Le logiciel SILDIS®[0][1] (au format Excel) permet la modélisation de l'affaiblissement acoustique de parois, comme illustré par un exemple (numéroté 2.4.1 dans le manuel d'utilisation), qui est un des plus simples qui puisse être puisque mettant en jeu une seule couche (une plaque mince), alors que le Module 2 du logiciel permet des calculs pour des structures multicouches, hétérogènes, avec la possibilité de combiner:
- des milieux poreux (jusqu'à 4) e.g. laines minérales ou autres (e.g. à base de verre, de métal), mousses
- des surfaçages (jusqu'à 4): e.g. voiles de verre, aiguilletés, tissus; dans certaines versions du logiciel, il est possible de leur attribuer des caractéristiques de plaques minces élastiques
- des protection perforées (jusqu'à 4) e.g. plaques avec des trous
- des plaques minces (jusqu'à 4) e.g. tôles, vitrages, éléments de maçonnerie, plaques de plâtre, panneaux de bois
Enoncé du problème de la modélisation de l'affaiblissement acoustique d'une paroi avec le logiciel SILDIS® (exemple)
On souhaite modéliser l'affaiblissement acoustique [1] d'une plaque d'aluminium [2] (en tout et pour tout [3]) avec une épaisseur de 0.002 m [4], les pertes intrinsèques du matériau étant considérées (au moyen du modèle INT [5]), un modèle sans correction empirique (NAT) étant choisi pour la fréquence critique effective [6], en considérant de l'air à 20 °C [7] et à une pression de 101325 Pa [8], une surface de paroi infinie [9] et une intégration du facteur de transmission entre 0 et 89.375° (incidence statistique i.e. aléatoire) [10]. La langue utilisée est le français [11].
Les calculs sont à effectuer selon deux approches: sans le recours à une méthodologie simplifiée, et avec.
Ils ont un intérêt pratique, possiblement dans le contexte de missions d'ingénierie ou de Recherche et développement (R&D), pour le dimensionnement de différents produits et systèmes d'isolation d'insonorisation (éventuellement, avec d'autres matériaux):
- limitation de la transmission des sons au moyen de panneaux d'isolation acoustique, de murs, de cloisons, de barrières phoniques, de planchers, de toitures de constructions industrielles ou dans le secteur du bâtiment
Données d'entrée à saisir pour la modélisation de l'affaiblissement acoustique d'une paroi avec le logiciel SILDIS® (exemple)
Les données d’entrée nécessaires au calcul sont listées ci-après en référence aux informations ci-dessus (cf. chiffres entre crochets dans le § précédent, utilisés comme repères pour expliquer la sélection ci-dessous). Les cellules d’entrée sont référencées grâce à leurs coordonnées Excel (colonne / ligne) dans la partie suivante extraite du manuel d’utilisation.
Données d'entrée à saisir si les calculs de l'indice d'affablissement acoustique sont effectués sans le recours à une méthodologie simplifiée
Vis-à-vis des données d'entrée à saisir dans la feuille Excel "in-COALA" du Module 2 du logiciel SILDIS®, pour la modélisation de l'affaiblissement acoustique de la paroi prise en exemple, une distinction peut être faite - pour ce qui concerne celles requises - selon l'indice de set imax pris en compte pour le calcul:
- si imax = 1, alors les résultats affichés tiennent compte de toutes les sélections faites dans la feuille Excel "in COALA" pour le set 1, constitué de couches de différentes natures (milieux poreux, surfaçages en série, protections perforées, plaques minces)
- si imax =0, alors les résultats affichés tiennent alors compte des seules sélections faites dans la feuille Excel "in COALA" pour le set 0, constitué exclusivement de 1 ou plusieurs plaques minces accolées sans collage; les autres données d'entrée se rapportant aux couches de matériaux des autres sets sont ignorées, ce qui réduit de 5 lignes le tableau des données d'entrée (en italique dans le premier tableau, supprimées dans le second tableau)
Données d'entrée à saisir dans la feuille Excel "in COALA" pour un calcul avec imax=1
| Item | Cellule pour entrée | Action prévue | Entrée | Repère / commentaire |
| Langue | AF2 | Pour Anglais, choisir E; pour Français choisir F | F | [11] |
| Température (°C) | D5 | Entrer un nombre réel | 20 | [7] |
| Pression (Pa) | D6 | Entrer un nombre réel positif | 101325 | [8] |
| Atmosphère arrière ? (0/1) | O7 | Pour "oui", entrer 1; pour "non", entrer 0 | 1 | [1] |
| Référence de plaque mince | AB59 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | ALU | [2] |
| Modèle de pertes | AB66 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | INT | [5] |
| Modèle de fréquence critique effective | AB67 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | NAT | [6] |
