Architecture Façades

L’acoustique, parent pauvre de l’isolation

Mots clés : Bruit

La priorité est souvent donnée à la performance thermique au détriment de l’acoustique. Pourtant, des solutions permettent de concilier les deux.

Les concepteurs privilégient encore trop souvent l’efficacité énergétique au détriment de l’acoustique. « Or, un bâtiment doit aussi être conçu, rénové et géré pour le confort des habitants », réagit Jean-Baptiste Chéné, responsable de la division essais acoustiques du Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB). La première réglementation acoustique dans l’habitat date pourtant de 1969. Puis la loi Grenelle 2 du 10 juillet 2010 a imposé la production d’une attestation spécifique pour les bâtiments d’habitation et certains tertiaires (hôtels, établissements de santé, dortoirs scolaires) construits depuis 2013.

Cette réglementation porte sur le neuf mais, depuis l’été dernier (décret n° 2016-798 du 14 juin 2016), les réhabilitations en zones bruyantes sont aussi concernées en cas de travaux importants : rénovation énergétique globale et travaux de réfection de toiture, changement ou création de parois vitrées, de portes donnant sur l’extérieur. Il s’agit de ne pas dégrader les performances initiales. « La réglementation impose une obligation de résultat mais pas de moyens, car le contrôle se fait par des mesures sur site une fois le bâtiment édifié », note Jean-Baptiste Chéné. Un arrêté du 30 juin 1999 indique les valeurs jugées nécessaires pour garantir la qualité acoustique minimale d’un bâtiment.

Une non-conformité dans 60 % des cas. Pour le Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement (Cerema), les résultats ne sont pas à la hauteur : sur 706 bâtiments neufs contrôlés de 2007 à 2013, 60 % présentent au moins une non-conformité acoustique (voir le tableau ci-contre). Pourquoi un tel décalage ? Outre une mauvaise connaissance des phénomènes acoustiques complexes, les concepteurs imaginent, trop souvent, qu’en isolant thermiquement un bâtiment, ils assurent aussi une bonne isolation phonique. Or, même si « l’acoustique et la thermique ne sont pas antinomiques, il s’agit de phénomènes physiques différents, qui nécessitent de ne jamais en négliger l’un au détriment de l’autre ; ces domaines sont interdépendants », soutient le CSTB dans son guide « Concilier efficacité énergétique et acoustique dans le bâtiment ». Contrairement à l’efficacité énergétique qui se concentre sur l’enveloppe seule du bâtiment, le confort acoustique dépend de tous les éléments constructifs, extérieurs et intérieurs. Ne traiter que la façade n’est donc pas suffisant. Certes changer des fenêtres, des coffres de volets roulants, mettre en place des protections sur les ouvertures, poser un isolant thermique extérieur ou intérieur, réduit la transmission des bruits externes. Mais cela a pour effet d’accentuer la perception des bruits intérieurs.

Intervenir sur l’acoustique dès l’avant-projet. « La problématique réside dans les éléments les plus faibles, les bouches d’air, les menuiseries », observe Jean-Louis Willig, expert thermique et climatique chez Apave. Un support classique en béton ne pose pas de problème. En revanche, les maçonneries de terre cuite de type monomur ou les façades légères en bois ou en métal, comportant de nombreux vides et ponts acoustiques, doivent être étudiées finement. De même, aux isolants à cellules fermées, on préférera ceux à cellules ouvertes de type chanvre, laine minérale ou ouate de cellulose.

« Le son peut être absorbé ou réfléchi par un balcon ou un mur selon qu’il est bien ou mal dessiné. »

Mais l’acoustique ne se conçoit pas uniquement à partir du type de matériaux mis en œuvre. Il est primordial d’implanter le bâtiment au plus loin des sources de bruit, en fond de parcelle ou en créant des écrans. « L’acoustique dépend de la forme du bâtiment et de son éloignement de la source, confirme Jean-Louis Willig. L’énergie phonique, qui se propage en trois dimensions, peut être absorbée ou réfléchie par un balcon ou un mur selon qu’il est bien ou mal dessiné. »

Les 120 bureaux d’études acoustiques réunis au sein de Cinov Giac planchent sur ces sujets. Mais pour réaliser une bonne conception, mieux vaut les faire intervenir dès l’avant-projet sommaire (APS). Or, c’est rarement le cas et le rattrapage est souvent très coûteux a posteriori : il faudra changer les baies, isoler l’intérieur ou l’extérieur, modifier les réseaux de fluides.

Pour une simple isolation de façade, les calculs peuvent être opérés à la main ou avec un tableur.

