ACOUSTIQUE ARCHITECTURALE

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Propagation des bruits extérieurs

On peut distinguer trois sortes de bruits extérieurs, et d'abord la transmission par les ouvertures.

La propagation dépend des dimensions des ouvertures. Pour les grandes ouvertures, portes, fenêtres, gaines de ventilation, etc., l'énergie transmise est proportionnelle à la surface de l'ouverture. Au point de vue physique, le niveau sonore en décibels (dB) augmente comme le logarithme de la surface de l'ouverture. Au point de vue subjectif, comme la décroissance du niveau de sensation est d'autant plus rapide que le niveau physiologique est plus faible, on obtient une meilleure protection contre les bruits de niveaux moyens que contre les bruits de niveaux élevés.

Pour les petites ouvertures, il se produit un phénomène de diffraction dont les conséquences sont les suivantes : les sons graves (de grande longueur d'onde) sont beaucoup plus mal transmis que les sons aigus (de petite longueur d'onde). La transmission est plus faible pour un grand nombre de petites ouvertures que pour une grande ouverture de surface équivalente. Il est ainsi préférable de ménager cent ouvertures de 1 mm2 qu'une seule ouverture de 1 cm2.

Aux fréquences moyennes, le niveau de sensation diminue lentement avec la surface de l'ouverture. Aux fréquences basses et aux fréquences élevées, le niveau de sensation décroît très vite avec la surface de l'ouverture.

Il existe également une transmission par effet de paroi. La paroi (cloison, mur, etc.) constitue un système oscillant dont la masse est prépondérante. Soumise à une force extérieure F sin ωt (supposée sinusoïdale, par simplification), l'équation du mouvement :

permet de calculer l'amplitude a, prise par la paroi, soit :

L'amplitude décroît avec la masse et comme le carré de la fréquence. Le mouvement de la paroi devient insignifiant quand la fréquence est élevée, les sons graves sont mieux transmis que les sons aigus.

Pratiquement, l'affaiblissement de transmission est proportionnel au logarithme de la masse m, il faut donc une masse importante pour obtenir un bon affaiblissement ; on peut réduire le niveau de bruit initial par une première paroi et diminuer la transmission par une seconde paroi. Comme les affaiblissements s'ajoutent, l'intérêt de la double paroi est évident. Une double paroi est constituée par deux cloisons séparées par une lame d'air qui assure le couplage entre les deux systèmes oscillants. Pour que le couplage reste lâche, il faut une lame d'air suffisamment épaisse afin d'assurer un déphasage net entre les deux parois ; en pratique, il convient de respecter une distance représentant l'épaisseur de la lame d'air telle que ≥ λ/4. Enfin il est préférable d'utiliser des parois de structures et d'épaisseurs différentes, de façon à éviter les phénomènes de résonance.

Il existe enfin une transmission par conduction. Il s'agit d'un mode de transmission des bruits par des ébranlements mécaniques causés aux parois ou aux liens solides en contact avec le local où se trouve la source et les autres locaux. Ces ébranlements sont généralement des chocs ou des bruits d'impact.

En particulier, certains milieux canalisent l'énergie ; tel est le cas des tuyauteries qui constituent des guides d'ondes transportant et conservant l'énergie reçue. L'énergie ainsi transportée est rayonnée dans le local de réception. Le rayonnement dépend de la surface rayonnante, il est important pour les radiateurs de chauffage. De même les éléments d'ossature en béton armé constituent des guides des bruits de chocs ou d'impact.

Les solutions utilisées pour éviter ces transmissions de bruit sont diverses :

– mettre les canalisations hors de portée des chocs extérieurs ;

– pratiquer des coupures telles que manchon en plomb dans une canalisation d'eau en cuivre, coupures de plomb dans une ossature en béton, etc.

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Écrit par :

  • : professeur d'acoustique à l'université du Maine, Le Mans
  • : professeur honoraire au Conservatoire national des arts et métiers, ancien directeur du laboratoire d'électro-acoustique du Conservatoire national des arts et métiers

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Pour citer l’article

Michel BRUNEAU, André DIDIER, « ACOUSTIQUE ARCHITECTURALE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 juin 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/acoustique-architecturale/