Comment se propage les sons ?
Les sons peuvent se propager de deux manières :
- Par vibration de l’air, on parle alors de propagation aérienne (ex : un avion, un camion, une tondeuse).
- Par vibration d’une structure solide, on parle alors de propagation solidienne (ex : bruits de pas, vibration d’une machine à laver).
Les matériaux isolants utilisés seront différents que l’on traite les bruits aériens ou les bruits solidiens (souvent appelés bruits d’impact).
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Comment s'exprime la hauteur d'un son ?
La hauteur d’un son, du grave à l’aigu est exprimé en Hertz (Hz). Il correspond au nombre de vibrations par seconde. Un être humain lambda peut entendre les fréquences situées entre 20 Hz (très grave) et 20000 Hz (extrêmement aigu). Au-delà, on parle d’ultrasons.
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Comment s'exprime l'intensité sonore ?
Le volume d’un son est exprimé en décibels (dB). Le décibel n’est pas considéré comme une unité de mesure standard. En effet, l’échelle des décibels n’est pas linéaire mais logarithmique. Si l’on ajoute 3 dB, on multiplie l’intensité sonore par deux (73 dB est deux fois plus puissant que 70 dB).
Source : L’isolation thermique-acoustique – Jean Louis Beaumier / Franck Janin – Ed. terre vivante
Par ailleurs, un son est perçu comme deux fois plus fort en l’augmentant de 10 dB.
Ainsi, une moto émet un bruit de 70 dB, deux motos 73 dB mais pour ressentir un son deux fois plus fort, il en faudra environ neuf. De même, en isolation, un matériau isolant devra être plus performant de 10 dB pour que l’on perçoive deux fois moins de bruit.
Source : L’isolation thermique-acoustique – Jean Louis Beaumier / Franck Janin – Ed. terre vivante
Bruit et Danger
Le seuil de l’audition humaine est à environ 120 dB. (Seuil de la douleur). La surexposition de l’homme à des niveaux sonores de 85 dB s’avère dangereux (Une tondeuse à gazon par exemple représente environ 90 dB).
Échelle des décibels
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L'isolation acoustique (ou phonique)
Les performances acoustiques d’un matériau isolant sont exprimées en décibels (dB).
- Pour les bruits aériens, on utilise l’indice d’affablissement acoustique Rw[1]. Plus il est élevé, meilleure est la performance.
- Pour les bruits aériens, affaiblissement de l’ordre de 45 dB à 50 db est déjà très satisfaisant.
- Les performances acoustiques d’un matériau aux bruits d’impact sont exprimées par l’indice Lw. Plus il est faible, meilleure est la performance
- Pour les bruits d’impacts, on considère qu’une valeur située de 55 dB à 52 dB est confortable. On traite les bruits aériens au niveau vertical (murs) et horizontal (sols, plafonds) alors que les bruits d’impacts sont traités seulement au niveau horizontal (pour atténuer les bruits de pas).
[1] Ne pas confondre avec l’indice correspondant à la résistance thermique, également noté R.
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Principes de performances acoustiques
Contrairement à l’isolation thermique, en acoustique, c’est la masse du matériau et non l’épaisseur qui importe. L’épaisseur d’un matériau atténuera les ondes sonores mais le gain apporté est largement supérieur lorsque l’on agit sur la masse du matériau.
On voit sur l’exemple ci-dessus qu’avec un isolant de même épaisseur de 48 mm (figure 1 et 3), en doublant les plaque de plâtre (en ajoutant de la masse donc), on obtient un gain de 8 à 10 dB, le son perçu paraîtra donc deux fois moins fort. En revanche, la figure 2 montre qu’en augmentant seulement l’épaisseur de l’isolant (100 mm au lieu des 48 mm), le gain est moindre, de l’ordre de 4 à 5 dB. Si l’on compare en termes d’épaisseur :
- Figure 1 : 78 mm (1.5 cm de plaque de plâtre + 48 mm d’isolant + 1.5 cm de plaque de plâtre) pour un Rw = 41-42 dB.
- Figure 2 : 130 mm (1.5 cm de plaque de plâtre + 100 mm d’isolant + 1.5 cm de plaque de plâtre) pour un Rw = 45-46 dB.
- Figure 3 : 108 mm (3 cm de plaques de plâtre + 48 mm d’isolant + 3 cm de plaques de plâtre) pour un Rw = 45-46 dB.
