Quel revêtement absorbant les sons dans une salle d'essais et de mesures acoustiques ?

Généralités se rapportant aux revêtements absorbant les sons pour salles d'essais et de mesures acoustiques

Les revêtements absorbant les sons pour une salle d'essais et de mesures acoustiques visent à l'obtention, à l'intérieur d'une construction, de conditions de champ acoustique libre, telles qu'elle pourraitent être obtenues à l'extérieur, dans un espace illimité (mais soumis aux intempéries, ce dont s'accomode mal , en général, la pratique métrologique se rapportant à l'acoustique e.g. dans un contexte de recherche et développement - R&D -).

Quand ils ne comportent pas de résonnateur, la résistance au passage de l'air et l'épaisseur sont donc des caractéristiques acoustiques cruciales de tels revêtements, qui sont alors fibreux ou en mousse à cellules ouvertes pour de telles applications.

C'est pourquoi un revêtement absorbant les sons pour une salle d'essais et de mesures acoustiques est couramment constitué de coins en laine minérale (e.g. roche ou verre), en laine de polyester ou en mousse de densité suffisamment faible pour que la résistivité associée ne s'oppose pas trop à la pénétration d'ondes acoustiques, même dans le cas des fortes épaisseurs qui sont requises pour une efficacité en basse fréquence selon un tel principe d'action.

Dans certains cas, les revêtements absorbants pour salles d'essais se présentent sous la forme de dièdres (i.e. de sous-ensembles de forme pyramidale) alors que dans d'autres cas, des absorbeurs compacts ou encore à structure asymétrique (ASA ^[1]) sont utilisés.

La différence entre les premiers (les dièdres conventionnels) et les derniers ne tient pas seulement à leur dates de mise sur le marché (séparées de plusieurs décennies), mais également à leur longueur (la sophistication de la géométrie des ASA permettant une réduction de ce paramètre fondamental pour l'aménagement de laboratoires).

S'agissant des revêtements absorbants pour salles d'essais et de mesures telles que des salles anéchoïques ou semi-anéchoïques (y compris: des souffleries aéro-acoustiques), ils sont généralement constitués de modules parfois multicouches (assez souvent: à base de laine minérale ou de laine de polyester ou de mousse de mélamine) souvent revêtus par un surfaçage (le plus souvent: un voile de verre ou une housse en polyester) ainsi que (dans de nombreux cas) par une protection perforée (la plupart du temps: en acier galvanisé ou peint). Un thermolaquage assure généralement la meilleure protection possible contre la corrosion: jusqu'à classement C5 selon norme ISO 12944 en fournissant un aspect visuel approprié au contexte.

Dans certains cas, l'ossature du revêtement absorbant plan dans une salle d'essais et de mesures acoustiques peut être réalisée en acier inoxydable (inox 304, inox 316) ou en aluminium.

Suivant les besoins, le revêtement absorbant peut être, pour certaines applications, protégé par un surfaçage étanche (film polyuréthane et pour certains cas extrêmes: peinture).

En vue d'augmenter le coefficient d'absorption dans une gamme de fréquences donnée, une tôle intermédiaire (généralement en acier) ainsi qu'une couche d'absorbant intercalaire additionnelle peuvent être insérées dans les revêtements absorbants pour salles d'essais, la performance de tels panneaux absorbants étant alors (partiellement) basée sur l'effet de membrane résonante (on parle aussi de résonateurs).

La prévision des performances acoustiques de revêtements absorbants plans pour salles d'essais peut être effectuée avec le logiciel de simulation SILDIS^®.

La vérification des performances acoustiques de revêtements absorbant les sons pour salles d'essais et de mesures acoustiques peut être effectuée en conformité avec la norme ISO 354 Acoustique - Mesurage de l'absorption acoustique en salle réverbérante ou en conformité avec la norme ISO 10534-1 Acoustique - Détermination du facteur d'absorption acoustique et de l'impédance acoustique à l'aide du tube d'impédance - Partie 1: Méthode du taux d'ondes stationnaires.

Performances comparées de différents revêtements absorbant les sons pour salles d'essais et de mesures acoustiques

La performance comparée de revêtements absorbant les sons pour une salle d'essais et de mesures acoustiques est illustrée ci-dessous (gamme Faist), vis-à-vis des deux caractéristiques fondamentales:

• épaisseur (pour maximisation de l'espace disponible à l'intérieur de la salle et pour minimisation de son empreinte, toutes choses égales par ailleurs)
• coefficient d'absorption acoustique en incidence aléatoire (en salle réverbérante)

revêtements absorbants pour chambres anechoïques

revêtements absorbants pour salles d'essais et de mesures acoustiques

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ITS maîtrise tous les aspects du choix d'un revêtement absorbant les sons pour une salle d'essais et de mesures acoustiques.

