Le logiciel SILDIS®[0][1] (au format Excel) permet la simulation de l'affaiblissement acoustique de matériaux/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 (un milieu poreux, en l'occurence: une mousse), alors que le Module 2 du logiciel permet aussi des calculs pour des structures non monolithiques i.e. avec plusieurs couches, de natures éventuellement différentes impliquant possiblement (outre les milieux poreux, ces derniers pouvant également être des laines de roche, de basalt, de verre, de polyester ou à base de fibres céramiques):
- des surfaçages: 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 e.g. plaques avec des trous
- des plaques minces e.g. tôles, vitrages, éléments de maçonnerie, plaques de plâtre, panneaux de bois
Au total, il est possible de combiner jusqu'à 17 couches de tels matériaux pour la modélisation d'une structure acoustique dont on souhaite simuler la performance en termes de limitation de la transmission sonore à travers elle (également appelée perte par transmission lorsque l'on traduit le vocabulaire anglais), ce qu'illustre l'indicateur qu'il est convenu de nommer l'indice d'affaiblissement acoustique.
Enoncé du problème de la simulation l'affaiblissement acoustique d'un matériau/d'une paroi dans un contexte d'insonorisation avec le logiciel SILDIS® (exemple)
On souhaite simuler l'affaiblissement acoustique d'une structure acoustique constituée en tout et pour tout d'une seule couche [1] de mousse de mélamine [2] en utilisant le modèle général de milieu poreux JKD [3] avec une épaisseur de 0.1 m [4], en considérant de l'air à 20 °C [5] et à une pression de 101325 Pa [6], une surface de paroi infinie [7] et une intégration du facteur de transmission entre 0 et 89.375° (incidence statistique i.e. aléatoire) [8]. La langue utilisée est le français [9].
Les évaluations portent donc sur une structure acoustique identique à celle d'un autre exemple de calcul avec le logiciel, traité séparément[2] en considérant toutefois, ici:
- un paramètre différent pour ce qui concerne la structure acoustique (une "atmosphère arrière " i.e. de l'air au lieu d'un fond rigide imperméable, ce vis-à-vis de quoi une seule cellule Excel est à modifier par l'utilisateur dans le programme)
- un indicateur de performance différent (indice d'affaiblissement acoustique au lieu de coefficient d'absorption acoustique), ce qui est sans incidence pour ce qui concerne les tâches dévolues à l'utilisateur, puisque les résultats des deux calculs sont - simultanément - affichés dans une même feuille Excel, s'il souhaite visualiser les résultats de l'autre exemple de calcul avec le logiciel, traité séparément[2] dans la feuille Excel "in-out COPPA" comme il doit le faire pour visualiser ceux du présent calcul; pour l'autre exemple traité séparément[2] - mais pour lui seul - ils sont - en plus - affichés dans une autre feuille Excel ("in-out COPPA0")
Données d'entrée à saisir pour la simulation l'affaiblissement acoustique d'un matériau/d'une paroi dans un contexte d'insonorisation avec le logiciel SILDIS® (exemple)
Les données d'entrée à saisir dans la feuille Excel "in-COALA" du Module 2 du logiciel SILDIS®, pour la simulation de l'affaiblissement acoustique du matériau d'insonorisation pris en exemple, sont - comme mentionné ci-dessus: à une exception près - celles listées dans le contexte d'un autre exemple de calcul avec le logiciel, traité séparément[2] si l'utilisateur souhaite visualiser les résultats de l'autre exemple de calcul avec le logiciel, traité séparément[2] dans la feuille "in-out COPPA" (celle-là même où il trouvera les résultats attendus de la présente simulation). L'exception est, en réponse à la question "Atmosphère arrière ? (0/1)" (pour "oui", il faut entrer 1; pour "non", il faut entrer 0), la saisie (1, au lieu de 0) devant être effectuée dans la cellule O7. La totalité des données d'entrée est listée ci-dessous pour permettre une lecture du présent article sans interférence avec celui concernant l'autre exemple de calcul avec le logiciel, traité séparément[2].
La ligne concernant la seule modification des données d'entrée considérées pour l'autre exemple de calcul avec le logiciel, traité séparément[2] est en italique.
