L’acoustique et l’isolationphonique
Programme sommaire de l’exposé• Partie acoustique:• Historique• Définition de l’acoustique• Pourquoi étudier le son?• Défi...
Partie isolationDéfinition de l’isolationPourquoi s’isolerQuels sont les grands principes de l’isolation acoustique?Qu’est...
Exemple:Théâtre d’ORAN.L’Aérogare Kansai à Osaka (Japon)
introductionVotre voisin vous impose sa musique , les bruits de la rue troublentvotre sommeil,….Il va falloir mieux vous i...
historique• Depuis les temps préhistorique les hommes s’intéressent auxphénomènes acoustique mais il fallu attendre leVe s...
Définition de l’acoustique• C’est un domaine de la physique qui étudie le son, donc toutphénomène sonore, elle fait appel ...
Pourquoi étudier le son?• Des mesures permettent de définir et de quantifier les sons. C’estgrâce à elles que l’acoustique...
Définition du son• Le son est unesensation auditive due à unevibration acoustique• Le son est une vibrationacoustique qui ...
• Notre oreille nest pas sensible de la même manière aux sons detoutes les fréquences. Nous nentendons que les sons compri...
Caractéristique du son• 1-fréquence• La fréquence s’exprime enHertz(Hz) et représente lenombre de vibrations parseconde de...
Amplitude dondes acoustiques• Le volume dun son correspond à lamplitude de sononde acoustique. Sur ce graphe, sont représe...
Nota BeneSe rappeler que la longueur d’onde Lambda = vitesse du son /fréquence• A partir de cette équation on peut obtenir...
• 2-intensité• L’intensité s’apparente au niveau sonore: plus le nombrede décibels est important, plus le son est « fort »...
• Remarques : Il y’a une relation d’inversement proportionnel entrela fréquence et le niveau du son :• Exemples : 128 Hz =...
3-propagation londe sonore dans un milieugazeux est une ondeprogressive longitudinale. Leson, lui, ne se propage pasque da...
Vitesse de propagation du son:Milieu de propagation des ondes Célérité en m/sAir sec à 0° C 33115° C 34020° C 343Acier 500...
Transmission,réflexion et absorption du son• Quand les ondes sonores tombent sur la surface d’une paroi, elleslui envoient...
Qu’est-ce que le bruit?• Le bruit est définis comme un ensemble de sons(son complexe)• Le bruit peut nuire au confort, per...
Comment circule-t-il?• On distingue deux types de bruits: les bruits aériens et solidiens.Comme leur nom l’indique, les pr...
• On les appelle aussi bruit d’impact. Ce sont eux que produisent lestalons de la voisine du dessus en marchant sur le car...
Drôles de calculs!• Heureusement pour nos oreilles, les bruits ne s’additionnent pascomme les bonbons.• Ainsi, deux bébés ...
Quels sont les impacts du bruit sur la santé?Générateur de stress ,le bruit est responsable de troubles du sommeil etdirec...
Définition de l’acoustique architecturale• L’acoustique architecturale étudie la transmission du son àl’intérieur du bâtim...
fonctionnement de l’oreille humaine• L’oreille est l’organed’audition etd’équilibre au corpshumain
Critères de la qualité acoustique dans unesalle :• Répartition d’énergie sonore dans la salle.• Échos.• Flutter d’écho.• T...
La répartition d’énergie dans la salle :• Peu importe sa place un auditeur dans une salle reçoit deux sortesde sons :• Son...
Pour assurer l’arrivée d’un son réfléchi à une place prévue on utiliseles principes de l’acoustique géométrique à savoir :...
L’écho:• Parmi les caractéristiques physiologique de l’oreille humaine ,le fait que sideux sons parviennent l’un après l’a...
Les flutters d’écho :• Si il y’a un son émis dans une enceinte entourée par des surfacesréfléchissantes, il peut être tran...
Le temps de réverbération• On appelle temps de réverbérations la durée comptée depuis lemoment d’arrêt de la source jusqua...
Focalisation des sons: taches sourdes:Si la zone de focalisation se trouve hors des zones de présence des auditeurs,c’est ...
Intelligibilité• Par l’intelligibilité on entend bien évidemment l’intelligibilité de la parole.• Cette dernière est compo...
Intelligibilité:• Méthode de mesure :• Les tests subjectifs :• On émet dans un local à tester et à l’aide d’une chaîned’am...
Structure des premières réflexions• Initialement en accepteraient que le temps de réverbération soit lecritère unique pour...
Dans la forme A, le niveau physique du son commence à diminuer dés le moment d’arrêtde la source et diminue linéairement a...
Détermination du volume ou des dimensions initiales de la salle:destination de la salle Volume par auditeurs m³ /audSalle ...
Détermination du volume ou des dimensions initiales de la salle:• la forme de la salle doit être conçue de telle manière q...
Projections acoustiques dune salle:• La projection acoustique dune salle se déroule selon les passuivants :• détermination...
Partie isolation• Définition de l’isolation• La fonction de l’isolation acoustique est d’empêcher la propagationdu son d’u...
• Quels sont les grands principes de l’isolationacoustique?En distingue correction et isolation acoustique .• La correctio...
La correction acoustique consiste à temporiser ces deux extrêmespour obtenir un juste milieu• En effet, telle une balle, u...
• Quand il s’agit d’isolation acoustique, la démarche consiste àinterrompre la propagation des sons: par des matériaux « l...
Qu’est-ce qu’un pont phonique?• Comme son nom l’indique, Un pont phonique offre un passage auxsons, en générale accidentel...
• La protection contre le bruit comprend trois volets fondamentauxselon l’origine des bruits relativement au bâtiment à pr...
Protections contre les bruits extérieurs:Avant de recourir aux différents concepts, il est primordial de s’en tenira quelq...
Se protéger des bruits extérieurs:Se protéger des bruits extérieurs:• En raison des nécessités d’un éclairage naturel, les...
Protection contre les bruits intérieursProtection contre les bruits intérieurs• Les dispositions à prendre contre le bruit...
Les matériaux isolantsSi l’architecte désire modifier la réverbération d’une salle, il dispose dedeux types de matériaux p...
