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Bâtimétiers N° 12 - 2008 | Dossier

Acoustique du bâtiment

Comprendre la propagation du bruit pour le réduire

Dans le domaine du traitement acoustique du bâtiment, il n'existe pas de solutions clés en main, chaque cas est particulier. Bien traiter cette problématique, c'est d'abord bien comprendre les phénomènes acoustiques.

Le bruit, placé en tête du hit-parade des nuisances par les Français, est sans doute celle qui est la plus mal supportée par nos concitoyens. C'est aussi dans le bâtiment l'un des éléments peut-être les moins pris en compte et le moins connus. Car le bruit, à l'instar de l'eau, peut se faufiler dans la construction et apparaître là où on ne l'attend pas. Pour traiter l'acoustique dans le bâtiment, il est donc indispensable de comprendre les mécanismes de transmission des bruits et les moyens pour les traiter. Le bruit est une vibration. Le son est produit par ces vibrations qui se propagent dans un «medium».

L'air bien sûr, mais aussi un gaz, un liquide ou encore une matière solide. Dans une pièce où règne le silence, la pression atmosphérique est partout identique. Un bruit perturbe cette répartition égale de la pression de l'air en propageant dans toutes les directions de petites surpressions et dépressions successives et variables, à l'identique des cercles qui se forment à la surface de l'eau. Ces ondes sonores provoquent la vibration des tympans, mais aussi celle des murs, du plancher et du plafond de la pièce où se situe la source sonore.

Aériens ou d'impact

Le son atteint l'ouïe de plusieurs façons. On distingue à ce sujet les bruits aériens et les bruits d'impact. Les bruits aériens sont provoqués par une source sonore qui fait vibrer l'air : par exemple la voix humaine, la musique ou la sonnerie du téléphone... Lorsque le bruit aérien rencontre une paroi, celle-ci vibre et transmet le bruit à la pièce attenante. Les bruits aériens se propagent aussi à travers les trous, fissures et interstices que l'on appelle fuites sonores.

Et pour compliquer les choses, lesdits bruits ont la capacité de se propager de l'intérieur vers l'extérieur, de l'extérieur vers l'intérieur (bruit de train, d'avion), dans une seule pièce ou d'une pièce à l'autre dans un même bâtiment. C'est le cas typique de la télévision des voisins dont le son est toujours trop fort. Les bruits d'impact, eux, sont produits par un choc qui fait vibrer les éléments de la construction. On parle aussi, dans ce cas, de transmission solidienne. Par exemple, lorsque le voisin du dessus marche dans son appartement. Les bruits transmis par des locaux adjacents sont ceux qui passent d'un espace à l'autre via des couloirs communs, des gaines de ventilation, des faux plafonds... Les bruits des installations sont provoqués par les machines et/ou les équipements techniques comme les machines à laver, les brûleurs de chauffage, les hottes, les conduites d'évacuation. Il s'agit à la fois de bruits aériens et solidiens... Bref, que ce soit dans le bâtiment ou à l'extérieur de celui-ci, le bruit est partout. La transmission du bruit s'effectue par toutes les parois : en direct par la paroi séparative et en latéral, par toutes les autres parois. Lorsque l'on perce un trou dans un mur, cela provoque des vibrations qui sont transmises aux éléments de construction attenants, comme le sol et le plafond.

Loi de masse

Le mot clé pour une bonne isolation contre les bruits aériens est « masse ». Les matériaux denses, massifs et lourds vibrent moins que les matériaux légers et minces. Comme ils ont une masse volumique élevée, il est plus difficile de les faire vibrer. Ils transmettent donc moins bien le bruit. C'est ce qu'on nomme la loi de masse. Toutefois, les murs massifs ne sont pas toujours réalisables. Vient alors en renfort le système masse-ressort-masse. Le principe s'appuie sur la séparation acoustique entre deux masses (une brique de façade et une plaque de plâtre, par exemple) grâce à un ressort qui peut être de l'air. Le son provoquera des vibrations dans la première paroi. Les ondes sonores sont atténuées dans le ressort (air ou isolant). Finalement, le son est transmis amorti à la deuxième paroi. Le principe de masse-ressort-masse est souvent appliqué dans les parois de séparation constituées de profilés métalliques, de matériau isolant et de plaques de plâtre. La plaque de plâtre constitue la masse et l'air entre les deux parois ou dans l'isolant, le ressort.