| Nombre de plaques identiques | AB68, AC68 | Entrer un nombre réel positif | 1 | [2][3] |
| Epaisseur des plaques (m) | AB69 | Entrer un nombre réel positif | 0.002 | [4] |
Données d'entrée à saisir dans la feuille Excel "in COALA" pour un calcul avec imax=0
| Item | Cellule pour entrée | Action prévue | Entrée | Repère / commentaire |
| Langue | AF2 | Pour Anglais, choisir E; pour Français choisir F | F | [11] |
| Température (°C) | D5 | Entrer un nombre réel | 20 | [7] |
| Pression (Pa) | D6 | Entrer un nombre réel positif | 101325 | [8] |
| Atmosphère arrière ? (0/1) | O7 | Pour "oui", entrer 1; pour "non", entrer 0 | 1 | [1] |
| Indice de set maximum imax | D19 | Entrer un nombre réel positif | 0 | [3] |
| Référence de plaque mince | AB59 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | ALU | [2] |
| Modèle de pertes | AB66 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | INT | [5] |
| Modèle de fréquence critique effective | AB67 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | NAT | [6] |
| Nombre de plaques identiques | AC68 | Entrer un nombre réel positif | 1 | [2][3]; le contenu de la cellule AB68 n'est pas pris en compte |
| Epaisseur des plaques (m) | AB69 | Entrer un nombre réel positif | 0.002 | [4] |
Remarques:
- puisque le matériau considéré pour la plaque mince de l'exemple fait partie de ceux pour lesquels les caractéristiques sont répertoriées dans une bibliothèque, il n'y a pas besoin que l'utilisateur les saisisse (dans les cellules AF60 et suivantes), en sélectionnant alors dans la cellule AB59, dans le menu déroulant dédié aux références de matériaux: BYO (BYO = Bring Your Own)
- pour un calcul avec imax=0, l'utilisateur doit sélectionner pour la cellule AD59, dans un menu déroulant, 1 ou 2 suivant qu'il souhaite attribuer à la(aux) plaque(s) mince(s) du set 0 les propriétés de la(des) plaque(s) mince(s) du set 1 ou celles du set 2 - à l'exception du nombre de plaques accolées sans collage qui peut être différent pour le set 0 selon la saisie effectuée dans la cellule AC68 -
Indépendamment du choix de imax (0 ou 1), des données d'entrée complémentaires sont à saisir dans une autre feuille Excel:
Données d'entrée à saisir dans la feuille Excel [in COPPA]
| Item | Cellule pour entrée | Action prévue | Entrée | Repère / commentaire |
| Orientation fi min i.e. φmin | AF2 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | 5.625 | pour un "usage externe: φmin = 5.625° (ce choix est sans conséquence dans le cas d'une paroi isotrope, ne comptant que dans le cas d'une paroi orthotrope) [1] |
| Orientation fi max i.e. φmax | D5 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | 84.375 | pour un "usage externe: φmax = 84.375° (ce choix est sans conséquence dans le cas d'une paroi isotrope, ne comptant que dans le cas d'une paroi orthotrope) [1] |
| Incidence teta min i.e. θmin | D6 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | 0 | [10] |
| Incidence teta max i.e. θmax | O7 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | 89.375 | [10] |
| Modèle pour tetaL i.e. θL | D19 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | 90° | [9] |
Remarque:
- compte tenu des données d'entrée saisies dans le tableau ci-dessus, l'intégration du facteur de transmission est effectuée jusqu'à un angle défini comme min(θmax, θL) = 89.375°, sans prise en compte de l'aire de la paroi, cette dernière résultant d'une longueur et d'une largeur telles que saisies - quand il y a lieu - dans la feuille Excel "in-out COPPA" qui ne sont pas considérées (elles seraient considérée en cas de choix DAV pour le modèle pour tetaL)
Données d'entrée à saisir si les calculs de l'indice d'affablissement acoustique sont effectués en ayant recours à une méthodologie simplifiée
Données d'entrée à saisir dans la feuille Excel "in COALA"
| Item | Cellule pour entrée | Action prévue | Entrée | Repère / commentaire |
| Langue | AF2 | Pour Anglais, choisir E; pour Français choisir F | F | [11] |
| Température (°C) | D5 | Entrer un nombre réel | 20 | [7] |
| Pression (Pa) | D6 | Entrer un nombre réel positif | 101325 | [8] |
| Référence de plaque mince | AB59 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | ALU | [2] |
| Modèle de pertes | AB66 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | INT | [5] |
| Modèle de fréquence critique effective | AB67 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | NAT | [6] |
| Nombre de plaques identiques | AC68 | Entrer un nombre réel positif | 1 | [2][3] |