• les matériaux réfléchissants ,• tels que la pierre et le métal, réfléchissent la plus grandepartie des ondes acoustiques...
1-Fibre de laine2-Liége3-Laine de rocheCaoutchoucCaoutchouc5-Vermiculite5-Vermiculite4-Caoutchouc
6-Panneaux isolant en laine de bois8-Le feutre destiné à l’isolation de canalisation d’eau, d’airet conduit de chauffage.7...
• la laine de roche :• Constituée de fibres de diversminéraux enchevêtréesλ≈0.035W/m.°C. Elle estprésentée en rouleaux ou ...
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Les mousses acoustiques• La mousse polyuréthanneAvantages :• Elle peut être colorée et devientun élément de décoration.• E...
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L’acoustique du futur• L’acoustique active va se développer dans les logements dedemain. Utilisant les techniques de réduc...
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• Situation et implantation:• Le théâtre Abdelkader Alloula se situe au centre villed’Oran à proximité de la kasbah d’Oran...
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• PentePenteune légère pente auniveau du RDC pouravoir une hauteurentre les rangées quipermet aux sonsdirectes d’arriver a...
Plancher de la scène en bois permet d’absorberles sons qui vont dans sa direction et cela permetd’éviter l’écho
2eme niveau:1erbalconLes box du 2eme balcon
3émebalcon2éme balcon1erbalconLa régie(lumière et son)
Les sources sonores setrouvent sur la scèneUne coupole aucentre de la toiturefocalise les sons etaussi considéréecomme par...
Escaliers et ascenseurs• En remarque l’absencedes ascenseur parce quele théâtre est ancien• Ce qui concerne lesescaliers, ...
La disposition des escaliers dans leplan
• Porte capitonnée:relient lessasses des différents étages ala salle de spectacle sontfaites d’ une fine plaque debois ave...
L’Aérogare Kansai à Osaka(Japon)• Un projet déjà relativementancien (1990) mais remarquablequant à ses spécifications• Bât...
Identification des problèmes• Permettre une bonneintelligibilitédes messages parlés à voixnaturelle (conversations,enregis...
Objectifs acoustiques du projet• Objectif principal : assurer l’intelligibilité des messages deparole (perte d ’articulati...
Approches (isolement)• Calcul des niveaux depression acoustique àl’extérieur du bâtiment sur labase d’hypothèsesd’exploita...
Approches(réverbération)• Calcul de la durée deréverbération dans les espaces aumoyen de modèles et del’expérience (Note :...
Approches(bruit de fond)• Identification des sources sonoreset définition (en premièreapproche) du niveau de puissanceacou...
Approches (intelligibilité)• Calculs menés sur la base desrésultats précédents (bruit defondet durée de réverbération) pou...
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conclsion• Nécessité de prendre en comptetous les éléments• Difficulté de disposer deséléments nécessaires (niveaux depuis...
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  • Pour mieux comprendre comment cette onde fait pour se propager, faisons l'expérience suivante. Prenons un slinky (long ressort assez mou), accrochons-en un bout à un mur et tenons l'autre bout en main. Ensuite tirons sur un des anneaux avec l'autre main vers la première et lâchons. Nous apercevons alors bien clairement comment les atomes mettent leurs voisins en oscillation. A cause des frottements, l'amplitude d'oscillation des atomes diminue au fur et à mesure que l'onde s'éloigne de la source.
  • Acoustique et isolation phonique

    1. 1. L’acoustique et l’isolationphonique
    2. 2. Programme sommaire de l’exposé• Partie acoustique:• Historique• Définition de l’acoustique• Pourquoi étudier le son?• Définition du son• Caractéristique du sonfréquenceintensitépropagationvitesse de propagationQu’est-ce que le bruit?Comment circule-t-il?Droles de calculs!Quels sont les impacts du bruit sur la santé?Définition de l’acoustique architecturaleCritère de la qualité acoustique d’une salle
    3. 3. Partie isolationDéfinition de l’isolationPourquoi s’isolerQuels sont les grands principes de l’isolation acoustique?Qu’est-ce qu’un pont phonique?La propagation des bruitsLes matériaux isolantsDifférents procédés d’isolationLes clés de la réussiteIsolation acoustique et isolation thermique même combat?L’acoustique du futur
    4. 4. Exemple:Théâtre d’ORAN.L’Aérogare Kansai à Osaka (Japon)
    5. 5. introductionVotre voisin vous impose sa musique , les bruits de la rue troublentvotre sommeil,….Il va falloir mieux vous isoler……. Pas du reste du monde maisuniquement des bruits
    6. 6. historique• Depuis les temps préhistorique les hommes s’intéressent auxphénomènes acoustique mais il fallu attendre leVe siecle av J_Cpour qu’ils étudient le son d’un point de vue scientifique• C’est quelques siécle plus tard qu’on decouvrit le caractéreONDULATOIRE du son, on observant les ondes qui se forment a lasurface de l’eau , en énon,çant qu’une onde acoustique sepropageant dans l’air provient d’une source.• Grace a GALILIEE, l’acoustique devient enfin une véritable science,et non plus une branche de l’art musical.• Le francais MARIN MERSENNE entreprit aussi la premieredétermination absolue de la fréquance d’un son pur audible dehauteur donnée• ISAAC NEWTON démontra que la propagation du son dans unfluide ne dépond que de certaines propriétés physiques du fluide,tels que l’elasticité et la densité• WALLACE SABINE fut le prmier a definir le temp de réverbération,c’est ainsi qu’il fut connu comme etant le père de l’acoustiquearchitecturale
    7. 7. Définition de l’acoustique• C’est un domaine de la physique qui étudie le son, donc toutphénomène sonore, elle fait appel aux phénomènes ondulatoires età la mécanique vibratoire.• C’est létude des phénomènes qui impressionnent le sens de louïeet que lon appelle "bruits" ou "sons" .
    8. 8. Pourquoi étudier le son?• Des mesures permettent de définir et de quantifier les sons. C’estgrâce à elles que l’acoustique des salles peut être améliorée .• Mais ces mesures permettent également de faire une analysescientifique et précise de la gêne causée par le bruit en général.• Cependant ,le degré de gène n’est pas le même d’une personne àune autre et cela en raison des différences physiologiques etpsychologiques qui caractérisent chaque individu .ce degré n’estdonc pas mesurable de manière scientifique.• En revanche, les mesures acoustiques permettent de comparer lagène causée par le bruit dans différentes situations et conditions.