En termes de rapport affaiblissement acoustique / épaisseur de cloison, mieux vaut opter pour la figure 3.
Bon à savoir, pour éviter les vibrations et transmissions phoniques des cloisons séparatives, il est conseillé de placer des bandes résilientes (antibruit) de type fibre de bois, jute, liège ou autres…
Ex : Steico bandes Phaltex
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Système masse-ressort masse
Pour empêcher le son de traverser une paroi, il y a deux façons :
- On utilise l’inertie du matériau, à savoir la masse pour réfléchir les sons (ex : mur en béton). Plus le matériau est dense, plus le son est réfléchi.
- On utilise un isolant souple (ex : laine de chanvre, laine de bois) pour absorber les ondes sonores. On parle d’effet ressort.
- Effet masse : réflexion des sons sur une paroi lourde type béton.
- Effet ressort : absorption des sons dans un matériau isolant type laine de bois.
- Système masse – ressort – masse
Source : L’isolation thermique-acoustique – Jean Louis Beaumier / Franck Janin – Ed. terre vivante
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Désolidarisation
Un des principes de base en isolation acoustique est la désolidarisation. Il s’agit de supprimer les points de contacts entre deux matériaux de masse, en les isolant l’un de l’autre. On supprime ainsi les ponts phoniques en créant du vide rentre les deux grâce à l’isolant. (Exemple 3 ci-dessus)
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Comparatif acoustique des principaux isolants biosourcés
* Bonnes performances thermiques et acoustiques mais liées à l'épaisseur importante de la botte de paille
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Exemple de mise en oeuvre avec la gamme acoustique Biofib'
1. Doublage mince de cloison sur fixations antivibratoires
Cette solution offre une isolation importante en basse fréquence, un montage rapide et un faible encombrement de 61 mm.
Affaiblissement acoustique : Rw = 56 dB.
Produits nécessaires :
- Fixation antivibratoire
- Rouleau de jute antibruit 5 mm
- Isolant acoustique biofib'ouate 45 mm
- Joint d'étanchéité 18 x 8 mm
- Panneau biofib'aoustix
- Plaque de plâtre BA13 ou Fermacell
Montage
Fixer les rails en U ❷ au sol et au plafond à 8 mm de la paroi à doubler.
Un rouleau de jute antibruit ❶ est placé sous ces rails.
A mi-hauteur de la pièce, tous les 60 cm, on fixe les fixations antivibratoires ❸. Elles sont distantes de maximum 130 cm des rails.
Les profilés de type 60/27 ❹ sont glissés dans les rails et clipsés dans les fixations antivibratoires.
Un matériau absorbant acoustique de type biofib’ouate ❺ de 45 mm d’épaisseur est placé entre les profilés.
Visser les panneaux biofib’acoustix ❻ sur l’ossature, suivi du parement de finition (ex. plaques de plâtre BA13 ou Fermacell).
Sur toute la périphérie du doublage, on place le joint d'étanchéité ❼ sur la tranche du panneau Biofib’acoustix. La finition de la périphérie est réalisée à l’aide d’un mastic acrylique souple.
2. Doublage mince de cloison sur fixations antivibratoires
Dans cette configuration, on obtient pour les bruits aériens un Rw = 57 dB et pour les bruits solidiens un Lw = 48 dB.
Produits nécessaires :
- Bande résiliente en caoutchouc
- Joint d'étanchéité 18 x 8 mm
- Panneau biofib'aoustix
- Isolant acoustique type biofib'ouate
Montage
Grâce à sa très bonne résistance à la compression, le panneau biofib’acoustix ❶ peut être placé directement sur le solivage.
Le placement de la bande résiliente ❷ sur les solives améliorera l’atténuation des bruits d’impacts.
L’interposition d’un matériau absorbant acoustique (ex. biofib’ouate ou jetfib’ouate) ❸ dans le plénum permet de pallier un effet possible de résonance interne.
Ne pas oublier le joint d'étanchéité ❹ périphérique dont le but est de désolidariser le doublage en limitant les transmissions latérales et d’assurer en même temps l’herméticité totale.
Pour toutes les mises en œuvre acoustiques Biofib’, rendez-vous sur https://www.biofib.com/files/fr/POSE-BIOFIB-Acoustix.pdf