Qu'on se le dise !

^[1] abréviation en anglais ASA "Asymmetrically Structured Absorber"

Quelles sont les données d’entrée utiles pour le choix d'un revêtement absorbant les sons dans une salle d'essais et de mesures acoustiques ?

Les données d’entrée utiles pour la mise en oeuvre d'un revêtement absorbant dans une salle d'essais et de mesures acoustiques sont principalement:

• la destination du local: des exigences normatives sont associées aux salles anéchoïques ou semi-anéchoïques qui ne différent que par les propriétés du sol (respectivement absorbant ou réfléchissant les sons); pour des utilisateurs (en général: des techniciens et ingénieurs ou des chercheurs en acoustique) ayant besoin d'une installation polyvalente (pour leur travaux de recherche et développement - R&D -), la convertibilité d'une salle (vis-à-vis de l'anéchoïcité: entière ou à moitié) peut être obtenue selon différents principes et moyens, plus ou moins sophitiqués selon la périodicité des conversions et le temps alloué pour passer d'une configuration à l'autre
• le type de métrologie envisagée: le mesurage du bruit émis par les véhicules routiers en accélération requière un environnement bien spécifique (selon la norme ISO 362-3, avec un grand nombre de capteurs micophoniques alignés), les autres applications ayant - pour la plupart - en commun de se référer à la norme ISO 3745, avec un nombre réduit de lignes sonométriques - pour l'évaluation du niveau de pression acoustique - et une survace de mesure souvent parallélépipédique ou en forme de demi-cercle
• la nature des objets en essai (taille, spectre sonore): bande de fréquences d'intérêt, distances d'une part entre source de bruit et microphone et d'autre part entre microphone et revêtement absorbant les sons sont liées, le souhait de disposer de conditions de propagation reproduisant parfaitement celles du champ acoustique libre impliquant des moyens d'essais d'autant plus volumineux et importants que l'objet testé est de grande taille, et que la limite inférieure du domaine fréquentiel d'intérêt est basse
• la configuration des lieux (aire des surfaces disponibles, admissibilité de surcharges pondérales pour des supports muraux ou en toiture et le cas échéant en plancher)

Dans de très nombreux cas, la réaction au feu des matériaux envisagés entre également en ligne de compte ainsi que des considérations liées à l'aspect (même si le parti pris architectural n'est en général pas aussi prégnant que la performance acoustique, couleurs et matières comptent lorsqu'il s'agit de créer une ambiance appropriée à un travail prolongé et digne d'une vitrine pour des visiteurs parfois de haut rang).

Des contraintes spécifiques liées à la résistance aux chocs ou aux agressions climatiques peuvent rendre nécessaire le recours à des revêtements absorbants particuliers (avec revêtement étanche lavable) ou l'emploi d'aciers inoxydables.

D’autres paramètres peuvent intervenir tels que la masse autorisée, la longévité requise ou le budget disponible ainsi (parfois) que l'épaisseur du revêtement.

Dans le cas de projets dans le secteur de l'industrie automobile, ou pour d'autres applications industrielles en relation avec le secteur des industries du transport ou de l'énergie il y a une utilité, quand cela n'est pas une nécessité absolue, de disposer dans des salles semi-anéchoïques ou semi-anéchoïques, d'absorbeurs plans (e.g. en dehors de l'avantage que cela présente en termes de durabilité dans des environnements hostiles, pour éviter la génération de bruit lié à l'écoulement de l'air sur des surfaces présentant des corrugations, telles que dans le cas des dièdres conventionnels). Les parois de la chambre d'expérimentation, et parfois d'autres sections du circuit aéraulique de souffleries aéroacoustiques peuvent avantageusement être recouvertes d'un revêtement multicouche qui combine des matériaux dissipatifs (mousses, laines) et une membrane métallique pour l'obtention d'un coefficient d'absorption acoustique de 100 % sur une gamme de fréquence aussi étendue qu'il est souhaitable pour la métrologie envisagée.

Quel que soi le contexte, ITS maîtrise tous les aspects de la question des données utiles pour choisir le revêtement absorbant les sons d'une salle acoustique (essai-mesure).

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Quels mesurages en relation avec la décroissance sonore spatiale dans un local ?