    9. 9. Définition du son• Le son est unesensation auditive due à unevibration acoustique• Le son est une vibrationacoustique qui se propagedans l’air ou milieu liquide ousolide• Exemple:• Une corde de guitare écartée de sa positiondéquilibre, puis abandonnée se met à vibrer : il y aproduction dun son.• Si on frappe un verre avec une fourchette : il y aproduction dun son.
    10. 10. • Notre oreille nest pas sensible de la même manière aux sons detoutes les fréquences. Nous nentendons que les sons comprisentre grosso modo 15 et 20 000 Hz. En dessous de 20 Hz, ce sontdes infrasons et au dessus de 20 000 Hz, des ultrasons. Lasensibilité de notre oreille est à son maximum pour les fréquencescomprises entre 500 Hz et 5000 Hz.• Lunité de fréquence du son, le hertz (Hz), représente un cycle parsecondeInfra - sonsNon perceptiblesparl’hommeUltra - sonsNon perceptiblespar l’homme.Ondes sonoresPerceptibles par l’homme.15 20 000 FréquenceHz
    11. 11. Caractéristique du son• 1-fréquence• La fréquence s’exprime enHertz(Hz) et représente lenombre de vibrations parseconde de la pressionacoustique.• Elle permet de distinguer lessons graves, mediums etaigus.• La plage de perception del’oreille humaine se situe de20hz à 20000hz.• La plage de fréquencenormalisée utilisée dans lebâtiment est de 100hz à4000hz.
    12. 12. Amplitude dondes acoustiques• Le volume dun son correspond à lamplitude de sononde acoustique. Sur ce graphe, sont représentéestrois ondes acoustiques de même fréquence maisdamplitude différente
    13. 13. Nota BeneSe rappeler que la longueur d’onde Lambda = vitesse du son /fréquence• A partir de cette équation on peut obtenir les longueurs d’onde desdifférentes fréquences.• Par exemple : à 20 Hz la longueur d’onde est d’un peu plus de 17mètres, tandis qu’à 20 KHz la longueurs d’onde est de seulement1,7 cm.
    14. 14. • 2-intensité• L’intensité s’apparente au niveau sonore: plus le nombrede décibels est important, plus le son est « fort ». Ainsi,l’oreille percoit un son à partir de 20dB(chuchotement),souffre à partir de 90dB(moto, marteau-piqueur) et atteintson seuil de douleur à 120dB(réacteur d’avion)Échelle desintensitéssonoresLintensité dun soncorrespond àla puissanceavec laquelle ceson est émis.Elle se mesuregénéralementen décibels
    15. 15. • Remarques : Il y’a une relation d’inversement proportionnel entrela fréquence et le niveau du son :• Exemples : 128 Hz = 71 dB, 4000 Hz = 57 dB.• Enfin la durée de son importance, car elle peut rendre un sensd’intensité moyenne insupportable. Cependant, malgré descaractéristiques définies avec précision, le bruit est percu defacon très subjective selon le contexte et la personne .ainsi, lasiréne tonitruante d’un camion de pompier agresse les oreillesdes passants, mais rassure ceux qui l’attendent dansl’inquiétude.
    16. 16. 3-propagation londe sonore dans un milieugazeux est une ondeprogressive longitudinale. Leson, lui, ne se propage pasque dans une direction, londeprovenant dune source sonorepeut être représentée par unemultitude de sphèresconcentriques dont le centreest cette source dans le cas oùla source est ponctuelle (unpoint).La propagation du son se faitde manière omnidirectionnelleet commence a perdre sonintensité dés qu’il s’éloigne desa source.
    17. 17. Vitesse de propagation du son:Milieu de propagation des ondes Célérité en m/sAir sec à 0° C 33115° C 34020° C 343Acier 5000Bois 1000 à 4000Caoutchouc 50Liége 500Maçonnerie 3000Béton 4000Plomb 1300Verre 4000 à 6000
    18. 18. Transmission,réflexion et absorption du son• Quand les ondes sonores tombent sur la surface d’une paroi, elleslui envoient une quantité définie d’énergie acoustique. Cetteénergie s’appelle « énergie incidente .
    19. 19. Qu’est-ce que le bruit?• Le bruit est définis comme un ensemble de sons(son complexe)• Le bruit peut nuire au confort, perturber le sommeil, créer des pertesde productivité et pet également effectuer la santé et la sécurité• Le son est caractérisé par son niveau(fort ou faible) et safréquence(grave ou aigue)• Le bruit est mélange de sons différents ayant chaqu’un leurfréquence et leur niveau sonore• Le niveau sonore d’un son se mesure en decibels (Db°). Notreconfort journalier correspond a un niveau sonore limité de 45Db(trouble de sommeil) alors que la vie quotidienne nous assaille debruits souvent beaucoup plus forts.
    20. 20. Comment circule-t-il?• On distingue deux types de bruits: les bruits aériens et solidiens.Comme leur nom l’indique, les premiers sont transmis par l’air etcirculent aussi librement que lui tant qu’ils ne sont pas interrompusdans leur course.• A l’extérieur, les plus dérangeants sont surtout générés par lesmoyens de transport( voiture, moto, train, avion…), les travauxurbains ou les aboiements d’un chien.• A l’intérieur, il peut sagir du son de la télévision? De la musique oude conversation.• S’éloigner d’un bruit aérien ne suffit pas à s’en isoler, carl’affaiblissement sonore n’est pas proportionnel à la distance estdoublée : le bruit d’une voiture évalué à 80dB à 20m de distance estencore de 74dB à 40m, et de 68dB à 80m.• En toute logique, les bruits solidiens sont transmis par le « solide »c’est-à dire les matériaux.
    21. 21. • On les appelle aussi bruit d’impact. Ce sont eux que produisent lestalons de la voisine du dessus en marchant sur le carrelage, lesrebons du ballon de son fils ou les coups de marteau de son maridans le mur.• Chaque fois, l’impact génère une vibration du matériau qui sepropage également au cœur de tous ceux avec lesquels celui-ci esten contact direct( murs, cloisons).• C’est ainsi qu’un bruit d’impact peut facilement déranger lesoccupants des appartements situés plusieurs étages en dessous.
