Acoustique du bâtiment

Introduction

L’acoustique du bâtiment ou l’acoustique des salles traite de tous les phénomènes sonores présents dans un local fermé ou semi-fermé. Son but est très souvent de parvenir in fine à ce que l’ambiance sonore d’une salle ou d’un bâtiment soit adaptée à l’activité de ce lieu. On recherchera par exemple à obtenir une très bonne isolation aux bruits extérieurs et une ambiance très ‘mat’ pour une salle de cinéma, tandis qu’une ambiance un peu plus réverbérante est généralement souhaitée pour une salle de spectacle.

Deux thématiques importantes se détachent en acoustique du bâtiment : l’isolement acoustique et la correction acoustique d’une salle.

Une étude d‘isolement acoustique consiste à réduire dans une pièce, une salle ou un bâtiment les bruits provenant de l’extérieur à cette salle. De part les très nombreuses voies de transmissions possible du bruit (parois, ouvertures, plancher, plafond, murs, …) une étude spécifique est très souvent nécessaire pour déterminer les composantes du bâtiment à traiter.

Une étude de correction acoustique consiste à modifier les configurations d’une salle afin d’adapter l’ambiance sonore au type d’activité prenant place dans cette salle. On peut être ainsi amener à disposer des matériaux absorbants dans une pièce pour réduire les niveaux sonores à l’intérieur de la salle lorsque cela est nécessaire, ou bien à modifier la géométrie de la salle lorsque cela est possible (lors d’étude de projets par exemple).

L’acoustique du bâtiment : enjeux actuels

Les logements existants ont des qualités acoustiques très inégales liées aux modes constructifs utilisés, eux même différents suivant les époques de construction et les régions pour les bâtiments anciens, et suivant qu’il y avait ou non des exigences réglementaires au moment de leur construction. Dans les logements anciens, on est passé des planchers à solives en bois aux planchers à solives métalliques et murs en maçonnerie. Cela correspond à une construction très hétérogène favorable à la consommation de l’énergie acoustique qui ne peut pas aller beaucoup plus loin que dans les pièces directement mitoyennes du local dans lequel le bruit est produit. En revanche pour les pièces superposées, la transmission directe par le plancher pouvait être plus ou moins importante suivant la nature du remplissage des espaces entre solives et la présence ou non de chapes, le plus souvent en plâtre, supports des parquets sur lambourdes. En conséquence, les isolements acoustiques entre locaux superposés peuvent être très mauvais, parfois inférieurs à 35 dB (planchers sans remplissage avec un parquet en surface et un plâtre sur lattis en sous face), ou très bons, supérieurs à 55 dB (planchers en bon état, avec remplissage complet entre solives et une aire en plâtre support de parquet sur lambourdes). Une valeur moyenne souvent rencontrée est voisine de 45 dB (planchers avec remplissages partiels, sans aire en plâtre).

À partir des années 50, les constructions sont plus homogènes avec des murs en maçonnerie associés à des planchers à entrevous de terre cuite ou de béton, puis à des planchers en dalles pleines de béton. Avec ces techniques, les isolements entre logements peuvent être supérieurs à 45 dB. Mais, dans ces constructions, les transmissions latérales par les parois liées aux murs ou aux planchers de séparation sont souvent prépondérantes, leur atténuation n’étant plus assurée par l’hétérogénéité des matériaux utilisés. Pour obtenir une isolation suffisante dans ces configurations, il faut bien maîtriser non seulement la transmission directe entre les locaux mais aussi toutes les transmissions par les parois latérales liées à la paroi de séparation.

Avant 1958, aucune contrainte acoustique n’était donnée par des textes à caractère réglementaire. Entre 1958 et 1969, seules les constructions bénéficiant de l’aide de l’État étaient soumises à des exigences acoustiques plus ou moins respectées, car peu contrôlées. Depuis 1969, toutes les constructions neuves à usage d’habitation, aidées ou non, sont soumises à une réglementation acoustique donnant des obligations de résultats assorties éventuellement de contrôles a posteriori et de sanctions en cas de non-conformité. Cela s’est traduit par l’abandon progressif des planchers à corps creux et par l’utilisation presque systématique de murs et planchers en béton ou en maçonnerie pleine.

Depuis 1994, un nouveau texte applicable à toutes constructions neuves d’habitations à partir de 1996, a remplacé la première réglementation et a imposé des isolations plus fortes. Une des conséquences a été de creuser encore plus l’écart entre la qualité des constructions neuves et celle des bâtiments anciens. Une autre conséquence est la nécessité de réaliser des études prévisionnelles plus précises afin, d’une part de ne pas trop renchérir le coût de la construction et d’autre part de ne pas risquer de non conformités lors des contrôles a posteriori.

Les textes réglementaires fixent des exigences minimales en matière d’isolation acoustiques pour les logements neufs. Leur respect n’assure pas forcément le confort acoustique des logements. Notamment, dans le cas d’ambiances particulièrement calmes, des valeurs d’isolements supérieures aux exigences réglementaires devraient être prévues. Il faudrait que le constructeur ne se contente pas de viser la satisfaction du règlement, mais plutôt le confort de l’occupant.

La recherche en acoustique du bâtiment

La recherche en acoustique du bâtiment est très liée à l’évolution de la société en terme :

• de confort acoustique (renforcement des isolements vis-à-vis de l’espace extérieur (infrastructures de transport) mais aussi au regard de ces voisins, amélioration de l’acoustique interne…) 
• d’une prise de conscience environnementale très liée à l’aspect thermique (matériaux bio-sourcés et à changement de phase, mise en place de nouveaux principes constructifs (rupteurs thermiques, maisons à ossature bois), choix du collectif plutôt que de l’individuel, pompes à chaleur…)

Dans le domaine des modèles de prévision de la propagation du son dans les bâtiments, les recherches actuelles abordent des problématiques complexes telles que : le phénomène de couplage entre locaux (cuisine ouverte sur séjour) ou entre les espaces intérieur/extérieur, la prise en compte de la diffusivité des parois, la prise en compte des transmissions latérales des nouveaux principes constructifs (ossature bois, …). La caractérisation et la modélisation des matériaux acoustiques est également une problématique actuelle, en particulier pour des matériaux dont l’usage est de plus en plus répandu mais pour lesquels assez peu d’informations acoustiques sont actuellement disponibles : matériaux bio-sourcés (laine de chanvre, laine de mouton, …), matériaux à changement de phase. A ces recherches s’ajoutent celles portant sur la modélisation des parois multi-couches (cloisons sèches) dont l’objectif est d’améliorer les performances en transmissions sur une large plage de fréquence (méthode SEA, modèles analytiques…) ainsi que les performances en absorption. On note également des travaux portant sur les approches multicritères afin de pouvoir considérer l’ensemble des contraintes d’un bâtiment : acoustique, thermique, qualité de l’air