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Comprendre l'acoustique > bases

Les isolants minces

par Jean-Pierre Lafont

Disons le tout de suite, isoler une pièce avec un matériau mince tient davantage du fantasme que de la réalité. Il faut reconnaître que la plupart des fabricants de matériaux pour l'isolation acoustique abondent dans le sens contraire avec des arguments à la limite du mensonge (tout en restant dans la légalité).

Chez l'utilisateur, la confusion est totale. Il suffit de lire les forums pour se rendre compte combien circulent de croyances et de conseils fantaisistes. Loin de vouloir créer une polémique, il m'a semblé utile d'apporter quelques éclaircissements.

Les fabricants s'appuient sur la méconnaissance et la crédulité des consommateurs non professionnels, pour détourner les chiffres et laisser croire qu'en toutes circonstances, le produit apportera une solution efficace à un problème de nuisance sonore. Le subterfuge, parfois involontaire, consiste généralement à se retrancher derrière des normes incompréhensibles, et ne pas préciser les conditions de mesure, ni celles d'utilisation.

Pour comprendre ce qui suit, il faut savoir que :

- L'affaiblissement d'une paroi exprime la différence de pression acoustique entre les deux cotés de la paroi.

- De cette différence de pression, découle le rapport entre l'énergie incidente (coté source) et l'énergie transmise (coté mesure).

- La valeur de l'affaiblissement en dBA est égale à 10 fois le logarithme du rapport de l'énergie incidente sur l'énergie transmise (10 log Ei/Et).

Explication par l'exemple

Avant de construire une véritable isolation, faisons un petit essai :

Prenons une source sonore (une sonnette ou un carillon). Le niveau sonore (pression acoustique) de cette source, mesuré à 1 mètre, est de 75 dB.

Construisons une boîte en plaque de plâtre (BA13) et logeons la source sonore à l'intérieur. On aurait pu construire la boîte avec du caoutchouc, du feutre, du liège, enfin tous les matériaux du commerce, sensés isoler du bruit. On s'appliquera à soigner l'étanchéité de la boîte en colmatant toutes les arêtes avec du mastic.

On mesure à nouveau, toujours à 1 mètre, et on lit 40dB. Il est tentant de déduire que le BA13 isole de 35dB. C'est d'ailleurs ce que certains fabricants ou distributeurs n'hésitent pas à publier. 

En réalité, cette valeur, comme les spécifications des produits, n'apporte que la confusion et ce, pour trois raisons :

1- D'abord l'affaiblissement d'une paroi, varie avec la fréquence. Si la sonnette vibre à 600Hz, la valeur mesurée n'est vraie qu'à 600Hz. A 100Hz, on aurait mesuré 19dB. A l'inverse, on trouverait 58dB à 10kHz, mais c'est beaucoup moins intéressant. 

Certains fabricants, plus sérieux, donnent une valeur moyenne calculée à partir de 6 fréquences : 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1kHz, 2kHz et 4kHz. Ces fréquences et la méthode de mesure sont dictées par les normes officielles.

Mais si vous jouez de la basse ou si vous avez un sub-woofer, tant pis pour votre entourage, la norme qui ne mesure rien en dessous de 100Hz, ne veut pas le savoir.

2- Ensuite, l'affaiblissement indiqué par le fabricant ne fait pas toujours la différence entre les bruits aériens, (voix, musique) et les bruits solidiens (chocs, pas, chutes d'objets). La plupart des produits vendus dans les grandes surfaces et même chez les grossistes du bâtiment sont prévus pour les bruits solidiens. Mais la fiche technique du produit ne le précise presque jamais. Or, pour nos applications (hifi, studio, HC), ce sont justement les bruits aériens qui nous intéressent.

3- Enfin, on ne construit pas un mur séparatif avec du liège ou du caoutchouc, ni avec une plaque de plâtre toute seule. On pose toujours le matériau sur un support.

Alors l'affaiblissement indiqué est-il celui du matériau seul ? tient-il compte du support ? et dans ce cas quel support ?
Ca non plus, on ne vous le dit pas.

J'ajouterai une dernière question :
Un produit qui isole de 27dB, ça fait combien à l'oreille ?

Il n'y a pas de secret. Le pouvoir isolant d'une paroi simple est essentiellement gouverné par sa masse. Plus la paroi est lourde, plus elle isole. Si vous collez un produit isolant dessus, elle sera simplement un tout petit peu plus lourde et elle isolera un tout petit peu plus.

