Quelle performance en terme d'isolation acoustique pour une cabine ?

La performance en terme d'isolation acoustique d'une cabine - construction spécialement conçue pour protéger des personnes (par exemple, des opérateurs de machines) du bruit ambiant, consistant en une structure entièrement enveloppante - est très dépendante de la fréquence et est liée principalement d'une part à la performance des panneaux d'isolation acoustique (caractérisée par leur indice d'affaiblissement acoustique) ainsi le cas échéant qu'à celle des silencieux (pour la ventilation) et aussi au nombre et aux dimensions des découpes et ouvertures, et d'autre part aux imperfections d'étanchéité et aux transmissions de bruit par voie solidienne.

la performance acoustique d'une cabine dépend de celle de l'élément de construction le plus faible

Cette performance peut être exprimée en terme de différence (avec et sans la cabine) de niveaux globaux de pression acoustique pondérés A ou de niveaux de pression acoustique par bandes d'octave à des emplacements spécifiés (tels que valeur maximale à 1 m des parois de la cabine, valeur moyenne à l'intérieur de la cabine, valeur à un poste de travail) - également appelée isolement en pression acoustique -.

A titre d'ordres de grandeur (et vis à vis d'un spectre de bruit de type "bruit rose"), une différence de niveau jusqu'à 10 dBA peut en général être obtenue sans exigence particulière, tandis qu'une différence de niveau de 10 à 20 dBA requière une cabine type sans fuite importante, tandis qu'une différence de niveau de 20 à 30 dBA nécessite une cabine type avec des joints rendus soigneusement étanches, un plancher insonorisé et un montage élastique (suspension antivibratoire de la cabine), et tandis qu'une différence de niveau de 30 à 40 dB met en jeu des cabines à haute performance soigneusement conçues et montées (une différence de niveau encore supérieure doit faire intervenir une construction spéciale).

La prévision de la performance acoustique (au bruit aérien) des éléments de construction d'une cabine e.g. parois verticales - y compris portes, hublots et fenêtres -, plancher, toiture peut être effectuée avec le logiciel de simulation SILDIS^®, qu'il s'agisse de parois à simple peau à peau multiple (double, voire triple selon le nombre de couches assimilables à des plaques - acier, aluminium, plâtre, bois, verre - séparées par des milieux poreux e.g. laine minérale ou de ployester mais aussi: air). La performance d'ensemble est souvent impactée par l'élément le plus faible ; la qualité de conception, de construction et de réalisation des assemblages est un facteur-clé de succès.

La vérification de la performance acoustique d'une cabine peut être effectuée en conformité avec la norme ISO 11957 Acoustique - Détermination des performances d'isolation acoustique des cabines - Mesurages en laboratoire et in situ

Quels panneaux d'isolation acoustique métalliques pour une cabine (insonorisée ou d'insonorisation) ?

S'agissant des panneaux d'isolation acoustique (aussi appelés panneaux d'isolation phonique) métalliques utilisés pour les applications courantes en matière d'insonorisation industrielle telles que la réalisation d'une cabine - construction spécialement conçue pour protéger des personnes (par exemple, des opérateurs de machines) du bruit ambiant, consistant en une structure entièrement enveloppante -, ils sont généralement constitués d'une enveloppe extérieure (le plus souvent en acier non inoxydable, la plupart du temps: avec peinture) et d'un revêtement absorbant (assez souvent: en laine minérale) revêtu par un surfaçage (le plus souvent: un voile de verre) ainsi que par une protection perforée (la plupart du temps: en acier galvanisé). Pour l'enveloppe extérieure, un thermolaquage assure généralement la meilleure protection possible contre la corrosion: jusqu'à classement C5 selon norme ISO 12944.

Dans certains cas, l'enveloppe des panneaux d'isolation acoustiques de cabines peut être réalisée en acier inoxydable (inox 304, inox 316) ou en aluminium.

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

En vue d'augmenter l'indice d'affaiblissement acoustique 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 panneaux d'isolation acoustique, la performance de tels panneaux d'isolation acoustique étant basée sur l'effet de paroi double.

Pour des cas spécifiques, un matériau amortissant (viscoélastique) peut être incorporé.

La performance acoustique de panneaux d'isolation acoustique pour des cabines (en terme d'indice d'affaiblissement acoustique) est très dépendante de la fréquence, étant liée principalement (outre la qualité de l'assemblage entre panneaux fondant leur étanchéité à l'air):

- pour des panneaux justifiant de l'effet de paroi simple: principalement à la masse surfacique totale

- pour des panneaux justifiant de l'effet de paroi double: principalement à la masse surfacique de chacun des parements et à leur écartement (la masse surfacique du revêtement absorbant intérieur peut intervenir aussi si non négligeable)

La prévision des performances acoustiques des parois d'une cabine peut être effectuée avec le logiciel de simulation SILDIS^®®.

La vérification des performances acoustiques des parois d'une cabine peut être effectuée en conformité avec la norme ISO 140-3 Acoustique - Mesurage de l'isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 3 : Mesurage en laboratoire de l'isolation aux bruits aériens des éléments de construction

Quelles sont les données d’entrée utiles pour le dimensionnement des parois d'une cabine (insonorisée ou d'insonorisation) ?

Les données d’entrée utiles pour le dimensionnement des parois d'une cabine - construction spécialement conçue pour protéger des personnes (par exemple, des opérateurs de machines) du bruit ambiant, consistant en une structure entièrement enveloppante - sont principalement le niveau de performance acoustique requis selon la fréquence (perte d’insertion, niveau de pression acoustique résiduel).

