MESURES ACOUSTIQUES : POURQUOI ET COMMENT LES REALISER ?
Selon l’Organisme Mondial de la Santé, la pollution sonore est la deuxième cause de morbidité environnementale après la pollution atmosphérique. Les effets sur la santé dus au bruit peuvent être sur l’audition, notamment la surdité, l’hyperacousie ou des acouphènes. Il peut également y avoir des effets extra-auditifs comme des troubles du sommeil, de la gêne, de la fatigue, ou encore des difficultés d’apprentissage.
Les bureaux d’études acoustiques comme ODETEC sont là pour proposer des solutions adaptées à chaque projet pour limiter les nuisances sonores et faire appliquer la réglementation concernant l’acoustique du bâtiment.
Pour apporter les meilleures solutions possibles, des mesures des états existants doivent être effectuées. Afin de mieux comprendre le métier d’acousticien, ODETEC propose une description du matériel utilisé ainsi qu’une description des types de mesures effectuées en fonction des différents projets. Cependant, il est important de noter que ce métier ne se limite pas à la réalisation de mesures, mais englobe également l’analyse, la conception, le conseil et l’accompagnement sur des problématiques acoustiques variées.
Description du matériel
Le sonomètre
Un sonomètre sert à enregistrer toutes les données de mesure, il est donc utilisé pour tous les protocoles expérimentaux. Il a la capacité d’enregistrer des niveaux sonores en fonction du temps et des fréquences. Afin de répondre aux normes, les bureaux d’études utilisent des sonomètres de classe 1, les plus précis, ayant une incertitude inférieure à 1,5 dB. Il est calibré avant et après chaque mesure pour garantir que les valeurs mesurées soient les plus représentatives de la réalité.
Cet appareil est constitué d’un microphone relié au panneau de contrôle. Ce dernier sert à effectuer les réglages en fonction des mesures, et de visualiser les résultats. Le sonomètre est accompagné d’une bonnette ronde placée au bout du microphone pour le protéger des intempéries ou des chocs.
La source de bruit
Une source sonore est utilisée afin de générer des signaux de référence tels que des bruits blanc (toutes les fréquences audibles sont émises aléatoirement) ou rose (majorité de basses fréquences). La source suit des exigences normatives pour comparer les résultats avec les seuils réglementaires.
La machine à choc
Afin de pouvoir comparer des bruits d’impact mesurés à des seuils réglementaires, l’utilisation de la machine à choc est obligatoire. Il s’agit d’une machine normalisée, constituée de cinq marteaux de 500 grammes espacés de 10 centimètres précisément. Elle produit des impacts répétés grâce aux marteaux, avec un ordre et une puissance précise. Les calculs de bruit de chocs sont adaptés à cette machine, il n’est donc pas possible de réaliser la mesure autrement qu’avec elle.
Durée de réverbération
La durée de réverbération, notée TR et exprimée en seconde, est le temps que met le son à décroître de 60 dB. Ce critère est essentiellement considéré pour la correction acoustique d’une salle, il n’agit donc pas sur l’isolement entre des locaux ou avec l’extérieur. En effet, il décrit si une salle est réverbérante ou si elle a un aspect feutré. Une salle est réverbérante quand il y a beaucoup d’échos, le son met du temps à s’atténuer. Trop de réverbération peut impacter l’intelligibilité de la parole par exemple, et peut accentuer du bruit déjà présent. A l’inverse, une salle dite feutrée a un aspect calme, mais elle peut aussi avoir un aspect étouffant s’il n’y a pas assez de réverbération. Le son s’atténue plus rapidement, ce qui peut provoquer une impression de mal entendre. La durée de réverbération dépend des matériaux présents et de la structure de la salle, il est donc possible de l’adapter à l’activité prévue dans le local.
Pour mesurer ce critère, ODETEC utilise majoritairement la méthode du bruit impulsionnel. Le matériel est constitué d’un sonomètre et d’une source impulsionnelle comme un ballon de baudruche ou un pistolet à blanc. La source et le récepteur sont placés en symétrie suivant une diagonale de la salle étudiée. Le sonomètre présente un mode de mesure permettant de mesurer la décroissance du niveau sonore dès que le bruit impulsionnel est réalisé. L’impulsion est donc créée en éclatant le ballon de baudruche gonflé ou en tirant une balle à blanc, puis le sonomètre enregistre les données.
La méthode du bruit interrompu peut également être utilisée pour de grands volumes. La source est une enceinte générant un bruit blanc ou rose à très fort niveau sonore. La disposition du matériel dans la salle est la même que pour le bruit impulsionnel. Pour l’acquisition des données, le sonomètre mesure pendant un temps le bruit à niveau constant, puis celui-ci est interrompu, la décroissance de niveau sonore peut ainsi être mesurée. Avec cette méthode, plus d’énergie est générée, ce qui permet au son d’être mieux réparti dans l’espace comparé au bruit impulsionnel, trop court pour de grands volumes.
Isolement acoustique
Les différents indices d’isolement acoustique, exprimés en dB, servent à distinguer un isolement entre un local et l’extérieur, noté DnT,A,tr, et un isolement entre deux locaux, noté DnT,A (ou DnT,w + C). Ces indices dépendent des séparatifs des salles étudiées, notamment de leurs compositions et de leurs natures. Une valeur d’isolement élevée signifie que le son est peu transmis à travers les éléments de séparation. Alors qu’une valeur d’isolement faible montre que les sons peuvent facilement traverser les parois.