| Epaisseur des plaques (m) | AB69 | Entrer un nombre réel positif | 0.002 | [4] |
Données de sortie: résultats de la modélisation de l'affaiblissement acoustique d'une paroi avec le logiciel SILDIS® (exemple)
Données de sortie: résultats de la modélisation si les calculs de l'indice d'affablissement acoustique sont effectués sans le recours à une méthodologie simplifiée
Pour l'exemple considéré, les résultats de la modélisation de l'affaiblissement acoustique de la paroi avec le logiciel SILDIS® peuvent être visualisés:
- dans la feuille Excel "in-out COPPA", pour un calcul avec imax= 1 ou avec imax= 0 (selon la donnée d'entrée saisie dans la feuille Excel "in COALA")
Dans les deux cas, les mêmes résultats affichés sont illustrés par la figure 1 ci dessous:
- pour ce qui concerne l'indice d'affaiblissement acoustique en incidence statisique (Rstat)
- courbe: en bande fine i.e par bande de fréquuence de 1/21 octave; tableau: par bande de fréquences de 1/3 d'octave et de 1/1 octave
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Figure 1 Indice d’affaiblissement acoustique d’une plaque mince modélisé avec le logiciel SILDIS® pour l'exemple considéré: aluminium |
Le principal résultat de la modélisation de l'affaiblissement acoustique de la paroi considérée est, dans sa forme compacte au sens des normes en vigueur, le suivant: Rw(C;Ctr) =23(-1;-4)
Données de sortie: résultats de la modélisation si les calculs de l'indice d'affablissement acoustique sont effectués avec le recours à une méthodologie simplifiée
Pour l'exemple considéré, les résultats de la modélisation de l'affaiblissement acoustique de la paroi avec le logiciel SILDIS® peuvent être visualisés:
- dans la feuille Excel "in-out COPPA1" pour ce qui concerne l'indice d'affaiblissement acoustique en champ diffus (Rdif) comme illustré par la figure 2 ci dessous:
- courbe: en bande fine i.e par bande de fréquuence de 1/21 octave; tableau: par bande de fréquences de 1/3 d'octave et de 1/1 octave
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Figure 2 Indice d’affaiblissement acoustique d’une plaque mince modélisé avec le logiciel SILDIS® pour l'exemple considéré: aluminium (calcul simplifié) image 335 |
Le principal résultat de la modélisation de l'affaiblissement acoustique de la paroi considérée est, dans sa forme compacte au sens des normes en vigueur, le suivant: Rw(C;Ctr) =25(-1;-5)
Commentaires se rapportant aux données de sortie i.e. aux résultats de la modélisation de l'indice d'affablissement acoustique de la paroi
Les données de sortie ci-dessus, en termes d'indice d'affaiblissement acoustique, sont comparables aux résultats de mesurages normalisés:
- indice d'affaiblissement acoustique en incidence statistique i.e. aléatoire Rstat: cf. ISO 140-3 Acoustique - Mesurage de l'isolement acoustique des immeubles et des éléments de construction Partie 3: Mesurage en laboratoire de l'affaiblissement des bruits aériens par les éléments de construction
- indice d'affaiblissement acoustique pondéré Rw et termes correctifs C et Ctr: cf. ISO ISO 717-1 Acoustique - Évaluation de l'isolement acoustique des immeubles et des éléments de construction Partie 1: Isolement aux bruits aériens
Certains ajustements de données d'entrée du logiciel (e.g. propriétés physiques telles que le module d'élasticité i.e. le module d'Young ou modèles e.g. pour ce qui concerne les pertes internes TOT au lieu de INT ou la fréquence critique efficace GER ou NF au lieu de NAT) permettraient l'affichage de résultats (légèrement) différents.
Notamment dans le cas de calculs n'utilisant pas de méthodologie simplifiée, une bonne corrélation entre les résultats de la modélisation de l'affaiblissement acoustique et les mesures supposerait qu'en pratique - i.e. en laboratoire -, les conditions de mesures concordent avec les hypothèses considérées pour la simulation (calcul prédictif) d'une manière générale, et qu'en particulier:
- toutes les incidences avec des angles proches de 90° existent (sinon, le choix d'une valeur inférieure pour θmax dans la cellule O7 de la feuille Excel "in-out COPPA" pourrait permettre de réduire les écarts entre résultats de la modélisation et résultats de mesures ?)
- la transmission forcée (qui dépend des dimensions de l'éprouvette) ne joue pas de rôle prépondérant (sinon: des choix de modèles et de réglages différents dans le logiciel SILDIS® pourraient permettre de réduire les écarts entre résultats de la modélisation et résultats de mesures ?)
[0] acronyme anglais qui peut être traduit par "Limitation de l'impact sonore - conception de solutions industrialisées"