Comprendre la propagation du bruit

L'efficacité d'une solution acoustique dépendra d'abord de la méthodologie que l'on adoptera pour régler le problème. De nombreux paramètres sont à prendre en compte : niveaux des bruits extérieurs et intérieurs, nature des matériaux, qualité de la construction, possibilité de désolidarisation à l'aide de matériaux résilients... En premier lieu, il est impératif d'identifier la source du bruit, aérien ou solidien. Il convient également de reconnaître les bruits qui sont réellement gênants. Par exemple, si le client parle du bruit de la ventilation, s'agit-il du bruit émis par l'air au niveau des bouches d'extraction ou de celui émis par le ventilateur ? Tout aussi important est de comprendre comment le bruit se propage entre la pièce où il est émis et celle que l'on veut isoler. Ce n'est pas forcément un travail de spécialiste, mais bien souvent une tâche d'observation, de repérage et de hiérarchisation des voies de transmission. Ainsi, dans le cas d'un bruit aérien de voisinage type téléviseur, le mur séparatif n'est peut-être pas en cause : ce peut être une transmission par une voie latérale (plafond, plancher, mur lié au séparatif), celle-ci jouant un grand rôle dans la transmission. Autre point délicat : il arrive parfois qu'en voulant corriger une nuisance sonore, on en mette une autre en évidence. C'est le cas typique du remplacement des anciennes fenêtres par de nouvelles plus performantes. Les bruits de la rue se font, certes, plus discrets, mais, du coup, on peut en percevoir de nouveaux provenant de l'immeuble, masqués jusque-là par la circulation. En cas de doute dans les situations complexes, il est impératif de recourir au service d'un acousticien. Ce dernier saura agir sur tous les postes qui peuvent être concernés. Ne pas le faire revient à jouer à la loterie.

Incidence de la thermique

De même, contrairement aux idées reçues, renforcement de l'isolation thermique ne rime pas forcément avec amélioration de l'isolation acoustique. Il existe même des situations où ce renforcement peut entraîner une dégradation sérieuse de l'acoustique. C'est le cas, par exemple, entre deux locaux adossés à la même façade où l'on renforce l'isolation thermique par l'intérieur. Le risque : une augmentation des transmissions latérales. Pour contrer cette problématique, il est indispensable de trouver des solutions avec des isolants dits « thermo-acoustiques ». Une autre solution consiste à isoler par l'extérieur. Dans ce cas, il n'y a pas ou peu d'interactions sur l'isolation acoustique entre deux locaux du même bâtiment.

Autre difficulté, les bruits émanant des équipements (chaudières, ventilations, appareils ménagers...). Ces derniers sont à traiter sur deux niveaux : transmission aérienne et voie solide. Ainsi, les bruits aériens émis par les équipements sont atténués par le renforcement des parois, alors que les transmissions par voie solide sont à traiter comme les bruits de choc par désolidarisation de la structure - par exemple suspentes antivibratiles pour les gaines de ventilation. Mais lorsque l'on parle de nuisances dues au bruit d'équipement, la meilleure des méthodes passe par des équipements silencieux. Il est, en effet, beaucoup plus facile de réduire le bruit à la source plutôt que d'isoler une pièce. Et cela est valable pour tous les types de bruit.

« La qualité de la mise en œuvre est primordiale »

Jacques Daliphard, directeur études Bouygues Bâtiment Île-de-France

« A priori, il n'y a pas d'incompatibilité à vouloir traiter dans un même projet isolation acoustique, isolation thermique, sécurité incendie et accessibilité. La priorité dans tous ces domaines reste l'application de la réglementation dans le respect des budgets prévisionnels. Lorsque nous étudions un projet, nous le passons au crible de toutes ces disciplines, avec pour objectif de trouver des solutions compatibles entre elles et conformes à tous ces critères. Pour réaliser cette mission, nous avons la chance de disposer de matériels d'essai permettant d'effectuer des mesures en cours de chantier et aussi de tester de nouvelles solutions.

Dans tous les cas, et particulièrement dans le logement, la problématique acoustique s'avère de mieux en mieux prise en compte avec, par exemple, la certification Cerqual Qualitel. Mais il ne suffit pas de trouver des solutions techniques, ce qui est le plus souvent l'apanage du bureau d'études et des industriels. Encore faut-il en user correctement. Et là, c'est de la responsabilité des entreprises. Ainsi, installer une sous-couche acoustique pour réduire le niveau des bruits de choc sous un carrelage ou un parquet ne sert à rien si, par ailleurs, les plinthes ne sont pas désolidarisées du sol - car elles se transforment dans ce cas en véritables ponts phoniques. Parce que la qualité de la mise en oeuvre est primordiale, il me semble important d'informer les personnels des entreprises concernées par chacune de ces questions. »

PRINCIPE DE PROPAGATION DU BRUIT DANS L'HABITAT

Les « ponts phoniques »

Le bruit étant une vibration de l'air, il se transmet d'un local à un autre par tous les défauts d'étanchéité à l'air (fissure, trou mal rebouché, jonction non étanche...). Le manque d'homogénéité d'une paroi (cavité, remplissage plus léger...) peut affaiblir sa capacité d'isolation. Ces voies de transmission qui réduisent l'isolation sont souvent appelées « ponts phoniques ». Tous les corps d'état sont concernés. Quelques exemples de mauvaises conceptions ou réalisations qui créent des ponts phoniques :

- boîtiers électriques face à face ;

- canalisation d'évacuation d'eau ou colonne montante affaiblissant la paroi ;

- trous insuffisamment rebouchés, notamment espaceurs de coffrage ;

- conduits de fumée dans l'épaisseur de la paroi ;

- ancienne porte de communication mal rebouchée ;

- encastrement de panne ou de solives ;

- absence de remplissage à la liaison solive/refend...



