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Acousticien des bois, un autre métier ?

Avec le bois, on change d’échelles ! Des décennies d’habitudes ont standardisé la construction des bâtiments à structure lourde : un plancher de 20cm, un séparatif de 18 et ça marche ; plus besoin de se poser de questions !

lun. 31 mai 2021

Avec le bois, non seulement on change de dimensions (l’épaisseur du plancher sera plus proche de 40 cm que de 20), mais on change également d’échelles, spatiale et fréquentielle. La masse d’un plancher ou d’une paroi en béton (atteignant couramment 400kg/m²) permet de rendre les transmissions latérales (par les façades, les cloisons de distribution, etc) non pas négligeables, ni même secondaires, mais facilement traitées par les solutions constructives usuelles (masse de la façade, doublage thermo-acoustique, etc) Avec un mur ou plancher en CLT (ne dépassant pas les 150kg/m²) ou, plus encore, des panneaux d’agglomérés sur solives, l’énergie sonore transmise par les parois liées à cet élément devient prépondérante et le type de jonction, crucial. Il faut donc parfaitement maitriser les modes constructifs, les connexions, la nature et le montage des matériaux, isolants, structures et parements pour contrôler et prédire les isolements ou les niveaux de bruits de chocs résultants. En général, et plus encore en structure « légère », les solutions constructives doivent être définies de manière globale, pour prendre en compte l’ensemble des transmissions des bruits (bruits aériens et bruits d’impacts), et notamment, les transmissions « latérales », via les parois et planchers liés au séparatif des locaux étudiés.

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Pour exemple, les transmissions directes et latérales entre deux locaux voisins sont présentées sur le schéma suivant (principe de transmissions « horizontales » qui peut s’appliquer également aux transmissions « verticales » des bruits aériens) :

Dd : transmission directe

Fd : Transmission latérale « Plancher/séparatif »

Df : Transmission latérale « Séparatif/Plancher »

Ff : Transmission latérale « Plancher/plancher »

Fig.1 : Les différents chemins de transmission sonore entre deux locaux

Fig.1 : Les différents chemins de transmission sonore entre deux locaux

En construction à ossature Bois, les solutions constructives deviennent plus complexes, et, surtout, elles doivent être adaptées en fonction des différents éléments : poutraisons, cloisons, revêtements de sols, façade, etc. Le nombre de combinaisons est infini… Plus question de : « Avec 10cm, ça passe, je l’ai déjà fait ! »

De plus, le comportement vibratoire de ce type de plancher (idem pour une paroi) est fortement dépendant de la portée, de son raidissement par les poutres et solives, et de la charge reprise, bien plus que pour un plancher lourd. Si, la plupart du temps, on raisonne à l’échelle d’un local pour une structure lourde, il faut prendre en compte l’ensemble de la surface du plancher, voire de l’étage, pour bien appréhender les modes de flexions, les amplitudes vibratoires d’un plancher en bois. Et si l’on considère les descentes de charge, c’est bien à l’échelle du bâtiment tout entier (une tour de plusieurs étages, par exemple), qu’il faudrait envisager un dimensionnement précis du comportement acoustique et vibratoire d’un bâtiment à ossature bois.

Les études spécifiques et enquêtes de satisfaction réalisées (Cf Etudes « ACOUBOIS » CSTB/QUALITEL/FCBA ou le dossier thématique de l’association Qualitel « Acoustique : Etude sur les basses fréquences dans les logements collectifs » de Décembre 2016)montrent que, pour ces types de construction, les transmissions de bruits aux basses fréquences sont davantage ressenties (et considérées comme gênantes) par les occupants de ces bâtiments que pour des constructions à structure « lourde » (en béton). En général, l’insatisfaction concerne essentiellement les bruits de chocs, de pas, de chutes ou de mouvement d’objets, ainsi que des transmissions vibratoires d’équipements électroménagers (machines à laver…). La réglementation acoustique française, basée sur des solutions conventionnelles avec structure lourde, ne prend pas en compte cette problématique, en négligeant les basses fréquences. Triangle

Fig.2. Résultats d’enquête de satisfaction pour le confort acoustique dans différents types de bâtiments de logements (extrait de l’enquête Qualitel dec 2016)

Fig.2. Résultats d’enquête de satisfaction pour le confort acoustique dans différents types de bâtiments de logements (extrait de l’enquête Qualitel dec 2016)

Il devient donc urgent de changer d’approche et de prendre en compte le « boum-boum-boum » de la course d’un enfant pieds-nus ou de la rotation de la machine en mode « Essorage ». De nouveaux objectifs, intégrant les basses fréquences, sont proposés (Etude « Acoubois » de Qualitel/DHUP/CSTB (1) ou référentiel NF Habitat), mais, tant que ce ne sera pas entré dans les mœurs ou dans les textes réglementaires, les insatisfactions des occupants resteront fortes.

Changement de dimensions, changement de plage fréquentielle, le bois nous oblige à repenser les dimensionnements acoustiques et les outils de calculs. En effet, les logiciels courants ne sont pas adaptés aux modes de transmissions sonores des structures en bois. Chez GAMBA, nous développons des modélisations, calculs prévisionnels et logiciels spécifiques pour prendre en compte les spécificités de ces bâtiments à structure légère. Mais la collaboration avec l’ensemble des acteurs de la construction est également fondamentale, pour intégrer cette approche particulière. Aussi, nous travaillons en partenariat avec des industriels de la filière « Bois », pour comprendre et adapter nos préconisations : comment gérer les connexions entre plancher et poteaux en intégrant des éléments de désolidarisation, si l’on ne connait pas les contraintes de liaisonnement ou de contreventement ?

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Fig.3. Exemple de modélisation du comportement vibratoire d’un plancher Bois à l’échelle d’un étage complet

Fig.3. Exemple de modélisation du comportement vibratoire d’un plancher Bois à l’échelle d’un étage complet

L’utilisation du bois permet aussi de préfabriquer et d’industrialiser les procédés de construction, avec de nombreux avantages de réduction de coûts et de délais. Il faut donc aussi modifier les habitudes de contrôle et de suivi de mise en œuvre : une bonne partie de l’assemblage a lieu en atelier et non plus sur le chantier. Pour autant, le bois étant un matériau « vivant », il faut aussi anticiper les variations de densité, d’humidité, de planéité ou d’épaisseur en imaginant des solutions qui peuvent s’adapter lors de la mise en œuvre.

La compétence acoustique se décline ainsi tout au long du processus de construction : concept global à l’échelle du bâtiment, modélisation et dimensionnement des éléments constructifs et des systèmes de jonctions, suivi de l’assemblage en atelier, adaptation de la mise en œuvre aux aléas de chantier. La vérification en fin de travaux par les observations visuelles, auditives et par la réalisation de mesures est également plus complexe : une chape sèche flottante sur un plancher bois ne présente pas la même réponse aux bruits de chocs si elle est libre ou chargée. Alors ; on attend que l’armoire normande soit livrée pour réceptionner ou pas ?

S’adapter, repenser les méthodologies de calculs et de mesures, les solutions constructives et les modes de mise en œuvre ; l’utilisation de plus en plus courante du bois d’œuvre dans les bâtiments de tous types nous pousse à améliorer et diversifier nos compétences et nos savoir-faire. Tant mieux ! Le confort acoustique, la satisfaction des occupants, l’optimisation des quantités de matériaux utilisés ne pourront qu’en être améliorés. En tout cas, on y travaille…

Note de bas de page : (1) Par exemple, l’étude BF de QUALITEL/DHUP/CSTB préconise un L’nT,W+Ci50-2500 ≤ 50 dB

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