Mais c’est passer à côté de l’équilibre entre les sources intérieures et extérieures, une problématique au cœur de l’acoustique. Pour affiner la mesure de l’efficacité des différentes solutions envisagées, le CSTB a mis au point le logiciel Acoubat, qui automatise la méthode de calcul normalisée (EN 12354) en tenant compte de l’acoustique intérieure et extérieure. Il est adossé à une base de données de plus de 3 000 produits couvrant la plupart des composants de murs, cloisons, sols, plafonds, coffres de volets roulants, rupteurs de ponts thermiques, avec pour chacun ses caractéristiques acoustiques et son indice d’essai mesuré en laboratoire. Les calculs sont effectués par itération pour obtenir le meilleur résultat, vérifier un niveau de performance, en changeant une fenêtre, une cloison, un revêtement intérieur et « écouter » l’effet induit.

Des produits de façade mixtes. Les industriels ont compris que la conception tout thermique n’est plus suffisante. Certains ont mis au point des produits de façade mixtes thermique-acoustique comme le Panobloc (Techniwood) ou le F4 (Isover Saint-Gobain). Côté fermetures, Patrick Lahbib, directeur de l’innovation chez Technal, a dressé dès 2012 un inventaire des tendances du marché et des thématiques émergentes en matière de fermetures. « A l’époque, tous les acteurs se focalisaient sur l’isolation thermique, constate-t-il. Très peu sur les fonctions acoustiques. » C’est ce qui l’a incité à lancer un programme d’innovation sur ce sujet et à construire un laboratoire dédié à Toulouse, aujourd’hui en cours d’accréditation auprès du Cofrac. Technal réalise ses recherches avec le bureau d’études acoustiques Gamba et collabore régulièrement avec le laboratoire de mécanique et d’acoustique du CNRS de Marseille.

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Façade industrialisée - Un système constructif pensé d'emblée pour l'acoustique

Destinée à la construction ou la rénovation, la Façade F4 a été mise au point par Isover et Placo. Ce système constructif dédié aux structures poteaux-poutres en béton ou en métal est nativement pensé pour répondre à des performances thermiques, acoustiques, environnementales et économiques.

Son originalité tient dans ce qu’il crée une boîte désolidarisée de la structure, ce qui lui confère d’excellentes performances thermiques (dans le cadre des bâtiments basse consommation BBC RT 2012) et acoustiques. Elle protège des bruits extérieurs autant que des bruits de voisinage.

Alors que la réglementation actuelle exige un niveau d’isolation de 45 dB pour les bâtiments les plus exposés aux bruits extérieurs, la Façade F4 affiche un indice de 57 dB.

A l’intérieur, la présence d’un isolant devant le nez de dalle et d’un autre isolant entre les planchers réduit les ponts acoustiques de maçonnerie jusqu’à 72 dB.

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Menuiseries - Atténuer le bruit sans fermer la fenêtre

La fenêtre Active (schéma 1) de Technal, mise au point avec un châssis coulissant et une ouverture de 10 cm, assure une atténuation, fenêtre ouverte, de 25 dB avec des systèmes passifs (pour les moyennes et hautes fréquences) et actifs (pour les basses fréquences). Le passif (schéma 2) utilise des parois absorbantes dont l’efficacité dépend du rapport entre profondeur et ouverture du silencieux ainsi réalisé.

La technologie active consiste à capter le bruit incident, à l’analyser et générer un contre-bruit. Celui-ci, superposé au bruit incident, atténue les basses fréquences qui, si elles ne sont pas les plus audibles, sont les plus nuisibles pour la santé. L’installation est simple. Pour un surcoût de 200 euros maximum, la fenêtre Active s’adapte à tous les coulissants Technal de la même façon qu’un volet roulant. La consommation électrique du calculateur, spécialement configuré, est négligeable. Un chantier test est prévu à la mi2017 et la version de série sera commercialisée d’ici à un an.

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« Il est nécessaire de combiner les éléments en mixant le vide et le plein »

« L’acoustique ne se conçoit pas uniquement en raisonnant sur la seule masse de matériaux mis en œuvre.

Dans la pratique, il est nécessaire de combiner plusieurs éléments, en recourant à des matériaux mixant le vide et le plein.

Il n’y a pas d’impossibilité à mettre en œuvre correctement le confort acoustique et l’efficacité énergétique dès lors qu’ils sont étudiés de concert.

Il est aussi nécessaire de réfléchir à la conception globale de l’ensemble, sa forme, son orientation, ses décrochés.

Par exemple, la façade sud d’un immeuble est généralement équipée de grandes baies pour capter la lumière et le soleil, alors qu’elle peut faire face à une rue bruyante. Dans ce cas, il faudra mettre en place une architecture adaptée, des fenêtres performantes et des matériaux appropriés dès l’avant-projet. En effet, le rattrapage d’un bâti mal isolé acoustiquement est souvent très coûteux a posteriori : il faudra changer les baies, isoler l’intérieur ou l’extérieur, modifier les réseaux d’air ou de fluides… »

Jean-Baptiste Chéné, responsable de la division acoustique au sein de la direction opérationnelle santé-confort du CSTB

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