4 correction acoustique[1]
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COURS D’ACOUSTIQUE DU BATIMENT
COURS D’ACOUSTIQUE DU BATIMENT
Chapitre 1 : NOTIONS DE BASE
Chapitre 2 : LES SOURCES DE BRUIT
Chapitre 3 : ISOLATION ACOUSTIQUE DES PAROIS
Chapitre 4 : ACOUSTIQUE DES LOCAUX – CORRECTION ACOUSTIQUE
Chapitre 5 : ACOUSTIQUE DES LOCAUX – ISOLEMENTS AUX BRUITS AERIENS
Chapitre 6 : ACOUSTIQUE DES LOCAUX – ISOLEMENTS AUX BRUITS D’IMPACTS ET D’EQUIPEMENTS
Chapitre 4 : ACOUSTIQUE DES LOCAUXCORRECTION ACOUSTIQUE
Chapitre 4 : ACOUSTIQUE DES LOCAUXCORRECTION ACOUSTIQUE
3. PERCEPTION DU SON DANS UNE SALLE
1. REFLEXION ET ABSORPTION DES MATERIAUX
1.1 Définitions
1.2 Différents types de matériaux absorbants
1.3 Valeurs de coefficients d'absorption αααα et d'aires d'absorption
équivalentes A
2. TEMPS DE REVERBERATION D'UNE SALLE
2.1 Définition
2.2 Formule de Sabine
2.3 Mesure du coefficient d'absorption d'un matériau
4. LES PRINCIPES DE LA CORRECTION ACOUSTIQUE
4.1 Temps de réverbération optimum d'une salle
4.2 Etude du traitement acoustique
4.3 Diminution du niveau sonore par correction acoustique
Chapitre 4. ACOUSTIQUE DES LOCAUX CORRECTION ACOUSTIQUE
Chapitre 4. ACOUSTIQUE DES LOCAUX CORRECTION ACOUSTIQUE
La correction acoustique traite de l'ambiance sonore d'un local où se trouvent en même temps la source du bruit et les occupants.
Selon l'usage du local l'objectif est :- soit d'améliorer les qualités d'écoute (salles de spectacle, de
conférence ou d'enseignement…),
- soit de diminuer le niveau sonore (locaux industriels, ateliers, bureaux, circulations communes…),
- soit les deux, en diminuant le bruit et en favorisant l’écoute (salles de sport, restaurants…).
La correction acoustique dépend :
- du volume et de la forme du local (généralement donnés),
- des matériaux constituant les parois.
1. Réflexion et absorption des matériaux 1. Réflexion et absorption des matériaux
1.1 Définitions
Domaine dela correctionacoustiqueDomaine de
l'isolationacoustique
Coefficient d’absorption αααα
Coefficient de transmission
(1) incidente énergie(2) transmise énergie====ττττ
Coefficient d'absorption
(1) incidente énergie(4) absorbée énergie====αααα
0 < αααα < 1
αααα = 0 : matériaux parfaitement réfléchissants (lisses et durs),
αααα = 1 : matériaux totalement absorbants (souples et poreux),
αααα est fonction de la fréquence.
Aire d’absorption équivalente A
L’aire d'absorption équivalente (A) est l'aire qu'aurait un matériau (de surface S) s'il était parfaitement absorbant (αααα = 1).
A = αααα S
Dans le cas d'une salle : ii
i S A ∑∑∑∑ αααα====
1.2 Différents types de matériaux absorbants
Matériaux fibreux et à porosité ouverte
Cas de la laine de verre ou de roche
Absorbent les fréquences aiguës
Panneaux fléchissants ou membranes
Les résonateurs
Cas de plaques en bois ou en plâtre placées àune certaine distance de la paroi
Absorbent les fréquences graves
Plaques (en bois, plâtre ou métal) perforées
Absorbent les fréquences moyennes
Murs décoratifsPlafonds acoustiques
Murs acoustiques
Pas de plaques de plâtre devant le matériau
absorbant
1.3 Exemples de valeurs de αααα et de A
Aire d'absorption équivalente A (m2)
Personne assise
Personne assise sur siège capitonné
0,36
0,36
0,45
0,4
0,5
0,46
0,5
0,48
Coefficient d'absorption αααα
250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz
Murs et plafonds Plâtre peint
Vitrages
Porte bois traditionnelle
Rideaux lourds Plafond acoustique
0,01
0,25
0,11 0,31 0,28
0,02
0,18
0,1 0,49 0,78
0,03
0,12
0,19 0,5
0,75
0,04
0,07
0,08 0,56 0,79
Sols Parquet collé
Carrelage
Moquette sur béton
0,04
0,08
0,08
0,06
0,02
0,21
0,06
0,03
0,26
0,06
0,04
0,27
Chapitre 4 : ACOUSTIQUE DES LOCAUXCORRECTION ACOUSTIQUE
Chapitre 4 : ACOUSTIQUE DES LOCAUXCORRECTION ACOUSTIQUE
1. REFLEXION ET ABSORPTION DES MATERIAUX
2. TEMPS DE REVERBERATION D'UNE SALLE
3. PERCEPTION DU SON DANS UNE SALLE
1.1 Définitions
1.2 Différents types de matériaux absorbants
1.3 Valeurs de coefficients d'absorption αααα et d'aires d'absorption
équivalentes A
2.1 Définition
2.2 Formule de Sabine
2.3 Mesure du coefficient d'absorption d'un matériau
4. LES PRINCIPES DE LA CORRECTION ACOUSTIQUE
4.1 Temps de réverbération optimum d'une salle
4.2 Etude du traitement acoustique
4.3 Diminution du niveau sonore par correction acoustique
2. Temps de réverbération d'une salle 2. Temps de réverbération d'une salle
2.1 Définition
Réverbération = persistance d'un bruit dans un local après arrêt de la source.