    22. 22. Drôles de calculs!• Heureusement pour nos oreilles, les bruits ne s’additionnent pascomme les bonbons.• Ainsi, deux bébés hurlant avec la même énergie, c’est-à-dire avecle même niveau sonore, ne produisent pas deux fois plus de bruitmais seulement une augmentation de 3dB par rapport à leur niveausonore individuel. Multipliés par dix, les mêmes bébés ne produisentqu’une augmentation de 10dB . Si l’un des deux y met d’avantaged’énergie, c’est son niveau sonore qui prend le dessus et couvrecelui du second, mais les deux niveaux sonores ne s’additionnentpas.• Enfin le calme de l’un ne réduit en rien le niveau sonore de l’autre,car les bruits ne se soustraient pas les uns au autres!
    23. 23. Quels sont les impacts du bruit sur la santé?Générateur de stress ,le bruit est responsable de troubles du sommeil etdirectement d’états dépressifs. À la différence des yeux protégés par despaupiéres closes, les oreilles sont sans cesse soumises aux agressionssonores. Ainsi 50dB (conversation animée ) suffisent à provoquer uneaccélération cardiaque immédiate chez un enfant qui dort. L’exposition àune situation très bruyante( un concert, par exemple) provoque des effetsimmédiats mais passagers comme une perte d’audition, une augmentationde la tension artérielle, une diminution de l’attention et de la mémorisation,mais aussi une réduction du champ visuel, une moins bonne appréciationdes profondeurs et des couleurs comme une altération de la visionnocturne. Le renouvellement d’une telle situation produit exactement lesmemes effets car contrairement à une idée communément répandue,l’organisme ne s’habitue jamais au bruit. Avec la répétition, s’installe unefatigue physique et un état dépressif, voir une perte d’audition définitivecette foisEnfin, il est important de savoir que la valeur « positive » ou « naturelle »d’un bruit ne réduit en rien son impact sur l’organisme :un fond sonorepermanent de 85dB peut rendre sourd, qu’il s’agisse d’une cascade oud’un carrefour animé.
    24. 24. Définition de l’acoustique architecturale• L’acoustique architecturale étudie la transmission du son àl’intérieur du bâtiment afin de bien entendre les sons et se protégerdes bruits gênants• Mais nous ne pouvons comprendre l’acoustique architecturale quesi l’on comprend l’acoustique physiologique donc le système auditif(l’oreille)
    25. 25. fonctionnement de l’oreille humaine• L’oreille est l’organed’audition etd’équilibre au corpshumain
    26. 26. Critères de la qualité acoustique dans unesalle :• Répartition d’énergie sonore dans la salle.• Échos.• Flutter d’écho.• Temps de réverbération.• Focalisations des sons.• Intelligibilité.• Structure des premières réflexions.
    27. 27. La répartition d’énergie dans la salle :• Peu importe sa place un auditeur dans une salle reçoit deux sortesde sons :• Sons directs arrivant directement de la source sonore(l’orateur, chanteur, orchestre…)• Sons réfléchis arrivant des surfaces réfléchissantes.• L’objectif premier est que les auditeurs reçoivent un maximumd’énergie sonore. Ensuite, en fonction des places ou l’énergiedirecte ne serait pas suffisante seule , cette dernière sera renforcéegrâce à l’énergie réfléchie .• La vision doit être aussi, dégagée entre les spectateurs et la source.le rayon de vision de l’auditeur arrière doit être élevé au – dessusdu niveau des yeux de l’auditeur avant de 10 à 15 cm.
    28. 28. Pour assurer l’arrivée d’un son réfléchi à une place prévue on utiliseles principes de l’acoustique géométrique à savoir :Angled’incidenceAngle deréflexionα αRayonincidentRayonréfléchiSurface réfléchissante
    29. 29. L’écho:• Parmi les caractéristiques physiologique de l’oreille humaine ,le fait que sideux sons parviennent l’un après l’autre avec un retard inférieur à unevaleur approximative de 40 milliseconde, elle les perçoit comme un seul sonrenforcé et prolongé, mais si ce retard dépasse la valeur mentionnée quel’on nomme retard critique, elle les perçoit comme deux sons séparés, ledeuxième s’appelle écho.mais la perception ou la non perception de deux sons brefs ne dépend passeulement du paramètre différence du temps mais aussi des intensitésrelatives et des directions d’où proviennent les sons.Il est important de savoir également que le seuil de gêne retenu par Hassdébute avec une différence de marche de 50 millisecondes.On sait aussi quune sonorisation mal conçue peut créer le phénomène defaçon artificielle alors que le local lui-même et démuni d’échos .Cest ainsi qu’on peut rencontrer fréquemment une salle acoustiquementbonne, dans laquelle aucun écho nest créé par une ou plusieurs réflexionssur les parois mais où des haut-parleurs trop éloignés les uns des autresprovoquent des différences de marche génératrice de gêne.
    30. 30. Les flutters d’écho :• Si il y’a un son émis dans une enceinte entourée par des surfacesréfléchissantes, il peut être transmis très loin sans atténuation deson intensité avec des retards variables.• Ce phénomène s’appelle flutter d’écho. Il se produit surtout quand lasource sonore se trouve entre deux murs longs et parallèles telsque les couloirs. Il peut aussi se produire dans les enceintesentourées par un mur réfléchissant courbé ou circulaire tel que lecas du Monument du Culte du Ciel à Pékin.• Les flutters d’écho sont généralement nuisibles à la qualitéacoustique des salles, donc si l’on est obligé d’utiliser des paroiscirculaires ou parallèles on doit les vérifier minutieusement pour
    31. 31. Le temps de réverbération• On appelle temps de réverbérations la durée comptée depuis lemoment d’arrêt de la source jusquau moment où le niveau physiquedu son diminue de 60 dB par rapport au niveau stable initial. Il sedistingue par T et se mesure en secondes.01 2 345Temps en secondesTemps de réverbérationIntensitédu son endB60 dB1 : Moment où le niveau physique du son atteint la valeurstable initiale.2 : Moment darrêt de la source.3 : Moment où le niveau physique du son commence àdiminuer.4 : Moment où le niveau du son diminue de 60 décibels parrapport au niveau stable initial.5 : Moment où le son devient complètement imperceptible.
