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Loi de masse


La loi de masse : l’épaisseur et la masse d’un matériau homogène atténuent les vibrations.

La perte de transmission du son par une cloison ou un plancher est déterminée par des facteurs comme la masse et la rigidité. Dans une paroi double, comme des plaques de plâtre sur une ossature de bois ou de métal, l’épaisseur des lames d’air, la présence ou l’absence d’un matériau absorbant et le degré de rigidité des liaisons mécaniques entre les parois modifient les pertes de transmission et, par conséquent, l’indice de transmission du son (ITS).

Une compréhension de ces divers facteurs peut aider à améliorer la conception et à éviter certaines erreurs. Des petites modifications dans la disposition des matériaux peuvent entraîner d’importants changements dans l’ITS sans que cela n’affecte les coûts.

Trois facteurs physiques interdépendants son importants pour déterminer si l’occupant d’u immeuble à logements multiples est gêné par le bruits de ses voisins. Il s’agit des pertes de transmission du son par les murs mitoyens ou les planchers, du niveau de bruit généré par les voisins, et du niveau de bruit de fond dans le logement de l’occupant. Les deux derniers facteurs peuvent varier énormément ; pour cette raison, il faut choisir un ITS qui tienne compte de la plupart des situations et accepter le fait qu’un voisin puisse être anormalement bruyant ou que le niveau de bruit de fond soit anormalement bas. Si le niveau du bruit de fond est suffisamment élevé, les bruits importuns seront masqués et ne seront pas perceptibles.

Par contre, si le bruit de fond est excessivement élevé, il peut perturber le sommeil, la relaxation et parfois même la conversation. Des enquêtes effectuées à travers le monde ont montré que pour les occupants d’immeubles à logements multiples, un ITS d’au moins 55 permet d’obtenir un degré d’isolement acoustique raisonnable. On peut obtenir un ITS de 60 et plus avec des matériaux de construction types sans faire appel à des techniques très poussées. Toutefois, une attention particulière doit être apportée à la conception et à la construction.

Loi de masse

La caractéristique physique la plus importante pour contrôler la perte de transmission du son par voie aérienne à travers une paroi est la masse surfacique de ses divers composants. La loi de masse est une règle théorique qui s’applique à la plupart des matériaux dans certaines gammes de fréquences. Cette loi peut s’exprimer de façon approximative par la relation :

TL = 20 log10 (ms f) - 48

où TL = perte de transmission du son d’une paroi pour des incidences aléatoires ; ms = masse surfacique, en kg/m² ;f = fréquence des ondes sonores, en Hz. La masse surfacique, ms, est le produit de la masse volumique du matériau par son épaisseur. Le tableau 1 donne les valeurs de ms pour des épaisseurs de 1 mm de matériaux courants.

On estime l’amortissement acoustique utilisant la formule : 40 x log (Poids du béton/m²) - 46 = valeur en dBA

L’équation de la loi de masse indique que chaque fois que la fréquence des sons ou que la masse surfacique d’un mur à paroi simple est doublée, la perte de transmission du son augmente d’environ 6 dB. Pour augmenter de 12 dB la perte de transmission du son pour toutes les fréquences, il faut multiplier la masse surfacique par 4. Une amélioration de 18 dB nécessite une multiplication de la masse par 8, etc. La masse surfacique peut être accrue en augmentant l’épaisseur du matériau ou en choisissant un matériau dont la masse volumique est plus élevée. Une simple couche de béton coulé de 150 mm d’épaisseur donne un ITS d’environ 55.

Cette épaisseur est généralement la limite recommandée pour les dalles dans les constructions normales. Si un ITS supérieur est requis, comme cela est le cas dans les constructions de haute qualité, il n’est pas rentable de doubler l’épaisseur des murs ou des planchers pour l’obtenir. Il est préférable de construire des parois doubles qui n’entraîneront pas de surcharge.

Les solutions en plancher flottant :

Les bruits de contact sont amortis par le système masse-ressort-masse. Lorsqu’un impact parvient sur la dalle supérieure (l’aire de foulée), par exemple des pas ou des chaises qu’on glisse, elle se met à vibrer. Lorsque cette dalle vibrante est reliée à la dalle inférieure à l’aide d’un ressort, la dalle inférieure vibrera très peu et le bruit ne sera pas communiqué à la pièce située en dessous.

Cette solution peut être réalisée à l’aide d’un plancher flottant. Celui-ci se compose, du bas vers le haut, d’une construction portante, d’une couche d’égalisation (contenant les conduites), d’une isolation contre les vibrations et d’une chape de 6 à 8 cm d’épaisseur. Les caractéristiques acoustiques de l’isolation amortissante sont testées en laboratoire et caractérisées par le coefficient d’amélioration aux bruits de chocs DLw (plus la valeur est élevée, plus le résultat est bon). Il existe sur le marché un grand nombre de produits qui amortissent les vibrations. Pour obtenir un confort acoustique normal, il faut que DLw soit supérieur à 22 dB.



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