Conséquence : écho
Si la différence de temps entre les trajets acoustiques SPR et SR est supérieure à 0,05 s, l'oreille perçoit deux sons distincts (phénomène d'écho).
⇒ superposition de syllabes et difficultéd'intelligibilité.Source sonore (S)
Réception (R)
P
Temps de réverbération = temps que met le niveau sonore pour décroître de 60 dB.
I décroît exponentiellement
Emission :
Réception :
Enregistreur graphique ou logiciel d'acquisition.
Exemples (à 1000 Hz)
Cathédrale : T ≅ 6 s
Logement normalement meublé : T ≅ 0,5 s.
T varie avec la fréquence.
T
Bruit de fond
60 d
B
temps
Arrêt de la source
dB
Détermination expérimentale
Energie puissante et arrêt instantané(pistolet d'alarme ou générateur de bruit).
L'énergie est devenue le millionième de sa valeur initiale.
⇒⇒⇒⇒ L décroît linéairement
2.2 Formule de Sabine
T = fonction de l'aire absorption équivalente (A) et du volume du local (V).
Nombreuses relations reliant ces trois facteurs : formules de Millington, Eyring, Pujolle,.. mais celle qui fait référence est la formule de Sabine.
)m(
)m()s(
2
3
A
V 16,0T ====
Cette formule est la plus utilisée.
Résultats acceptables dans le cas de locaux courants et de matériaux ayant des coefficients d'absorption relativement faibles.
Les coefficients d'absorption des matériaux sont déterminés en laboratoire au moyen de cette même formule.
C'est la raison pour laquelle les coefficients αααα sont appelés également "αααα Sabine".
2.3 Mesure du coefficient d'absorption α α α α d'un matériau
La mesure s'effectue dans une salle réverbérante dont le temps de réverbération est relativement grand :
T > 4s pour graves et médiums, T > 3s pour les aigus.
Les parois de cette salle sont réalisées en matériaux très réfléchissants (béton lisse par exemple) et ne doivent pas être parallèles.
La détermination du coefficient d'absorption αααα d'un matériau consiste àmesurer le temps de réverbération de la salle nue, puis celui de la salle contenant une certaine surface du matériau étudié.
Chapitre 4 : ACOUSTIQUE DES LOCAUXCORRECTION ACOUSTIQUE
Chapitre 4 : ACOUSTIQUE DES LOCAUXCORRECTION ACOUSTIQUE
1. REFLEXION ET ABSORPTION DES MATERIAUX
2. TEMPS DE REVERBERATION D'UNE SALLE
3. PERCEPTION DU SON DANS UNE SALLE
1.1 Définitions
1.2 Différents types de matériaux absorbants
1.3 Valeurs de coefficients d'absorption αααα et d'aires d'absorption
équivalentes A
2.1 Définition
2.2 Formule de Sabine
2.3 Mesure du coefficient d'absorption d'un matériau
4. LES PRINCIPES DE LA CORRECTION ACOUSTIQUE
4.1 Temps de réverbération optimum d'une salle
4.2 Etude du traitement acoustique
4.3 Diminution du niveau sonore par correction acoustique
3. Perception du son dans une salle 3. Perception du son dans une salle
Perception du son dans une salle = champ direct + champ réverbéré.
Nous avons établi (chapitre 2 : "Sources de bruits") la relation donnant le niveau sonore L perçu en un point d'une salle en fonction du niveau de puissance acoustique de la source Lw, de la distance à la source r, du facteur de directivité Q et des caractéristiques R
ldu local.