    32. 32. Focalisation des sons: taches sourdes:Si la zone de focalisation se trouve hors des zones de présence des auditeurs,c’est bon ; mais si la zone de focalisation se trouve dans la zone deprésence des auditeurs elle influe négativement sur la qualité acoustique dela salle.• La focalisation n’est qu’une question de forme. Pour l’éviter on peut soitéviter d’utiliser les parois courbes (paraboloïde notamment) soit les utiliserde telle manière que leur point focal se trouve hors de la zone de présencedes auditeurs.Dans le plan Dans la coupe
    33. 33. Intelligibilité• Par l’intelligibilité on entend bien évidemment l’intelligibilité de la parole.• Cette dernière est composée de voyelles et de consonnes ; les voyellesprésentant le gros de l’énergie contenue dans la parole, ce sont les permanents,les consonnes étant les transitoires.• L’intelligibilité de la parole augmente avec le niveau sonore de celle-ci et celajusqu’à un certain niveau à partir duquel elle diminue.• Si l’on crie trop fort l’intelligibilité est plus faible que si on parle à un niveaunaturel normal.• La notion intelligibilité avait paru en 1900 aux résultats des études de Sabine surla qualité acoustique dun grand amphithéâtre de luniversité Harvard àCambridge dans lequel les étudiants comprenaient très mal ce que disait leprofesseur en chaire.• De nombreuses études montrent que lintelligibilité dépend des quatre facteurssuivants :• Niveaux physiques du son : lintelligibilité de la parole et maximale quandle niveau physique du son est denviron 60 ou 70 décibels.• Temps de réverbération de la salle : lintelligibilité diminue aveclaugmentation du temps de réverbération de la salle.• Le rapport du niveau physique du son sur celui de sons utiles :lintelligibilité diminue avec laugmentation de ce rapport.• La forme architecturale de la salle : Coefficient K :qui varie de 0,075 pourune salle de conférence à 0,09 pour une salle de concert, et atteint 0,1pour un édifice religieux.
    34. 34. Intelligibilité:• Méthode de mesure :• Les tests subjectifs :• On émet dans un local à tester et à l’aide d’une chaîned’amplification de haute qualité une suite de phrases, de mots prisau hasard dans la langue des observateurs, des mots dont larépartition des sons est phonétiquement équilibrée ; ou des syllabesn’ayant pas de sens et composées d’une consonne de début, d’unevoyelle et d’une consonne finale (logatomes).• Un ensemble d’observateurs écrit au fur et à mesure ce qu’ilsentendent et à la fin de l’expérience on calcule la moyenne despourcentages de bonnes réponses.• Remarque : résultat paradoxal : le port de boules Quiès améliorel’intelligibilité de la parole dans le bruit ! bien entendu cela n’est vraique pour une parole très bruyante dans un bruit de niveau élevé.
    35. 35. Structure des premières réflexions• Initialement en accepteraient que le temps de réverbération soit lecritère unique pour évaluer la qualité acoustique dune salle. Detemps en temps, encore date que ce nest pas vrai parce quenréalité deux salles de même temps de réverbération ( et de mêmedestination bien sur)peuvent avoir de différentes qualitésacoustiques.• À la suite, on a trouvé l’explication dans le fait que la qualitéacoustique dune salle,outre le temps de réverbération, dépendaussi de la forme de réverbération.• Il y a généralement six formes possibles de réverbération :
    36. 36. Dans la forme A, le niveau physique du son commence à diminuer dés le moment d’arrêtde la source et diminue linéairement avec le temps. La salle ayant cette forme deréverbération sonore assez « sec »• Dans les formes B et C, le niveau physique du son commence à diminuer dés lemoment d’arrêt de la source, mais la diminution n’est pas linéaire avec le temps, elleest brusque dés le début et lente après un certain moment, la salle ayant une des sesformes sonne trop « sec »• Dans la forme D il y a une interruption entre le son direct et le premier son réfléchi.Cette forme doit être considérée comme mauvaise. (Écho)• Dans la forme E et F, il y’a une prolongation plus ou moins durable sans réduction duson initial après l’arrêt de la source. Ces formes doivent être considérées commeoptimales.Temps en STemps en SB CD E F
    37. 37. Détermination du volume ou des dimensions initiales de la salle:destination de la salle Volume par auditeurs m³ /audSalle de conférencethéâtre dramatiquethéâtre lyriquesalle de concert (sans grand choeur)457-96source sonore Volume maximal de la salle m³Orateur moyenorateur entraînégrand orchestre symphoniquechoeur3000600020 00050 000
    38. 38. Détermination du volume ou des dimensions initiales de la salle:• la forme de la salle doit être conçue de telle manière que lesauditeurs de toutes les places voient et entendent bien les sourcessonores placées sur la scène, cela veut dire en même temps qu’iln’y ait pas dans la salle décho et de focalisation. Pour cela, il fautassurer les facteurs suivants :• la distance maximale de la source à la place la plus éloignée nedépasse pas la valeur critique prise habituellement 25 mètres pourles salles de parole et 40 mètres pour les salles de musique.• Jusquen 1998, lexception consiste dans les trois cas suivants :• -- le cas du palais des congrès à Moscou 50 000 < V <60 000 m³ ;capacité 6000 places pour la parole.• -- le cas de radio City Music hall de New York 50 000< V <60 000m³ ; capacité 6000 places pour cinéma.• -- le cas du palais des congrès de Paris V = 53 000 m³ ; capacité3700 places pour concert et 4300 places pour congrès ; distance dela salle au rang le plus éloigné 50 mètres.
    39. 39. Projections acoustiques dune salle:• La projection acoustique dune salle se déroule selon les passuivants :• détermination du volume, de la forme et des dimensions initiales dela salle.• vérification de labsence décho, de focalisations et de tache sourde.• vérification de la coïncidence du temps de réverbération conçu aveccelui optimal.• vérification de la coïncidence de la structure des premièresréflexions conçues avec celle optimale.• vérification de la satisfaction de lintelligibilité conçue par rapport àcelle optimale.
