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S’isoler par rapport aux bruits extérieurs > Les particularités dans le cas du bruit d’avion
Dans la suite, lorsque nous parlerons du spectre d’un bruit avion, il faut comprendre qu’il est fait référence au spectre de ce bruit à l’instant t où le niveau sonore est maximal (noté Lmax) dans l’événement sonore considéré.
Exposition d’un bâtiment au bruit d’avion: spectre de référence et objectifs d’isolement
Concernant les bruits d’avion, le spectre moyen (mesuré sur site, toute distance confondue) est assez semblable au spectre de référence « bruit route ». Aussi la référence bruit route a-t-elle été retenue pour le bruit d’avion (le bruit d’avion n’étant pas normalisé).
Notons que les cas de forte exposition correspondent à des distances bâtiment-avion plutôt faibles et que les spectres de bruit sont alors plus proches de la référence bruit route que le spectre moyen donné ci-dessous.
Concernant les bruits d’avion, les indices uniques utilisés dans ce guide sont les mêmes que ceux utilisés pour le bruit de trafic routier :
- l’indice Rw + Ctr pour la performance des éléments surfaciques,
- l’indice Dne,w + Ctr pour celle des ouvertures,
- l’indice DnT,w + Ctr pour les isolements de l’ouvrage sur site.
Comparaison des spectres pour un niveau équivalent de 70dB(A)
Les objectifs d’isolement considérés ici sont, comme le bruit de trafic routier, exprimés en indice DnT,w + Ctr et sont de 35 et 40 dB.
Local avec une façade unique: similarités des solutions relatives au bruit de trafic routier
Tout bâtiment est plus ou moins exposé au bruit de trafic routier. Ce type de bruit a fait l’objet de nombreuses études et un certain nombre de documents existent dans lesquels des exemples de solutions techniques sont donnés pour s’en protéger (guide du CERTU en particulier). Ces solutions sont-elles applicables au bruit d’avion ? On l’a vu, les isolements sont exprimés par les mêmes indices et dans certains cas, les objectifs réglementaires peuvent être les mêmes (l’objectif DnT,w + Ctr de 35 dB par exemple). Toutefois, les situations peuvent être différentes : une seule face d’un local (la façade) est couramment exposée au bruit de trafic routier alors que plusieurs faces (façades et toitures) sont généralement exposées au bruit d’avion, en particulier dans le cas de maisons individuelles. Au moins deux problèmes peuvent alors être résolus de la même façon :
- le choix des entrées d’air car la ventilation ne dépend que de la nature et du volume du local considéré et non du nombre de faces du local exposée au bruit extérieur,
- le cas simple d’un local avec une seule façade exposée (par exemple une chambre au RdC avec un local aménagé au dessus).
Local avec plusieurs faces (façade, toiture) exposées au bruit d’avion
Dans le cas courant d’un local avec plusieurs faces exposées au bruit d’avion (par exemple une chambre avec une façade verticale et un chemin de transmission toiture - comble perdu – plafond), les énergies sonores transmises par chaque face s’ajoutent, si bien que pour un objectif d’isolement donné, l’isolement relatif à chaque face doit être supérieur à cet objectif et donc nécessite l’utilisation d’éléments plus performants que si la face considérée était seule. Par exemple, avec l’hypothèse simple de deux chemins de transmission ayant chacun le même isolement, cet isolement devra être de 3 dB supérieur à l’objectif fixé.
Avec la même hypothèse et dans le cas de trois chemins de transmission, l’isolement de chaque chemin devrait être de 5 dB supérieur à l’objectif fixé.
La particularité des toitures
Deux cas doivent être différentiés :
- celui du comble perdu : le local possède un faux plafond et conserve sa forme parallélépipédique. Les combles deviennent alors un local tampon qui participe à l’isolement de la toiture,
- celui du comble aménagé: le local est situé directement sous la toiture. Celle-ci est alors doublée pour des raisons variées (visuelles, acoustiques, thermiques…) et la forme du local épouse la forme de la toiture.
Cas du comble perdu
Dessin de la configuration géométrique
L’isolement du système toiture-comble-plafond est d’autant plus grand que l’indice R de la toiture est grand, que l’indice R du plafond est grand et que l’absorption acoustique du comble est grande, le comble jouant le rôle de local tampon.
La présence de laine minérale dans le comble sur le plafond est donc favorable à une bonne isolation.
Note technique
L’isolement par les combles s’écrit :
On retrouve ici la relation entre indice R et isolement DnT: les 3 premiers termes de l’expression ci-dessus représentent l’indice R équivalent du chemin par la toiture et les combles. Acomble est l’aire d’absorption équivalente du comble et se calcule à partir des surfaces des différentes parois du comble et de leurs coefficients d’absorptions mesurés en laboratoire :
La relation donnant l’isolement montre en particulier que dans le cas d’un comble perdu, une façon d’améliorer l’indice R équivalent du chemin toiture- comble-plafond consiste à augmenter l’aire d’absorption Acomble du comble.