Aspects qualitatifs se rapportant au mesurage de la décroissance sonore spatiale dans un local

Selon l'encombrement des locaux, la qualité des mesurages de décroissance sonore spatiale peut requérir, pour le générateur de bruit, un ensemble de haut-parleurs:

• ominidirectionnel, alors installé à une hauteur compatible avec la présence de mobiliers (e.g. dans un open space)
• formant une demi-sphère, alors posé au sol

Pour des mesurages de décroissance sonore spatiale de locaux de qualité:

• le sonomètre utilisé doit être dûment étalonné et vérifié
• rien ne vaut un technicien expérimenté en mesures physiques, spécialisé en techniques instrumentales qui saura choisir, pour la meilleure détermination possible du paramètre DL^[1]:
  • les zones les plus appropriées pour le positionnement du générateur de bruit et des capteurs microphoniques
  • les meilleurs trajets de mesures, en nombre adéquat et avec autant de points idéalement espacés que souhaitable
  • la meilleure exploitation des enregistrements de mesures d'émission/réception de signaux sonores

Bien sûr, qu'un acousticien diplômé en physique du bâtiment puisse, dans le cadre d'une mission d'ingénierie en acoustique -  analyser les résultats de mesures de décroissance sonore spatiale de locaux et non seulement se prononcer sur la conformité, mais aussi être force de proposition pour des actions visant à améliorer la situation, et qu'il soit lui aussi - comme chez ITS - doté d'une solide expérience dans la résolution de problématiques de réduction du bruit et d'amélioration du confort acoustique est un avantage certain.

ITS maîtrise tous les aspects des mesurages de la décroissance sonore spatiale dans un local, avec des prestations dont la qualité est érgulièrement évaluée et certifiée conforme aux exigences de la norme ISO 9001.

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^[1] taux de décroissance sonore spatiale, exprimée en dB(A) par doublement de distance (par rapport à un spectre sonore de référence)

Quels mesurages en relation avec la réverbération d’un local ?

Généralités se rapportant aux mesurages en relation avec la réverbération d'un local

Une valeur de durée de réverbération trop élevée (illustrant des phénomènes de réverbération trop importants) peut nuire au confort acoustique de certains espaces (compte tenu de leur destination) et (dans certains cas) constituer une non-conformité.

Les mesurages en relation avec la réverbération d'un local sont donc utiles dans différents contextes:

• pour un diagnostic, à l'occasion duquel les résultats de mesures peuvent être comparées à des valeurs de référence, réglementaires ou normatives
  • pour des structures accueillant de jeunes enfants
  • pour des établissements d'enseignement: écoles, universités; tant pour les locaux dédiés aux apprentissages et aux formations que pour ceux destinés à la restauration
  • pour les établissements de santé ; tant pour les locaux accessibles au public que pour ceux dédiés aux professionnels
  • pour des locaux de travail (y compris des bureaux e.g. lorsqu'il sagit d'open spaces - sans oublier les cantines -)
• pour la vérification de l'efficacité d'actions d'insonorisation, au terme de leur mise en oeuvre

Aspects pratiques des mesurages en relation avec la réverbération d'un local

En France, le mesurage de la durée de réverbération est réalisé en conformité avec la norme NF S 31-057 – Acoustique – Vérification de la qualité acoustique des bâtiments ou avec la norme (qui lui est souvent préférée) NF EN ISO 3382-2 - Acoustique - Mesurage des paramètres acoustiques des salles - Partie 2 : Durée de réverbération des salles ordinaires.

• production du champ acoustique: le champ acoustique est en général produit par un générateur de bruit rose (source acoustique) omnidirectionnel (méthode du bruit interrompu)
• appareillage de mesurage: l’appareillage de mesurage acoustique est en général  constitué d’un sonomètre (avec un microphone) et d’un calibreur. Si utilisé, l’appareillage de mesurage de la température et de l’hygrométrie du local est souvent constitué d’un thermo-hygromètre.

Des résultats de mesurages en relation avec la réverbération d'un local dépendent la pertinence:

• de comparaisons à des valeurs de référence, aux fins de vérification de la conformité de locaux
• d'actions qui pourraient s'avérer nécessaires

Pour ce qui concerne les méthodes de mesures, la norme NF EN ISO 3382-2 - Acoustique - Mesurage des paramètres acoustiques des salles - Partie 2 : Durée de réverbération des salles ordinaires en distingue trois:

• méthode de contrôle: la méthode de contrôle est appropriée pour l'évaluation de la quantité d'absorption de la salle à des fins de contrôle du bruit, et pour les mesurages de contrôle de l'isolation aux bruits aériens et aux bruits de choc. Il convient de l'utiliser pour les mesurages de l'ISO 10052 ; les mesurages de contrôle sont réalisés en bandes d'octave uniquement.
• méthode d'expertise : la méthode d'expertise est appropriée pour la vérification des performances des bâtiments par rapport aux spécifications de la durée de réverbération ou de l'absorption de la salle. Il convient de l'utiliser pour les mesurages dans toutes les parties de l'ISO 140 qui mentionnent les mesurages de la durée de réverbération.
• méthode de précision : la méthode de précision est appropriée lorsqu'une précision de mesurage élevée est exigée