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 dans la feuille Excel "in COALA" pour une visualisation des résultats dans la feuille Excel "in-out COPPA"
| Item | Cellule pour entrée | Action prévue | Entrée | Repère / commentaire |
| Langue | AF2 | Pour Anglais, choisir E; pour Français choisir F | F | [8] |
| Température (°C) | D5 | Entrer un nombre réel | 20 | [5] |
| Pression (Pa) | D6 | Entrer un nombre réel positif | 101325 | [6] |
| Atmosphère arrière ? (0/1) | O7 | Pour "oui", entrer 1; pour "non", entrer 0 | 1 | [7] |
| Indice de set maximum imax | D19 | Entrer un nombre réel positif | 1 | [1] |
| Référence | J21 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | MELAMINE | [2] |
| Modèle général de milieu poreux | J27 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | JKD | [3] |
| Epaisseur (m) | J56 | Entrer un nombre réel positif | 0.1 | [4] |
| Prise en compte des surfacages en série | AB26 | Pour "oui", entrer 1; pour "non", entrer 0 | 0 | [1] |
| Prise en compte des protection perforées série | J125 | Pour "oui", entrer 1; pour "non", entrer 0 | 0 | [1] |
| Nombre de plaques identiques | AB68, AC68 | Entrer un nombre réel positif | 0 | [1] |
Remarques (comme pour l'autre exemple de calcul avec le logiciel, traité séparément[2]):
- puisque le matériau considéré pour le milieu poreux pris pour l'exemple fait partie de ceux pour lesquels les caractéristiques sont répertoriées dans une bibliothèque (dans la liste de matériaux numéro 3, qui doit être sélectionné en cellule D21 pour qu'elle apparaisse dans le menu déroulant dédié aux références de matériaux), il n'y a pas besoin que l'utilisateur les saisisse (dans les cellules M22 respectivement N22 et suivantes), en sélectionnant alors pour la cellule J21, dans le menu déroulant dédié aux références de matériaux: BYOb respectivement BYOa (BYO = Bring Your Own)
- puisque le modèle général de matériau poreux sélectionné n'est pas CUM - ni KIR en "usage interne", i.e. lorsque le lgiciel est utilisé chez ITS -, il n'y a pas besoin que l'utilisateur saisisse dans la cellule Q31 un sous-modèle de coefficients de régression (modèle général CUM/KIR), en sélectionnant alors au choix, en cellule J27, CUM - ou KIR en "usage interne", i.e. lorsque le lgiciel est utilisé chez ITS -, dans le menu déroulant dédié aux modèles généraux de milieux poreux
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 | [8] |
| Incidence teta max i.e. θmax | O7 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | 89.375 | [8] |
| Modèle pour tetaL i.e. θL | D19 | Choisir un modèle (dans un menu déroulant) | 90° | [7] |
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 considérées en cas de choix DAV pour le modèle pour tetaL)
Données de sortie: résultats de la simulation l'affaiblissement acoustique d'un matériau/d'une paroi dans un contexte d'insonorisation avec le logiciel SILDIS® (exemple)
Comme mentionné ci-dessus, pour l'exemple considéré, les résultats de la simulation de l'affaiblissement acoustique d'un matériau/d'une paroi dans un contexte d'insonorisation avec le logiciel SILDIS® peuvent être visualisés dans la feuille Excel "in-out COPPA":
- pour ce qui concerne l'indice d'affaiblissement acoustique
- courbe: en bande fine i.e par bande de fréquence 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 (en incidence statistique) d’un matériau simulé dans un contexte d'insonorisation avec le logiciel SILDIS® pour l'exemple considéré (mousse) |
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) =14(-1;-3)
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
Lorsque l'on travaille dans un bureau d'études en acoustique ou bien dans le département d'une entrprise en charge de mise au point e.g. dans un contexte de R&D ou du dimensionnements d'équipements d'insonorisation, ça n'est pas tous les jours que l'on a besoin d'une évaluation de l'indice d'affaiblissement acoustique d'une mousse de 10 cm d'épaisseur. Cela peut concerner quelqu'un qui envisagerait d'utiliser cette mousse en tant que garnissage absorbant les sons de baffles séparateurs de silencieux de section rectangulaire, et qui se poserait la question de savoir s'il n'y aurait pas lieu - alors - d'envisager d'interposer une plaque métallique (e.g. une tôle ?) dans le plan médian de tels baffles séparateurs, s'il faut limiter la transmission sonore au travers de la mousse - parce qu'indésirable pour l'efficacité du silencieux - (la plaque métallique compenserait alors une éventuelle trop grande faiblesse de la mousse en termes d'affaiblissement acoustique).
Plus généralement, un calcul similaire de l'indice d'affaiblissement acoustique d'une couche de matériaux poreux (mais alors de nature différente e.g. laine de roche), pourrait être utile à quelqu'un qui travaille à la sélection de ce que l'on appelle couramment une barrière phonique i.e. une plaque de laine minérale, posée verticalement, à l'aplomb de cloisons de bureau, au-dessus d'un plafond suspendu (et alors: couvrant toute la hauteur jusqu'au plancher supérieur), pour éviter les désagréments liés à un manque de confidentialité des conversations.
En France, dans les années 90, des murs anti-bruit dont on ne voyait pas la fin quant à leur longueur, et qui étaient pour les plus grands haut d'une quinzaine de mètres (entre sol et toiture) si ce n'est plus, ont été installés entre différentes nefs de bâtiments dans plusieurs immenses ateliers de chaudronnerie industrielle (indépendants quant aux structures organisationnelles auxquelles ils étaient rattachés, quant à leurs localisations, et quant à leurs productions). La partie supérieure a été réalisée en installant dos-à-dos deux panneaux de laine de roche de densité moyenne vis à vis desquels la question de savoir si leur indice d'affaiblissement acoustique était suffisant ou bien s'il fallait - là-encore - interposer une plaque métallique pour palier à leur faiblesse éventuelle s'est posée.
Dans de tels contextes, il faut impérativement avoir connaissance de l'indice d'affaiblissement de matériaux poreux, même quand les données ad hoc s'y rapportant ne sont publiées nulle part. Il est loisible de voir dans le logiciel SILDIS® un outil fiable, permettant d'évaluer en quelques clics (et, selon la version considérée, en ayant éventuellement recours à des bibliothèques intégrées contenant des matériaux référencés dont les caractéristiques mesurées en laboratoire sont enregistrées et peuvent être sélectionnées par l'utilisateur) des indicateurs de performance tels que l'indice d'affaiblissement acoustique de matériaux et de parois.
[0] acronyme anglais qui peut être traduit par "Limitation de l'impact sonore - conception de solutions industrialisées"