)R4
r 4
Q( log 10LL
2wl
++++ππππ
++++====
avec : AS
ASR
−−−−====l
: caractéristique d'un local (m2)
∑∑∑∑====i
iSS : somme des surfaces intérieures du local
ii
i S A ∑∑∑∑ αααα==== : aire d'absorption équivalente du local
Des abaques permettent de calculer L en fonction des autres paramètres de la formule et des caractéristiques des locaux.
Local très réfléchissant : église, atelier, salle de sport, piscine…Local réfléchissant : musée …Local moyen : bureau, bibliothèque, habitations…Local sourd : salle de réunions, restaurant…Local très sourd : studio de radio, TV, enregistrement…
Chapitre 4 : ACOUSTIQUE DES LOCAUXCORRECTION ACOUSTIQUE
Chapitre 4 : ACOUSTIQUE DES LOCAUXCORRECTION ACOUSTIQUE
1. REFLEXION ET ABSORPTION DES MATERIAUX
2. TEMPS DE REVERBERATION D'UNE SALLE
3. PERCEPTION DU SON DANS UNE SALLE
1.1 Définitions
1.2 Différents types de matériaux absorbants
1.3 Valeurs de coefficients d'absorption αααα et d'aires d'absorption
équivalentes A
2.1 Définition
2.2 Formule de Sabine
2.3 Mesure du coefficient d'absorption d'un matériau
4. LES PRINCIPES DE LA CORRECTION ACOUSTIQUE
4.1 Temps de réverbération optimum d'une salle
4.2 Etude du traitement acoustique
4.3 Diminution du niveau sonore par correction acoustique
4. Les principes de la correction acoustique 4. Les principes de la correction acoustique
4.1 Déterminations préalables
Temps de réverbération optimum d’une salle
Des abaques donnent le temps de réverbération optimum d’une salle Topt en fonction de son volume et de son utilisation (parole, musique, etc…).
Topt multiplié par 1,2 à 125 Hz et 1,1 à 250 Hz.
optopt T
V16,0A ====
0,20,40,60,8
11,2
1,41,61,8
22,2
100 200 400 800 1600 3200 6400
parolemusique légèremusique symphoniquemusique religieuse
Volume de la salle (m3)
Top
tà
1000
Hz
(s)
Surface et nature des parois avant traitement
Détermination théorique ou expérimentale de l'aire d'absorption équivalente initiale A0 du local vide avant traitement.
Mobilier et occupants
La salle sera meublée et occupée lors de son utilisation.
Une pièce d'habitation normalement meublée, de dimensions courantes, ne nécessite pas de traitement acoustique.
Dans le cas de salles de spectacle, le temps de réverbération ne doit pas dépendre du nombre d'occupants (chaque fauteuil doit être aussi absorbant qu'un spectateur).
Soit Amob+occ l'aire d'absorption équivalente apportée par le mobilier et les occupants.
Remarques
4.2 Traitement acoustique
Choix des absorbants
Pour atteindre Topt, l'aire d'absorption équivalente des matériaux à ajouter aux parois est la suivante :
Aà ajouter aux parois = Aopt - Amob+occ- A0 = αααα1 S1 + αααα2 S2 + ….
Le calcul doit être fait au moins dans la gamme des fréquences graves, médiums et aiguës.
Les absorbants étant plus ou moins sélectifs, l'emploi d'un seul matériau n'est en général pas satisfaisant.
A0+Amob+occ+ αααα1 S1 + αααα2 S2
A0 A0+Amob
A0+Amob+occ
Position des absorbants
Pour éviter les réflexions multiples sur les parois parallèles ou adjacentes, il suffit de traiter dans une pièce de forme parallélépipédique, trois faces adjacentes.
Chaque cas est à traiter de manière logique ; on ne traitera pas de la même façon une salle de conférence et un bureau.
Classe avant traitementClasse après traitement
Réflecteurs
Absorbants
Plafond absorbant + baffles suspendus (ateliers, cantines)
Amphithéâtre
Traitement acoustique d’un atelier
4.3 Diminution du niveau sonore par correction acou stique
La pose de matériaux absorbants sur les parois permet de diminuer une partie de l'énergie sonore réfléchie et de réduire ainsi le niveau sonore dans le local.
La réduction ∆L est égale à :
120
010
Ilog10L −−−−==== : niveau sonore avant traitement
1210
Ilog10L −−−−==== : niveau sonore après traitement
0LLL −−−−====∆∆∆∆ )0( II
log100
<<<<====
L’intensité sonore, dans une pièce, étant inversement proportionnelle àl'aire d'absorption équivalente :
AA
II 0
0====
AA
log10L 0====∆∆∆∆⇒⇒⇒⇒
∆L est une valeur moyenne qui ne tient compte ni de la distance entre la source et le point d'écoute, ni de la directivité de la source.