Pour mesurer un isolement, il faut placer la source de bruit à l’extérieur ou dans une salle d’émission pour un isolement entre deux locaux. Quatre acquisitions sont nécessaires pour déduire l’isolement, elles peuvent être réalisées dans l’ordre souhaité :
- A : la source génère un bruit stable à très fort niveau sonore qui est enregistré dans la salle d’émission ou à l’extérieur selon le type de mesure ;
- B : le sonomètre enregistre pendant quelques secondes dans la salle de réception le niveau sonore reçu de l’autre côté de la salle d’émission ;
- C : la source est éteinte, le sonomètre enregistre le bruit de fond dans la salle de réception ;
- D : mesure de la durée de réverbération pour normaliser le résultat de mesure.
Un calcul normalisé est ensuite effectué pour calculer l’isolement à partir de ces 4 données.
Mesures pour calculer l’isolement entre deux locaux vus de haut
Bruit d’équipement
Le bruit d’équipement, noté LnAT et exprimé en dB(A), provient du bruit des équipements techniques entendus dans un local. Les bruits peuvent par exemple provenir de la ventilation, de la chaufferie collective, des ascenseurs. Les niveaux sonores qu’émettent ces bruits sont réglementés, il est important de respecter les seuils pour la santé et le confort des utilisateurs des locaux.
Pour mesurer cet indice, seul le sonomètre est nécessaire. La mesure est ensuite corrigée de la durée de réverbération du local pour un résultat normalisé.
Bruit d’impact
Le bruit d’impact, noté L’nT,w et exprimé en dB, correspond à des sons solidiens qui se propagent dans la structure d’un bâtiment. En général, les impacts viennent du sol, par exemple des piétinements ou des frottements de meubles. La problématique la plus évidente est la transmission des sons d’un étage supérieur à un étage inférieur, mais l’inverse est également possible. De plus, le bruit d’impact peut aussi être transmis horizontalement. Si l’indice est élevé, cela signifie que les vibrations provoquées par les chocs se propagent aisément dans la structure, ce qui n’est pas souhaité. A l’inverse, si l’indice est faible, les vibrations sont amorties et dissipées grâce à des matériaux absorbants et/ou une structure discontinue.
Pour mesurer cet indice, la machine à choc intervient. Elle est placée dans la salle d’émission, et le sonomètre se trouve dans la salle de réception. Deux acquisitions sont nécessaires, dans l’ordre souhaité :
- le sonomètre mesure le bruit de fond (sans activer de source) dans la salle de réception ;
- la machine à choc est activée dans la salle d’émission et le sonomètre mesure le niveau sonore dans la salle de réception.
Grâce au traitement des mesures, l’indice est calculé et peut être comparé aux objectifs réglementaires.
Bruit dans l’environnement
Afin d’évaluer l’environnement sonore d’un site, des mesures de niveaux sonores sont réalisées sur une longue durée, pendant 24 heures généralement. Ce type de mesure a pour objectif de quantifier le niveau sonore du site dans l’objectif de protéger au mieux le bâtiment de cet environnement sonore et/ou de protéger le voisinage du bruit émis par l’activité du bâtiment et du bruit de ses équipements techniques. Les solutions peuvent être de renforcer l’isolement, ou si le bâtiment n’est pas encore construit, sa localisation et son orientation peuvent être revues.
Pour mesurer cet indice, le sonomètre doit être placé à un point stratégique et réfléchi en fonction du bâtiment étudié et des sources extérieures. Par exemple, il ne doit pas être caché dans le renfoncement d’un bâtiment, car des ondes sonores pourraient ne pas être captées et donc le bruit serait sous-évalué. Un autre exemple d’un mauvais placement serait de mettre le sonomètre à côté d’une pompe à chaleur, si le but est d’évaluer le bruit d’un trafic routier, alors celui-ci serait masqué par le bruit de la pompe, ce qui n’est pas souhaité.
Les indices, exprimés en dB(A), permettant de décrire le bruit d’environnement sont :
- le niveau sonore moyenné sur toute la durée de mesure LAeq;
- les indices fractiles, généralement L10, L50 et L90, ils servent à préciser si le bruit est constant ou s’il varie.
Les valeurs mesurées sont représentatives de la période de mesure et dépendent de nombreux facteurs tels que les conditions météorologiques, la circulation routière et ferroviaire, le trafic aérien, les activités humaines environnantes et les bruits environnementaux en général. Elles peuvent donc pour un même lieu de mesure varier quotidiennement, hebdomadairement ou saisonnièrement. Les mesures sont donc réalisées un des jours les plus représentatifs du bruit quotidien, afin d’apporter un traitement acoustique convenable en fonction des sources de bruit.
Conclusion
Les mesures acoustiques servent à comprendre la propagation du son selon le projet. Il est important qu’elles soient réalisées selon les normes et à l’aide du matériel conforme, afin de garantir un traitement et une analyse précis. Les valeurs mesurées servent de base de calcul pour adapter la structure et les matériaux d’un bâtiment dans le cas de diagnostic. Elles permettent également de s’assurer que les objectifs réglementaires sont respectés.
