien que la loi de masse se traduise par une augmentation de l'isolation acoustique

de 6 dB lorsque le poids est doublé, on ne retrouve pas cette hausse en pratique,

même avec une bonne étanchéité. Cela provient des phénomènes de résonance et

de l'effet de coïncidence. En effet, si le vitrage est plus épais, la fréquence de

coïncidence diminue, influençant l'isolation dans le sens négatif. L'augmentation

de l'isolation acoustique moyenne due au doublement de l'épaisseur est en réalité

de 3,5 dB.

Isolation acoustique ACNAW - 2007 12/17

Isolement acoustique Vitrage

20

30

40

50

1 10 100Epaisseur (mm)

R (dB)

10 205 40

Rw vitrage simple

Rw vitrage feuilleté

R moyen vitrage simple

4 82 6 16

Masse surfacique (kg/m²)

• Influence de l'angle d'incidence du bruit

Le spectre de l'indice d'affaiblissement acoustique diminue à mesure que l'angle

d'incidence augmente.

En outre, la dépendance vis-à-vis de l'angle d'incidence est encore plus nette du

fait de la diminution de la fréquence de coïncidence en fonction de l'épaisseur.

• Influence d'une couche amortissante insérée entre deux panneaux de verre

Des recherches intensives ont été menées dans le but d'améliorer l'isolation

acoustique des panneaux dans la zone de coïncidence grâce à des matériaux

amortissants. En ce qui concerne le verre, le moyen le plus pratique est de

construire des vitrages feuilletés. Il s'agit de deux feuilles de verre entre lesquelles

est incorporé un mince film ou une résine, de telle façon que la transparence ne

soit pratiquement pas influencée, mais que les propriétés acoustiques soient

améliorées. L'épaisseur augmente très peu.

Le gain observé dans la zone de coïncidence peut ainsi atteindre des valeurs

variant entre 4 et 10 dB.

5.1.2 Vitrage double et multiple

Les paramètres principaux jouant un rôle acoustique dans l'efficacité acoustique

apportée par l’emploi d'un vitrage double ou multiple sont les suivants :

• La largeur de la lame intermédiaire et l'épaisseur asymétrique des feuilles de verre.

• Le gaz de remplissage.

• L'absorption et l'amortissement aux bords.

• Le non-parallélisme des panneaux (applications spéciales).

Isolation acoustique ACNAW - 2007 13/17

• Influence de la largeur de la lame intermédiaire et des panneaux asymétriques

Il a été démontré théoriquement et expérimentalement que l'isolation moyenne

augmentait en fonction de la largeur de la lame.

La variation de l'isolation acoustique avec la fréquence est également très

importante car la distance entre les panneaux influence en sens divers l'isolement

acoustique dans les basses et les hautes fréquences. C'est dans les basses

fréquences que la résonance masse-air-masse a la plus grande influence. Lors de la

conception des doubles vitrages destinés à l'isolation acoustique, on s'efforce

d'obtenir une résonance masse - air - masse inférieure à 100 Hz. La distance

relativement grande nécessaire pour atteindre cette valeur entraîne une baisse de

l'isolation thermique par convection.

Les fréquences de résonance des vitrages vendus dans le commerce se situent

entre 200 et 400 Hz selon l'épaisseur du verre et de la lame d'air. Dans le cas de

lames d'air minces (12 mm et moins), on peut considérer que l'isolation acoustique

moyenne d'un double vitrage dont l'épaisseur des panneaux est identique, n'est pas

meilleure que celle d'un vitrage simple de l'épaisseur d'un des panneaux.

Une combinaison asymétrique des feuilles de verre procure une plus grande

atténuation acoustique dans la zone masse-air-masse et les diminutions à la

fréquence de coïncidence sont moins prononcées, ce qui entraîne également une

meilleure ‘isolation’ dans cette zone.

• Influence du gaz de remplissage

La moins bonne isolation acoustique réalisée par un double vitrage thermique

normal enfermant une lame d'air de 6 à 12 mm d’épaisseur par rapport à un vitrage

simple est due au fait que les deux panneaux sont intimement couplés par la

couche d'air intermédiaire.

Les fabricants ont donc recherché un autre gaz afin d'atténuer cet effet

défavorable. Des mesures effectuées dans divers laboratoires avec différents types

de gaz plus lourds ou plus légers ont démontré que le couplage acoustique des

deux vitrages était moins fort et procurait une meilleure isolation acoustique.