Le cas échéant, l'existence de contraintes additionnelles doit être prise en compte e.g. la démontabilité, la transportabilité, la réaction au feu, la nécessité pour les parois d'assurer une isolation thermique, ou bien d'être translucides pour permettre la vision etc...

Qu'il s'agisse de cabines de contrôle et de surveillance, ou bien de cabines fixes pour opérateurs, voire de cabines montées sur des véhicules, le dimensionnement des parois doit prendre en compte les besoins en terme d'affaiblissement acoustique (c'est à dire la capacité à s'opposer à la transmission du bruit), les effets de l'amplification des niveaux sonores liée à l'existence de la cabine elle-même - des contraintes spécifiques liées au confort acoustique (intelligibilité de la parole) et à l'habitabilité (aspect visuel) à l'intérieur peuvent rendre nécessaire le recours à des revêtements absorbants particuliers, au niveau des murs, du plafond ou encore du sol - et aussi les besoins en accessibilité dont l'efficacité est liée à l'étanchéité à l'air (portes pivotantes, portes coulissantes) ainsi que les besoins en circulation d'air (ventilation), les besoins en découpes pour les passage de servitudes (câbles, gaines, tuyauteries...).

Ces différentes données d'entrée sont nécessaires au choix de produits et de systèmes constructifs appropriés à la performance acoustique requise pour les parois d'une cabine dépendant de la performance acoustique et de la surface respective de ses différents sous ensembles: panneaux d'isolation acoustique de façade, en toiture et le cas échéant pour plancher, accès, châssis vitrés, silencieux, découpes et ouvertures.

En général, deux conceptions sont possibles pour les parois de cabines insonorisées, pour ce qui concerne la face visible - i.e. à l'intérieur de la cabine d'insonorisation - des panneaux verticaux opaques, qui peut être:

• perforée (souvent, il s'agit d'une tôle protégeant une couche de laine minérale ou de polyester): ils combinent alors la fonctionnalité d'affaiblissement acoustique (i.e. la limitation de la transmission sonore) avec une fonctionalité complémentaire d'absorption acoustique pour éviter les rélexions sonores indésirables; typiquement de tels panneaux peuvent offrir, aux fréquences aigiues un indice d'affaiblissement supérieur à 35 dB et un coefficient d'absoprtion acoustique proche de 100 %
• non perforée : ils n'ont alors qu'une fonctionnalité d'affaiblissement acoustique (i.e. la limitation de la transmission sonore), la diminution de la réverbération du bruit devant alors impérativement être réalisée par la mise en oeivre d'un plafond acoustique suspendu

cabine d'atelier insonorisée (industrie du carton)

cabine d'atelier insonorisée sur 2 niveaux (industrie mécanique)

L'usage prévu pour la cabine compte, aussi, selon qu'il s'agit:

• de limiter l'exposition au bruit d'opérateurs: viser un niveau de bruit de 80 dB(A) dans certains environnements extêment bruyants, avec des composantes marquées en basse fréquence (e.g. dans une aciérie) est un défi
• de permettre à l'intérieur de la cabine des activités nécessitant une concentration soutenue: des niveaux sonores inférieurs doivent alors être offerts aux occupants, requiérant une performance acoustique supérieure pour les parois

Bien sûr, le nombre d'occupants d'une cabine insonorisé est déterminant pour sa conception, impactant tout à la fois:

• ses dimensions
• ses équipements e.g. prises électriques, débit de renouvellement d'air, puissance de l'installation de chauffage

Dans le cas de constructions situées à l'extérieur, la résistance aux intempéries et à la corrosion doit également être prise en compte, ce qui peut influer sur la définition des systèmes constructifs appropriés.

D’autres paramètres peuvent intervenir tels que la masse autorisée, la longévité requise ou le budget disponible.

Mais la performance acoustique, impactant le dimensionnement des parois (et impliquant parfois la nécessité d'un plancher avec un découplage anti-vibratoire pour une conception de "boite dans la boite", et même, dans certains cas: des parois doubles) est bien sûr un aspect fondamental de la sélection d'une cabine d'insonorisation: ITS en propsoe un large choix.

Qu'on se le dise !

 

Pourquoi choisir un absorbant ou un complexe acoustique à base de laine de polyester plutôt que tout autre matériau absorbant les sons ?

Un tel choix est indiqué dans tous les cas ou il est recherché un produit justifiant d’un très bon facteur d’absorption et respectant l’environnement (car recyclable et sans défibrage) et dont l’application (dans les situations ordinaires) ne nécessite en général pas de surfacage. un tel garnissage peut être utilisé pour l'amélioration de la performance d'encoffrements, de capots insonorisants, de parois acoustiques pour la protection des travailleurs.

Pourquoi doubler l’intérieur d’un carter métallique, d’un écran métallique, d’une cloison ou d’une enceinte en plaques de plâtre ou à parements bois avec un matériau amortissant et absorbant les sons (complexe acoustique) pour améliorer leurs performances

Un matériau amortissant et absorbant (complexe acoustique) permet d’augmenter l’indice d’affaiblissement acoustique et l’isolement acoustique d’une plaque sur laquelle il est appliqué en cumulant en un seul produit ne nécessitant qu’une seule application les propriétés complémentaires d’ amortissement (de l’ amortissant) et d’ absorption (de l’ absorbant).