    40. 40. Partie isolation• Définition de l’isolation• La fonction de l’isolation acoustique est d’empêcher la propagationdu son d’un milieu à un autre.• Les problèmes d’isolations sont de deux ordres :1- La protection contre les bruit extérieurs.2- La protection contre les bruits internes.
    41. 41. • Quels sont les grands principes de l’isolationacoustique?En distingue correction et isolation acoustique .• La correction acoustique consiste à améliorer laqualité phonique d’un lieu en maitrisant le phénomène deréverbération, c’est-à dire de résonance.
    42. 42. La correction acoustique consiste à temporiser ces deux extrêmespour obtenir un juste milieu• En effet, telle une balle, un sonrebondit sur les parois qu’ilrencontre, d’autant plusfacilement que celles-ci sontlisses et dures. Le bruitréellement perçu est en faitl’addition du bruit initial et deses multiples « rebonds ».Quand aucun matériau n’estcapable d’absorber une partiedes ondes sonores, on dit quela pièce est « sonore »,comme le sont les piècesvides. A l’inverse, on dit qu’elleest « sourde » lorsque lessons sont complètementabsorbés par les parois .
    43. 43. • Quand il s’agit d’isolation acoustique, la démarche consiste àinterrompre la propagation des sons: par des matériaux « lourds »(on parle de « loi de masse ») ou par l’intégration d’un isolant entredeux parois pour créer un panneau « sandwich » ( on parle de loi demasse-ressort-masse ») . La présence de l’isolant « intercepte » leson au même titre que l’interruption de la route oblige une voiture às’arrêter .• enfin, la désolidarisation consiste a créer des ruptures dans lecheminement des sons come c’est le cas avec les chapes flottantesdésolidarisées de la structure grâce à un isolant
    44. 44. Qu’est-ce qu’un pont phonique?• Comme son nom l’indique, Un pont phonique offre un passage auxsons, en générale accidentel et involontaire. Il s’agit d’intersticesmal rebouchés, de points de contact entre des éléments censésêtre désolidarisés, d’interrupteurs installes dos à dos dans une paroidont ils entament ainsi l’épaisseur, de tout ce qui met deux piècesen communication (tuyauteries, grille de ventilation…)
    45. 45. • La protection contre le bruit comprend trois volets fondamentauxselon l’origine des bruits relativement au bâtiment à protéger :• · la protection contre les bruits extérieurs, c’est-à-dire dont l’origineou la source sont à l’extérieur du bâtiment et traversentl’enveloppe; par exemple le bruit du trafic routier, les dispositions deprotection concernent les éléments de l’enveloppe, façades,fenêtres, etc.• · la protection contre les bruits intérieurs, c’est-à-dire dont l’origineou la source sont dans le bâtiment considéré et traversent leséléments de construction intérieurs, parois, planchers, portes, …etc.• · la protection contre les bruits des installations techniques desimmeubles, c’est-à-dire des équipements tels que chauffage,ventilation, équipements sanitaires, etc.; en fait ce sont des bruitsintérieurs puisque leur origine est dans le bâtiment à protéger.L’isolation acoustique
    46. 46. Protections contre les bruits extérieurs:Avant de recourir aux différents concepts, il est primordial de s’en tenira quelques règles de bon sens et d’urbanisme:• L’éloignement des voies mécaniques• Entourer le bâti en question de végétations qui jouent le rôle desécrans absorbants.• Avoir une bonne disposition interne : séparer les espacesnécessitant le calme des sources de bruit ( ascenseurs, videsordures, canalisations…)• Les façades.• Les murs, les planchers.• Les portes et les fenêtres qui sont le point faible de toute isolation.Éléments à isoler dans une construction :
    47. 47. Se protéger des bruits extérieurs:Se protéger des bruits extérieurs:• En raison des nécessités d’un éclairage naturel, les parois, leslocaux peuvent devoir présenter une grande proportion de surfacesvitrées. Or les vitrages offrent des performances d’isolement contrele bruit extérieur nettement moindres que celles des parties pleines(c’est-à-dire maçonnerie, béton, etc.). Il est donc très important deconsidérer la protection contre le bruit déjà au niveau de l’avant-projet et même dans le choix du site et l’implantation générale du(ou des) bâtiment(s) concerné(s).• Les performances d’isolement requises dépendent aussi de lasensibilité au bruit du local à protéger: faible, moyenne et élevée.Pour une utilisation en salle de gymnastique, on peut admettre unesensibilité faible ou moyenne. Pour une utilisation polyvalente(manifestations sportives et culturelles), il faut prévoir une sensibilitémoyenne ou élevée. Pour une utilisation d’habitat il faut prévoir unesensibilité élevée• A partir du degré du nuisance du bruit extérieur et de la sensibilitéau bruit, la norme indique les performances de protection requisespar la valeur de l’isolation acoustique normalisée pondérée DnT,wen décibels (dB).• En fait, il y a une valeur d’exigences minimales (obligatoires) et uned’accrues (facultatives), plus sévères de 5dB.
    48. 48. Protection contre les bruits intérieursProtection contre les bruits intérieurs• Les dispositions à prendre contre le bruit à l’intérieur étant différentsselon la nature des• bruits, il faut distinguer séparément celles contre:• Conduction aérienne:les sons aériens, par exemple cris et éclats de voix en provenancedes couloirs, cages d’escaliers, vestiaires, etc.• Conduction solidienne:les bruits de chocs, par exemple bruits de pas, claquements deportes, etc.• Conduction par effet de vibration:les bruits des installations techniques d’immeuble, par exemplechauffage et ventilation.
    49. 49. Les matériaux isolantsSi l’architecte désire modifier la réverbération d’une salle, il dispose dedeux types de matériaux pour en recouvrir le plafond, les murs et leplancher :• les matériaux absorbants• qui sont généralement des matériaux mous comme le liège ou lefeutre, absorbent la majeure partie des ondes sonores incidentes,même s’ils réfléchissent quelques ondes de basse fréquence.-Liège
    50. 50. • les matériaux réfléchissants ,• tels que la pierre et le métal, réfléchissent la plus grandepartie des ondes acoustiques émises. C’est pourquoi ungrand auditorium peut présenter une acoustique trèsdifférente selon qu’il est comble ou vide, car les siègesvides réfléchissent les ondes sonores alors que lesspectateurs les absorbent. En général, une salle estdotée d’une bonne acoustique si elle est constituée dematériaux absorbants et réfléchissants dans les mêmesproportions.