• Influence de matériaux absorbants posés aux bords

Le placement d'un matériau absorbant aux bords d'un vitrage double réduit toutes

les formes de résonance dans la lame d'air et accroît de ce fait l'isolation

acoustique. L'amélioration est d'autant plus grande que la masse des panneaux est

faible, ce qui est le cas d'une fenêtre moyenne.

• L'influence du non-parallélisme des panneaux de verre

Le non-parallélisme des panneaux améliore l'isolation dans la zone de coïncidence

car les angles d'incidence sont différents pour les deux panneaux et la résonance

Isolation acoustique ACNAW - 2007 14/17

masse-air-masse est moins forte. Il s’agit ici cependnat d’applcations très

spéciales (commed es studios d’enregistrement, apr exemple).

Par ailleurs, le non-parallélisme des panneaux peut réduire l'espace intermédiaire

d'un côté.

Un encastrement souple (par exemple, par un mastic non-durcissant) des vitrages

dans le châssis peut également augmenter l'isolement acoustique principalement à

la fréquence de coïncidence et au-delà.

5.2 Etanchéité à l'air

L'étanchéité entre le battant et le dormant, mais également entre le dormant et le gros

oeuvre, est très importante pour obtenir une isolation acoustique maximale de la

façade et de ses éléments.

Le placement d'un simple dispositif d'étanchéité à lèvres dans le joint de battée peut

entraîner une amélioration moyenne de 5 à 10 dB.

Une fermeture bien hermétique des fenêtres est très importante : il est, en effet,

pratiquement inutile dans un châssis insuffisamment étanche de remplacer un vitrage

de 3 mm par un vitrage de 12 mm.

La nature du joint peut exercer une influence notable sur l'étanchéité.

Enfin, comme pour les portes, le joint d'encastrement assurant la liaison de la fenêtre

au gros-oeuvre ne doit pas être négligé.

5.3 Composition du châssis

Dans le cas de grandes fenêtres, la surface du dormant et des ouvrants peut atteindre

30 % et plus de la surface totale de la baie. Avec ces rapports de surface, l'isolation

de la fenêtre n'est pas seulement déterminée par le type de vitrage, mais également

dans une large mesure par la composition du châssis.

Aussi, est-il de bonne pratique – comme dans chaque cas particulier - d’effectuer une

comparaison à partir des renseignements techniques fournis par le fabricant (procès-

verbaux de résultats d’essais).

5.4 Influence des volets roulants et de conduits de ventilation

L'influence d'un volet sur l'isolation acoustique de la fenêtre peut être aussi bien

positive que négative. Des procédés de renforcement de l’étanchéité à l’air pare

bourrage des caisses à volets existent.

Tout d'abord, le volet baissé apporte une protection supplémentaire qui constitue avec

le vitrage une double barrière, augmentant ainsi l'isolation acoustique. On n'obtient

d'amélioration significative que si la distance entre le volet et la fenêtre est

Isolation acoustique ACNAW - 2007 15/17

suffisamment grande. Généralement, les rails de guidage du volet sont placés tout

près du châssis, de sorte que la distance entre le volet et le vitrage est inférieure à 5

cm. Sur le plan de la performance acoustique, des distances de 10 cm et plus sont

nettement meilleures.

Les éléments de ventilation situés en façade et amortissant les bruits ont pris de

l'importance en construction ces dernières années depuis l'introduction de la

ventilation mécanique contrôlée. Le grand désavantage que peuvent avoir des

fenêtres ouvrantes par rapport à des fenêtres fixes est de réduire l'isolation acoustique

de 5 à 10 dB, suivant les dimensions.

Il est certain que ces systèmes contribuent toujours à une baisse de l'isolation

acoustique de la façade. Ici aussi, il sera judicieux d’effectuer une simulation sur base

des informations techniques recueillies auprès des fabricants.

5.5 Conclusions

Si l'on désire apporter des améliorations à l’isolation acoustique d’une façade, les

facteurs suivants peuvent être déterminants :

• l'épaisseur des vitres;

• l'espace entre les vitres;

• l'étanchéité des joints;

• la pose éventuelle d'un deuxième châssis.