Le cadre réglementaire

La première réglementation en matière de limitation du bruit dans le bâtiment date de 1969. À l'exception des bâtiments diffusant de la musique amplifiée, elle ne concerne que les bâtiments neufs ou les parties nouvelles (extensions) des bâtiments existants. Des arrêtés spécifiques viennent en préciser les modalités d'application. Ils s'appliquent à tout bâtiment ayant fait l'objet d'une demande de permis de construire ou d'une demande de déclaration de travaux sur le bâtiment existant déposée à compter de six mois après la publication du texte concerné. L'entrepreneur est tenu de garantir la conformité de l'ouvrage aux prescriptions légales. Les articles L. 111-11 et L. 111-19 du Code de la construction font référence à la garantie de parfait achèvement et ses modalités de mise en oeuvre. Cette garantie s'étend sur un an à compter de la réception de l'ouvrage. En outre, la garantie décennale peut être engagée dans le respect des conditions mises en place par la jurisprudence.

La loi relative à la lutte contre le bruit
Loi n° 92-14444 du 31 décembre 1992 (JO du 1er janvier 1993).

Bâtiments d'habitation (Code de la construction et de l'habitation, article R 111-4)
- Arrêtés du 30 juin 1999 (JO du 17 juillet 1999).

- Arrêté du 30 mai 1996 (JO du 28 juin 1996).

Établissements d'enseignement
Arrêté du 25 avril 2003 (JO du 28 mai 2003).

Établissements de santé
Arrêté du 25 avril 2003 (JO du 28 mai 2003).

Hôtels
Arrêté du 25 avril 2003 (JO du 28 mai 2003).

Discothèques
Décret n°98-1143 du 15 décembre 1998 (JO du 16 décembre 1998).

Limitation du bruit de voisinage
Décret n°2006-1099 du 31 août 2006 (JO du 1er septembre 2006).

Locaux de travail
Arrêté du 30 août 1990 (JO du 27 septembre 1990).

« Expérience et conseil m'ont appris à traiter l'acoustique »

Emile Ferreira, Bâtiment Ferreira SA (Uzerche, Corrèze)

« J'interviens principalement en rénovation de maisons et de petits immeubles collectifs. Dans ce domaine, les problématiques acoustiques sont importantes, particulièrement dans les vieux immeubles à structure bois. Lors de la rénovation de ce type de construction, il faut suivre bien sûr les préconisations des études techniques et les conseils des architectes. Mais j'apporte également mon expertise dans ce domaine en proposant des solutions techniques pour éviter la propagation des bruits. Par exemple, entre deux logements, nous coupons les planchers et réalisons deux cloisons acoustiques (plaques de plâtre et laine de roche) désolidarisées. Pour les planchers, j'utilise de plus en plus le béton de chanvre qui a, de mon point de vue, de meilleures performances acoustiques que le béton allégé. C'est par l'expérience et le conseil que j'ai appris à traiter ces questions. C'est pourquoi je pense qu'en cas de moindre doute, il est indispensable de faire appel à des spécialistes. Pour ma part, j'ai souvent été en contact avec le Centre d'assistance technique et de documentation (Cated) qui, en fonction des éléments que je lui transmettais, m'apportait les solutions techniques pertinentes. Et je dois dire qu'en trente ans d'exercice, je n'ai eu aucune déclaration de sinistre. »

Ne pas confondre

Isolation et absorption

On procède à l'isolation d'un local quand on réduit la transmission du bruit entre l'intérieur et l'extérieur de ce local. Lorsqu'une onde vient frapper une paroi, elle est en partie absorbée, en partie réfléchie et en partie transmise. Un matériau absorbant (posé sans un parement sur la paroi) augmente la partie absorbée et réduit la partie réfléchie du bruit dans le local où il est placé. Par conséquent, un observateur situé dans le local où est émis le bruit percevra moins les réflexions de l'onde sonore et trouvera le local plus « sourd ». Cependant, la partie du bruit transmise par la paroi dans le local adjacent n'est pas modifiée par le matériau absorbant. Un matériau absorbant n'améliore donc pas l'isolation.

Isolement et Indice d'affaiblissement

L'isolement D représente la valeur en décibel (dB) de l'isolation entre deux locaux ou entre l'espace extérieur et un local. Il est évalué sur place en émettant un bruit de niveau élevé dans un local, dit « d'émission », et en mesurant, à l'aide d'un sonomètre, les niveaux de bruit dans ce local et dans un local voisin, dit « de réception ». L'indice d'affaiblissement acoustique R caractérise la qualité acoustique d'un élément de construction (paroi, fenêtre, porte...). Il est mesuré en laboratoire pour s'affranchir des transmissions latérales par les parois.

L'isolement entre deux locaux n'est pas égal à l'indice d'affaiblissement de la paroi qui sépare ces deux locaux, car le bruit n'est pas transmis seulement par cette paroi mais aussi par toutes les autres.