    51. 51. 1-Fibre de laine2-Liége3-Laine de rocheCaoutchoucCaoutchouc5-Vermiculite5-Vermiculite4-Caoutchouc
    52. 52. 6-Panneaux isolant en laine de bois8-Le feutre destiné à l’isolation de canalisation d’eau, d’airet conduit de chauffage.7-Un rouleau de laine de verre
    53. 53. • la laine de roche :• Constituée de fibres de diversminéraux enchevêtréesλ≈0.035W/m.°C. Elle estprésentée en rouleaux ou envrac, il est mis-en œuvre parflocage : procédé par lequel onréalise un revêtement parprojection de fibres sur unesurface préalablement enduited’une colle spéciale ; ou pardéversement : dansl’épaisseur d’un plancher enbois.
    54. 54. • la laine de verre :• Elle est constituée d’unenchevêtrement de fibres deverre filé très fin, λ≈0.04W /m.°C. Elle est présentée soit enpanneaux, nu et contrecollé àun papier kraft enduit formantun pare-vapeur, soit enrouleaux sous forme dematelas pris entre deux feuillesde papier kraft dont l’uneforme un pare-vapeur.
    55. 55. Les mousses acoustiques• La mousse polyuréthanneAvantages :• Elle peut être colorée et devientun élément de décoration.• Elle est moins chère que lamousse de mélamine.• Inconvénients :• Les cellules sont assez grosses etoffrent moins de surfacedabsorption.• Même avec une mousse teintéedans la masse, les couleurs sontsensibles à la lumière naturelle ouartificielle. Quoiquen disentcertaines publicités, toutes lesmousses polyuréthannebrunissent tôt ou tard sansexception
    56. 56. • La mousse de mélamine• Avantages :• Les cellules plus petites sont plusnombreuses.Le coefficientdabsorption sen trouveconsidérablement augmenté.Unpanneau de mousse de mélaminesera 50% plus absorbant quunpanneau de mousse polyuréthannede même épaisseur, (mais aussi50% plus onéreux).• Elle ne brûle pas, classement aufeu M0.• Insensible aux ultraviolets, elle nejaunit pas et résiste auvieillissement.• Inconvénients :• Elle est blanche et ne peut êtreteintée.Moins• souple, elle se casse dans lesfaibles épaisseurs.
    57. 57. Différents matériaux isolants et leur coefficient d’absorption:Différents matériaux isolants et leur coefficient d’absorption:
    58. 58. • La disposition des matériauxd’isolation:
    59. 59. Ecorubber
    60. 60. Isolation acoustique et Isolation thermiquemême combat• Pas tout à fait, car l’acoustique est plus compliquée et sophistiquéeque la thermique. Une bonne isolation acoustique est donc souventsynonyme de bonne isolation thermique, mais l’inverse n’est pasforcément vrai. En clair, les bruits sont plus difficiles à maitriser queles degrés.
    61. 61. Les clés de la réussite• Il est essentiel de de traiter le bruit aussi prés que possible de lasource, d’éliminer les ponts phoniques, de privilégier les matériauxet revêtements absorbants(poreux, souples, a relief), d’éviter lesmatériaux lisses et durs (réfléchissez avant de remplacer lamoquette par du carrelage, d’autant plus que les bruits d’impactseront amplifiés), de prévoir des doubles vitrages… et d’être trèsprécis et respectueux des mises en œuvre proposées par lesfabricants car si 10%, un seul petit pourcentage d’erreur suffit àremettre toute l’isolation acoustique en question. Gardez en tèteque plus c’est lourd, plus ca isole, et ou l’air passe, le bruit passe.En clair, à épaisseur égale, un mur de béton isole mieux qu’unecloison en briques creuses, et les entrées d’air laissent aussi rentrerles bruits (mauvaise étanchéité de fenêtres, de portes, de coffres devolets roulants… )
    62. 62. L’acoustique du futur• L’acoustique active va se développer dans les logements dedemain. Utilisant les techniques de réduction active de bruitsétudiées depuis plus de 10 ans, le futur logement pourra modulerson ambiance sonore et procéder à une acoustique qualitative.Le principe de l’acoustique qualitative est de rendre les bruitsagréables. Ainsi grâce à un logiciel et à l’ordinateur familial, il serapossible de régler l’ambiance sonore de chaque pièce du logement.Tout comme les variateurs de lumière permettent de modifierl’ambiance lumineuse, les variateurs acoustiques modulerontl’ambiance sonore.• Pour procéder à une acoustique qualitative, il faut rendre les bruitsd’équipements du logement plus agréables. Il faut donc les travailler.Ainsi le ronronnement d’une chaudière est rassurant mais le sonqu’elle produit à chaque démarrage est gênant.Le bruit sera donc «sculpté» pour être plus harmonieux. Il sera alorsinstallé sur la chaudière de petits hauts parleurs intégrés quidiffuseront un contre-bruit pour neutraliser, ou atténuer, les bruitsindésirables.(le logement a l’horizon du 3eme millénaire)
    63. 63. Le Théâtre d’ORANLe théâtre d’Oran-A était inaugure en 1907-Conçut par l’architecte:louis hainezOriginaire de Lille-l’entrepreneur : j.HOPITAL
    64. 64. • Situation et implantation:• Le théâtre Abdelkader Alloula se situe au centre villed’Oran à proximité de la kasbah d’Oran• Sa façade principale donne sur la place du 1ernovembre.• La place d’arme est caractérisée par une circulationpiétonne et mécanique très forte , c’est-à dire unesource de bruit très importante.