Les comparaisons du nombre de positions et de mesurages vis-à-vis du nombre minimal de positions et de mesurages selon la norme NF EN ISO 3382-2 peuvent être effectuées comme ce qui suit:

	Contrôle	Expertise	Précision
Combinaisons de source et de microphone	2	6	12
Positions de source	≥1	≥2	≥2
Positions de microphone	≥2	≥2	≥3
Nombre de décroissances dans chaque position (méthode du bruit interrompu)	1	2	3

Il va sans dire qu'il est préférable que des mesurages en relation avec la réverbération d'un local soient effectuées:

• par une main d'oeuvre qualifiée comme peut l'être un technicien en mesures physiques spécialisé en techniques instrumentales, avec des années de pratique
• avec des sonomètres dûment étalonnés et vérifiés
• par une structure disposant:
  • d'une certification ISO 9001 pour le système de management de la qualité de ses prestations
  • d'une ressource humaine en mesure de fournir un avis solidement fondé pour ce qui concerne à la fois l'appréciation de la conformité des locaux et les solutions pour améliorer leur qualité - comme un acousticien diplômé en physique du bâtiment, avec une longue expérience de la résolution des problématiques liées au confort acoustique des locaux de toutes natures -

ITS a tous ces atouts: ITS maîtrise tous les aspects des mesurages en relation avec la réverbération d’un local.

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Quels niveaux et critères de performances acoustiques pour les locaux de travail autres que des bureaux ?

La question des niveaux et critères de performances acoustiques pour des locaux de travail est centrale, dès lors que l'on se préoccupe de la protection des travailleurs contre les risques liés au bruit.

L’Arrêté du 30 août 1990 pris pour l’application de l’article R. 235-11 du code du travail et relatif à la correction acoustique des locaux de travail est applicable à la construction ou à l'aménagement des locaux de travail, où doivent être installés des machines et appareils susceptibles d'exposer les travailleurs à un niveau d'exposition sonore quotidienne supérieur à 85 dB (A).

Ce document fixe les caractéristiques minimales que doivent présenter ces locaux de façon à réduire la réverbération du bruit sur les parois lorsque celle-ci doit augmenter notablement le niveau d'exposition sonore des travailleurs (l'augmentation de l'exposition s'apprécie par rapport à ce que serait l'exposition de chacun des travailleurs dans le même local idéalement traité, c'est-à-dire sans aucune réverbération).

Les prescriptions techniques de cet arrêté sont applicables dès lors qu'il est établi que la réverbération, évaluée par une méthode d'acoustique prévisionnelle, provoquerait une augmentation du niveau d'exposition sonore quotidienne d'un travailleur égale ou supérieure à 3 dB (A).

Dans ce qui suit:

• S représente la surface au sol du local (en mètres carrés)
• DL est exprimée en dB (A) par doublement de distance

Les parois de tels locaux doivent recevoir une correction acoustique telle que la décroissance du niveau sonore par doublement de distance à la source, mesurée dans le local vide de toute machine ou installation de production, atteigne au moins la valeur donnée par une règle liée à la surface au sol du local.

• DL = 2 dB(A) si S ≤ 210 mètres carrés
• DL = 1,5 log S - 1,5 si 210 < S ≤ 4600 mètres carrés
• DL = 4 dB(A) si S < 4600 mètres carrés

Lorsque la décroissance du niveau sonore par doublement de distance à la source est mesurée dans le local après installation des machines et appareils de production, la valeur DL qui doit être au moins atteinte est donnée par une autre règle liée à la surface au sol du local.

• DL = 3 dB(A) si S ≤ 210 mètres carrés
• DL = 1,5 log S - 0,5 si 210 < S ≤ 1000 mètres carrés
• DL = 4 dB(A) si S < 1000 mètres carrés.

ITS maîtrise tous les aspects de la question niveaux et critères de performances acoustiques pour des locaux de travail:

• mesurages sur site (par un technicien diplômé en mesures physiques, spécialsié en techniques instrumentales, avec un sonomètre dûment étalonné et vérifié) de la décroissance du niveau de pression acoustique par doublement de la distance à un générateur de bruit à des distances normalisées pour la détermination du paramètre DL mentionné ci-dessus
• comparaison aux valeurs réglementaires selon la surface au sol du local et selon son état d'aménagement
• étude de pistes de progrès et conseils pour la mise en conformité de locaux de travail vis-à-vis de la problématique du bruit ; simulation de la performance acoustique de différentes solutions techniques (plafond et autres éléments absorbant les sons suspendus, revêtement muraux pour l'insonorisation, murs anti-bruit)
• commercialisation des équipements de réduction du bruit et travaux d'insonorisation

Qu'on se le dise !