Exemple réel :

La brochure publicitaire d'un produit isolant acoustique promet une atténuation de l'énergie transmise de 50% (rapport officiel  du CSTB à l'appui, donc rien de faux là dedans). Mais cela ne signifie pas que le son émergeant sera deux fois moins fort!

 

Le rapport de mesures dit que le mur support est une cloison légère en plaques de plâtre, dont l'affaiblissement initial est de 28dB. On colle le produit sur la cloison et on mesure 31dB. Donc, le produit apporte un affaiblissement de 3dB.

Or, 3dB correspond précisément à une perte d'énergie de 50%, peu de gens le savent. Ce que vous savez encore moins, c'est qu'une variation de 3dB à un niveau faible, n'est pas décelable à l'oreille.

Il faut une atténuation de 10dB, soit une perte d'énergie de 90% pour que le son paraisse 2 fois moins fort !

Dans l'exemple ci-dessus, on ne compare pas l'énergie absolue transmise par la cloison seule avec celle de la même cloison équipée du produit.

J'ai fait le calcul pour vous : la cloison seule (28dB) transmet 0,16% de l'énergie incidente. Avec le produit elle transmet 0,08%. C'est bien la moitié.

En raisonnant dans l'autre sens, on peut dire que l'atténuation énergétique est de 99,84% dans le premier cas et 99,92% dans le second. Là, on se rend mieux compte que la différence est infime.

On peut rendre ces chiffres encore plus spectaculaires en collant le produit sur un mur en parpaing, dont l'affaiblissement initial est de 54dB. Les valeurs seraient respectivement 99,9996% et 99,9998%. Que ceux qui entendent la différence m'écrivent.
Cela ne signifie pas que le produit soit mauvais. Il est seulement mal utilisé.

La loi de masse

Quand on double l'épaisseur du mur en parpaings ci-dessus, on passe de 54dB à 60dB.

La loi de masse le rappelle : R= (20 log f.m)-47

Où R représente l'affaiblissement en dB, f la fréquence en Hz et m la masse surfacique en kg/m².

A 500Hz, pour un mur de 225kg/m², on trouve bien 54dB. Avec 450kg/m² on obtient 60db, soit une amélioration de 6dB.

L'amélioration énergétique n'est pas magique : passer de 99,9996% à 99,9999% avec en deuxième mur en parpaings collé au premier, il y a de quoi être déçu, même si l'énergie transmise a été divisée par quatre.

Alors, où est la solution ?

Doublage en parpaings (mur désolidarisé).

La solution (la seule, l'unique) consiste à construire une seconde paroi désolidarisée du mur avec un espace d'air entre les deux.

Cette seconde paroi, appelée doublage, na pas besoin d'être aussi lourde que le mur, mais plus l'espace d'air (le plénum) est important, meilleure est l'isolation, notamment aux basses fréquences.

En contrepartie, l'efficacité a un prix: elle réduit la surface disponible.

Doublage en plâtre cartonné.

Soyons réalistes :  poser un produit isolant mince, quel qu'il soit (caoutchouc, PVC, bitumineux, feutre, liège, fibre, cellulose, mousse, plomb, composite, etc), directement sur un mur, c'est comme expliquer les mathématiques à son chat ! ça ne sert à rien.

Tous les jours je reçois de messages de personnes qui souhaitent coller du Madex sur un mur en parpaings de 20cm. Le mur pèse 225kg/m² et le Madex, 5 ou 6kg/m². Appliquez la formule ci-dessus et vous verrez que l'amélioration sera de 0,19dB seulement. Là encore, le produit n'est pas à mettre en cause, mais il n'est pas fait pour cet usage.
Certains objecteront : Alors pourquoi Akustar propose des isolants minces (Madex) ? Lisez attentivement le descriptif et les conditions d'utilisation. Vous verrez que chaque produit répond à un usage particulier. Aucun de ces produits technologiques, ni chez nous ni ailleurs, n'est fait pour être collé sur un mur.

JP Lafont - Tous droits de copie ou de reproduction réservés.

 

 
 
 
 
 
 

 

 

 

 

L'isolation acoustique consiste à réduire la transmission de l'énergie sonore à travers une paroi. La correction acoustique améliore la qualité du signal sonore en agissant sur la réverbération, l'absorption sélective et la diffusion.