Du point de vue acoustique, nous noterons encore que les mesures suivantes ont peu

ou pas d'influence :

• le remplacement d'un vitrage simple par un vitrage double du même poids

global;

• l'encastrement d'un verre épais dans un châssis dont les joints ne sont pas

suffisamment étanches;

• le placement d'un châssis à verre mince à très courte distance (inférieure à

20 mm, par exemple) d'une vitre existante.

6 Comment caractérise-t-on la performance « isolation acoustique » ?

6.1 Caractérisation en laboratoire

L’indice d’affaiblissement acoustique R [dB]

L’indice R donne l’atténuation aux bruits aériens intrinsèque d’un élément de

construction. Il est représenté par un spectre donnant les performances fréquence par

fréquence. Cet indice permet de comparer les performances des éléments de

construction entre eux. Sa détermination s’effectue en laboratoire selon une procédure

de mesurage normalisée décrite dans la norme NBN EN ISO 140-3 et donnée ci-

dessous :

Isolation acoustique ACNAW - 2007 16/17

+−=

A

S10logLLR 21

où

L1 est le niveau de pression acoustique moyen dans la pièce d’émission [dB] ;

L2 est le niveau de pression acoustique moyen dans la pièce de réception [dB] ;

S est la surface de l’élément testé [m²];

A est l’aire d’absorption acoustique équivalente dans la pièce de réception [m²].

6.2 Caractérisation « In situ »

6.2.1 L’indice d’affaiblissement acoustique apparent R’45°[dB]

L’indice R’45° est le résultat spectral de la mesure de l’affaiblissement des bruits

aériens par un élément de construction lorsque la source sonore est un haut-parleur et

lorsque l’angle d’incidence du bruit est de 45°. Il est calculé de la manière suivante :

1.5A

S10logLLR 2s1,45

' −

+−=°

où

L1,s est le niveau moyen de pression acoustique sur la surface de l’éprouvette [dB] ;

L2 est le niveau moyen de pression acoustique dans la salle de réception [dB] ;

S est la surface de l’éprouvette [m²] ;

A est l’aire d’absorption acoustique équivalente dans la salle de réception [m²].

La méthode de mesure est fixée par la norme NBN EN ISO 140-5:1998. Sous des

circonstances spécifiées, il peut être comparé à l’indice d’affaiblissement obtenu en

laboratoire.

6.2.2 L’isolement acoustique standardisé D2m,nT [dB]

Cet indice donne le spectre de la différence entre le niveau de pression acoustique à

l’extérieur à 2m de la façade et le niveau de pression acoustique moyen dans le local

de réception correspondant à une valeur de référence de la durée de réverbération.

+−=

021,2mnT2m,

T

T10lgLLD

où

L1,2m est le niveau de pression acoustique à l’extérieur à 2m en avant de la façade

[dB] ;

L2 est le niveau moyen de pression acoustique dans la salle de réception [dB] ;

T est le temps de réverbération du local de réception[s] ;

T0 est le temps de réverbération de référence, 0.5 s.

Sa méthode de mesure est également fixée par la norme NBN EN ISO 140-5:1998.

Cet indice dépend de l’influence de la forme de la façade et des dimensions du local

de réception.

Si la source sonore utilisée est un haut-parleur, la notation exacte est :Dls,2m,nT. Si la

source sonore est obtenue à partir du bruit crée par la circulation alors la notation

exacte est : Dtr,2m,nT .

Isolation acoustique ACNAW - 2007 17/17

6.3 L’indicateur à valeur unique « pondéré » [dB]

L’indice Rw appelé « indice d’affaiblissement acoustique pondéré » donne la valeur

de l’isolation acoustique d’un élément de construction, non plus représenté par une

courbe fréquentielle mais par une seule valeur. L’indice Rw (comme tout indice

pondéré applicable pour l’isolation aux bruits aériens) est accompagné de deux autres

valeurs, C et Ctr, appelées termes d’adaptation. Ces valeurs donnent une correction à

ajouter au Rw et offre une information complémentaire sur la performance de

l’élément dans les hautes fréquences (terme C) ou dans les basses fréquences (terme

Ctr).

On peut également retrouver la forme pondérée (expression par une valeur unique) de

tous indices acoustiques R’45°, D2m,nT, etc . On les notera alors respectivement R’45°,w,

D2m,nT,w.

La méthode de calcul permettant d’obtenir la valeur unique à partir des spectres est

donnée dans la norme NBN EN ISO 717-1 : 1996.