Parois simples

La transmission sonore à travers une paroi simple peut être approximée avec une bonne précision à partir de la masse surfacique de l'élément, m, et de son module d'élasticité, E (ou module d'Young). Dans les fréquences basses et moyennes, l'indice d'affaiblissement acoustique est calculé avec la loi de masse.

Cela donne : R = 20 log (mf) - 48 dB (1)

Dans les fréquences élevées, les phénomènes de coincidence réduisent les transmissions sonores et l'affaiblissement acoustique est donné par la formule suivante :

R = 20 log (mf) - 10 log (2hw / pwc) - 47

où wc est la pulsation angulaire critique (pouvant être obtenue avec E) et h est le facteur de perte.

INSUL intègre également dans les fréquences élevées l'effet des ondes de cisaillement, non négligeables pour les parois lourdes (murs maçonnés ou béton).

Corrections en basses fréquences

En basses fréquences, le facteur de rayonnement d'une paroi de dimensions finies est réduit et l'affaiblissement acoustique mesuré est plus important que celui donné par la loi de masse. Ce phénomène est plus prononcé pour les éléments tels que vitrages et fenêtres qui sont souvent testés pour des dimensions réduites. Cependant les essais acoustiques réalisés conformément aux normes ISO 140 pour des surfaces d'échantillons comprises entre 10 et 12 m², ce phénomène est significatifs dans les fréquences les plus basses. Ces phénomènes sont pris en compte par le logiciel INSUL.

Autre comportement à prendre en compte dans les basses fréquences : les modes de flexion des parois type planchers bois légers ou bardages métalliques, en particulier dans le cas d'entraxes de 400 mm ou moins. L'indice d'affaiblissement acoustique R y est particulièrement sensible et on remarque une chute de cette valeur à la fréquence de tiers d'octave centrée sur 125 Hz. L'indice global peut donc être significativement impacté en raison de la règle des 8 dB. Une réduction de l'indice Rw de l'ordre de 10 à 13 dB peut apparaître lorsqu'on réduit un entraxe de 600 mm à 400 mm.

Parois doubles

INSUL calcule l'affaiblissement acoustique des parois doubles pour 4 régions du spectre audible différentes :

Région 1
Dans les basses fréquences, l'affaiblissement acoustique est principalement déterminé par la loi de masse. Il augmente théoriquement de 6 dB/octave mais INSUL peut le corriger pour tenir compte d'un rayonnement réduit dans ces fréquences (voir plus haut pour les parois simples).

Région 2
À partir de la fréquence de résonnance fo (du système masse - ressort - masse) déterminée par la masse des parois et des caractéristiques de la lame d'air (ou plénum), l'indice d'affaiblissement acoustique R augmente de 18 dB/octave puisques les deux parois deviennent découplées.

Région 3
Lorsque la largeur ou hauteur de la cavité devient de l'ordre d'une longueur d'onde à la fréquence fl, les modes des cavités recouplent les parois et l'indice d'affaiblissement n'augmente plus que de 12 dB/octave.

Région 4
Les liaisons rigides se comportent comme des ponts phoniques entre les deux parois et l'indice d'affaiblissement acoustique est limité à une valeur constante au delà de la loi de masse, qui augmente alors de 6 dB/octave.

Références

Pour en savoir plus sur les théories sur lesquelles s'appuie le logiciel INSUL, les lectures suivantes sont une bonne introduction.

1. B.H.Sharp, Prediction Methods for the Sound Transmission of Building Elements. Noise Control Engineering Vol 11 1978

2. L.Cremer, M.Heckel, E.E.Ungar, Structureborne Sound (Springer Verlag, 1988)

3. F.Fahy, Sound and Structural Vibration (Academic Press, 1985)

4. J.H. Rindel, Sound Radiation from Building Structures and Acoustical Properties of Thick Plates. Comett-Savoir Course Notes, CSTB Grenoble