Cas du comble aménagé
L’isolement d’un comble aménagé par rapport à l’extérieur se différentie de celui d’un local parallélépipédique avec façade verticale, par la forme du local et par la taille des éléments surfaciques (toiture et fenêtre de toit) mis en jeu ; la note technique suivante permet de quantifier ces différences en termes d’isolement.
Note technique
Relation entre indice R et isolement
L’isolement par la toiture s’écrit :
Dans le cas d’un comble, en particulier si la toiture est de faible pente (par exemple 30°), le terme V/S est voisin de 1 et le terme est de l’ordre 10.log(0,32 Vcomble / Stoiture) de -5 dB.
L’isolement standardisé DnT est alors inférieur de 5 dB à l’indice R de la toiture avec doublage (cette différence était nulle dans le cas d’un local parallélépipédique avec façade verticale !).
Notons que si le comble est aménagé, la configuration extrême présentée ci-dessus (pente de toit de 30° et rapport V/S de l’ordre de 1) est certainement excessive; toutefois un isolement standardisé inférieur de 2 à 3 dB à l’indice R de la toiture est certainement réaliste.
En supposant que la toiture est le chemin principal (transmission par façade verticale aveugle négligée), un système toiture avec doublage intérieur ayant une performance en terme d’indice Rw + Ctr de 37-38 dB est donc nécessaire pour atteindre un isolement de 35 dB; cette configuration est bien sûr peu réaliste puisque sans ouverture et sans ventilation.
Cas avec fenêtre de toit
Dans le cas d’une fenêtre en toiture, la composition des isolements s’écrit en terme de facteur de transmission τ :
Stotal.τ = Stoiture.τtoiture + Svelux.τvelux avec R = 10/log(1/τ)
En général, le rapport surface vitrée/surface de toiture est bien inférieur à celui d’une façade verticale (typiquement Stoiture ≈ 10.Svelux) ; l’équilibre en transmission (même énergie transmise par la toiture et par le vitrage) est alors obtenu pour Rtoiture ≈ Rvelux + 10 dB et l’indice résultant vaut alors R ≈ Rtoiture - 3 dB.
Dans ce cas, une toiture avec doublage d’indice Rw + Ctr voisin de 40 dB et une fenêtre de toit voisine de 30 dB sont nécessaires pour atteindre un isolement de 35 dB (notons qu’il existe des fenêtres de toit plus performantes mais non certifiées ACOTHERM).
Remarque 1 : la performance des fenêtres de toit est limitée pour une question de poids (épaisseur de verre). Pratiquement une performance maximale de l’ordre de 33 dB (classe AC2) en indice peut être atteinte (composition de type 33.1/14/4).
Remarque 2: Il existe des fenêtres de toit avec entrée d’air intégrée dans le système de fermeture. La performance de l’entrée d’air peut-être alors en générale un peu inférieure (de quelques dB) à celle d’une entrée d’air standard en menuiserie.
Les chemins parasites
Certains chemins de transmission sonore parasites peuvent être générés par des équipements traversant la toiture. Deux exemples ont été considérés dans ce guide : le cas d’un système de ventilation mécanique contrôlée (VMC) installé en comble perdu et celui d’un conduit de cheminée.
VMC installé en comble perdu
La fonction de ces systèmes est d’extraire l’air des pièces de types cuisine, WC et salle d’eau et de le rejeter en toiture. Le chemin de transmission est composé généralement de bouches d’extraction dans le local considéré, de conduits de raccordement jusqu’à l’unité motorisée située dans les combles, et d’un conduit d’échappement qui part de l’unité motorisée, traverse la toiture et se termine par une sortie de toiture.
Un tel système complet a été testé en laboratoire (poste d’interphonie du LABE), installé entre deux locaux et son isolement (Dne,w + Ctr ) mesuré. L’indice obtenu est de 57 dB dans le cas pénalisant d’un conduit en cuisine (le diamètre du conduit est alors supérieur à ceux utilisés pour les salles d’eau et WC), valeur élevée qui rend ce chemin négligeable par rapport aux autres chemins considérés dans ce guide.
Cheminées à foyer ouvert
Il semble évident que les cheminées représentent un chemin de transmission sonore important dans le cas du bruit d’avion. Parmi les maisons testées dans le cadre de cette étude, certaines configurations avec cheminée ont été mesurées plus finement en exposant plus particulièrement au bruit l’extrémité de la cheminée au niveau de la toiture de façon à isoler ce chemin et pouvoir en donner une estimation dans ce document. Les résultats sont présentés en annexe 2 (mesures sur site) et montrent que ce chemin peut être très important et que l’interposition de simples parois légères courantes ne suffit pas à l’atténuer correctement.