    65. 65. Orientation des façades par rapport auxsources de bruitsLa façade principale donne sur la place d’arme etles deux façades latérales donnent sur deuxrues à moyenne circulation, enfin la façadearrière donne sur une rue à faible circulation.Le théâtreCirculation faibleCircu-lationMoye-nneCircu-lationMoye-nneCirculation fortePLACE D’ARME
    66. 66. Organisation spatiale(distribution)1.Sous-sol
    67. 67. • c’est une machine quipermet le renouvellementd’air.• Le mécanisme quipermet de changer ledécors facilement et sansfaire du bruit:déplacement à l’aide desrails(coulissant)
    68. 68. 1erniveauSalle de spectacleLes rails qui permettent de faire coulisser les décorsAu dessous de la scèneL’entréeLa porte quidonnesurl’mardjadjouPorte de secoursSAS
    69. 69. • PentePenteune légère pente auniveau du RDC pouravoir une hauteurentre les rangées quipermet aux sonsdirectes d’arriver atous les spectateursSalle de spectacle
    70. 70. Plancher de la scène en bois permet d’absorberles sons qui vont dans sa direction et cela permetd’éviter l’écho
    71. 71. 2eme niveau:1erbalconLes box du 2eme balcon
    72. 72. 3émebalcon2éme balcon1erbalconLa régie(lumière et son)
    73. 73. Les sources sonores setrouvent sur la scèneUne coupole aucentre de la toiturefocalise les sons etaussi considéréecomme paroiréfléchissante
    74. 74. Escaliers et ascenseurs• En remarque l’absencedes ascenseur parce quele théâtre est ancien• Ce qui concerne lesescaliers, en remarquequ’il y a une multitude• Dans l’escalier qui sesitue en face l’entréeprincipale en remarque laprésence de la moquettequi joue un rôled’amplifier les bruitsd’impacts.L’escalier qui mène au 2èmeétage
    75. 75. La disposition des escaliers dans leplan
    76. 76. • Porte capitonnée:relient lessasses des différents étages ala salle de spectacle sontfaites d’ une fine plaque debois avec de la mousserecouverte de ski.• MEUBLES• Siéges capitonnés en mousserecouverts de tissussynthétique
    77. 77. L’Aérogare Kansai à Osaka(Japon)• Un projet déjà relativementancien (1990) mais remarquablequant à ses spécifications• Bâtiment et pistes sur une îleartificielle en zone sismique• Aérogare de 1500 m delongueur• Equipe de conceptionimplantée à Gênes, Paris,Osaka, et Londres (RenzoPiano Architecte, Ove ArupStructure et Fluides, Peutzacoustique)
    78. 78. Identification des problèmes• Permettre une bonneintelligibilitédes messages parlés à voixnaturelle (conversations,enregistrement, etc.) ousonorisés• Maîtriser le bruit de fondpouvant provenir du bruitextérieur, du bruit deséquipements techniques, desactivités humaines, et de lasonorisation• Maîtriser la réverbération dansles espaces Aménagementstechniques et commerciauxnon totalement définis lors duprojet
    79. 79. Objectifs acoustiques du projet• Objectif principal : assurer l’intelligibilité des messages deparole (perte d ’articulation deconsonnes Alc <15%• Objectifs « secondaires » :• Niveau de bruit de fond deséquipements techniques 38dB(A) et NR35• Isolement vis à vis de l’extérieur STC35 en façade etSTC40 en toiture• Durée de réverbération dansles grands espaces 1,5 s
    80. 80. Approches (isolement)• Calcul des niveaux depression acoustique àl’extérieur du bâtiment sur labase d’hypothèsesd’exploitation de l ’aérogare• puis, calcul des niveaux depression acoustique transmis àl’intérieur de l’aérogare sur labase de premières hypothèsesde constitution de l’enveloppe• Définition (en premièreapproche) d ’une massesurfacique telle que l’affaiblissement requis poursatisfaire les critères de bruitde fond soit satisfait
    81. 81. Approches(réverbération)• Calcul de la durée deréverbération dans les espaces aumoyen de modèles et del’expérience (Note : en 1990, ladurée de calcul avec des modèlessophistiqués était prohibitive pourun tel projet) sur la based’hypothèses de traitement etd’aménagement• Identification des surfacesabsorbantes effectivementdisponibles• Définition (en première approche)d’une nature de matériau (et doncincidemment d’une massesurfacique) compatible avec laventilation par Open Air Duct
    82. 82. Approches(bruit de fond)• Identification des sources sonoreset définition (en premièreapproche) du niveau de puissanceacoustique correspondant• Calcul des niveaux de pressionacoustique sur la based’hypothèses de fonctionnementprenant en compte la présencehumaine, la sonorisation, leséquipements, ainsi que lesniveaux transmis• Définition (en première approche)d’un niveau de puissanceacoustique maximal admissiblepour les équipements concernés
    83. 83. Approches (intelligibilité)• Calculs menés sur la base desrésultats précédents (bruit defondet durée de réverbération) pourune conversation à voix normaleainsi que pour des messagessonorisés (conduisant à unepremière définition de lapuissance acoustique et de lalocalisation des sources)• Calculs orientés sur la base de laPerte d ’Articulation de ConsonnesALc• Nécessité de disposer d ’uneméthode de calcul facile à mettreen oeuvre permettantd’appréhender rapidement l’intelligibilité dans une situationdonnée
    84. 84. Solutions retenues (enveloppe)• La masse surfaciquetotale initialement définien’était pas compatibleavec les exigences liéesaux aspects sismiques eta donc conduit à unerévision• Toiture en panneauxsandwich• Façades vitrées avecportes en sas
    85. 85. Solutions retenues (traitement)• Principe du traitementacoustique interne développéen collaboration avec desindustriels pour limiter lamasse surfacique tout enrespectant les contraintes del’Open Air Duct• Principe de sonorisationadapté (localisation, directivitédes sources, et puissanceacoustique réduite)• Spécifications relatives auniveau de puissanceacoustique admissible pour leséquipements techniques
    86. 86. conclsion• Nécessité de prendre en comptetous les éléments• Difficulté de disposer deséléments nécessaires (niveaux depuissance acoustique,emplacements des activités etéquipements, etc.) au moment dudéroulement de l’étude• Aujourd’hui l’étude d’un tel projetferait plus largement appel à destechniques numériques quipeuvent être assez rapides poursatisfaire les impératifsd’avancement du projet• Beaucoup de fermeté et depédagogie requises pour fairecomprendre la nécessité desprincipes à mettre en oeuvre

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