WEL01 - Absorption acoustique_top

Dispositif | Dispositifs d'absorption acoustique

Dispositifs d'absorption acoustique

© joaovinagre / pixabay.com

Les dispositifs d'absorption acoustique sont constitués de matériaux absorbants qui contribuent à l'acoustique spatiale en réduisant le temps de réverbération (correction acoustique). Ils ne permettent pas d'augmenter l'isolation acoustique par rapport à l'extérieur de la pièce, mais augmentent le confort acoustique dans la pièce. Cette correction acoustique peut se mettre en œuvre sur divers supports (plafond, murs, sol, mobilier, etc.), être issue de divers matériaux et prendre diverses formes (matériaux perforés, matériaux poreux, panneaux, cavités, etc.). Les matériaux et dispositifs mis en place sont choisis en fonction de la gamme de fréquences majoritaire à absorber, du volume de la pièce et des temps de réverbération visés.

Les dispositifs d'absorption contribuent à l'acoustique spatiale d'une pièce en réduisant le temps de réverbération de celle-ci (correction acoustique).

Il convient de sélectionner le dispositif d'absorption en fonction du son qu'il doit absorber (basses, moyennes ou hautes fréquences), ce qui revient aussi à regarder les types d'activités se déroulant dans l'espace à traiter.

Par exemple :

  • dans une salle de réunion avec beaucoup d'ordinateurs, le bruit ambiant composé essentiellement de basses fréquences peut nuire à la bonne intelligibilité entre les personnes qui se parlent dans la pièce ;
  • dans un atelier, la présence de meules peut provoquer une forte augmentation du bruit dans les aigus. Ces bruits sont particulièrement gênants et une bonne absorption générale de la pièce à ces fréquences permet de rendre le bruit ambiant plus acceptable ;
  • un auditoire a la particularité de devoir être conçu pour favoriser la propagation de la voix de l'orateur et, en même temps, limiter la propagation de celles des auditeurs. Dans ce cas, suivant la forme de l'auditoire, certains murs doivent être particulièrement absorbants alors que des réflecteurs doivent peut-être être placés au niveau du plafond pour permettre à la voix de l'orateur de porter jusqu'au fond de la salle.

Quel est le principe des dispositifs d'absorption ?

Coefficient d'absorption

Tout matériau est caractérisé par son coefficient d'absorption α qui représente le rapport entre l'énergie acoustique non-réfléchie (absorbée et transmise de l'autre côté du matériau) et l'énergie incidente.

La valeur de ce coefficient est compris entre 0 (matériau non absorbant) et 1 (matériau absorbant) et évolue en fonction de la fréquence des sons. Les valeurs, déterminées par des mesures en laboratoire, sont données dans les bandes d'octave allant de 125 Hz à 4 kHz.

Le coefficient d'absorption dépend :

  • du type de matériaux ;
  • de son placement ;
  • du type de dispositifs et de ses caractéristiques de mise en œuvre (dimensions, masses des éléments, présence ou non de perforations, présence d'absorbants complémentaires) ;
  • de l'exécution ;
  • etc.

Remarque : le coefficient d'absorption de Sabine αS, souvent référencé dans les catalogues de produits, peut dépasser la valeur 1 car il est défini différemment (simplifications théoriques). A partir de ces coefficients en bandes de tiers d'octave, la norme ISO 11654 défini un indicateur unique, l'indice d'absorption acoustique pondéré αw, également très utilisé dans les fiches techniques des matériaux et dispositifs absorbants.

Absorption par fréquences

En fonction de sa constitution, les matériaux peuvent avoir des capacités différentes pour absorber les sons. On utilise dès lors pas nécessairement le même type de matériau en fonction des sons à absorber :

  • hautes fréquences de 1 à 8 kHz : Pour les sons aigus, l'énergie acoustique est absorbée par frottement de la structure poreuse. L'énergie mécanique est convertie en énergie thermique ; On utilise dès lors plutôt des matériaux poreaux non couverts pour les absorber ;
  • moyennes fréquences de 0,5 à 1kHz : Pour les sons de moyennes fréquences, l'absorption se fait généralement par résonance de l'air dans une cavité (résonateur d'Helmholtz). On utilise des matériaux perforés qui ferment des volumes d'air individuels et chacun de ces volumes, en liaison avec l'air extérieur via une ouverture dans un petit canal (le col), fait office de système masse-ressort ;
  • basses fréquences de 125 à 500 Hz: Pour les sons graves, l'absorption est souvent obtenue par résonance de panneaux placés à une certaine distance du plafond ou d'un mur. L'énergie acoustique fait résonner (vibrer) le panneau, qui de ce fait absorbe l'énergie.

Coefficient d’absorption en fonction de la fréquence des sons  pour différents dispositifs d’absorption

Où placer les dispositifs d'absorption ?

Les dispositifs d'absorption peuvent être posés de différentes manières :

  • sur le plafond :

    • comme un faux plafond absorbant ;
    • comme des îlots de plafond ;
  • en suspension dans l'espace : modules absorbants suspendus au plafond ;
  • sur les murs : revêtements muraux, rideaux, etc. ;
  • sur le sol : tapis, etc. ;
  • dans le mobilier : panneaux de séparation, chaises, fauteuils, rideaux, etc.

Quels sont les différents matériaux absorbants (matériaux poreux) constitutifs des dispositifs d'absorption ?

Les matériaux poreux ont une structure poreuse à cellules ouvertes. Ils peuvent provenir de différentes sources (minérale, végétale, animale, synthétique) et prendre différentes formes (souples, semi-rigides, etc.). Les différents matériaux présentés ci-dessous composent, tout ou en partie les dispositifs d'absorption (panneaux absorbants, résonateur de Helmholtz, etc.) et agissent ainsi, en fonction du dispositif sélectionné, sur des gammes de fréquences différentes.

  • Laine minérale

    • Laine de roche
    • Laine de verre
  • Laine naturelle d'origine végétale ou animale

    • Laine de bois
    • Chanvre
    • Cellulose
    • Coton recyclé
  • Mousse et laine synthétique

    • Mousse polyuréthane
    • Polyuréthane recyclé
    • Mélamine
    • Laine de plastique PET recyclé
  • Matériaux poreux sous différentes formes

TROUVER DES IMAGES

Plus d'informations sur ces types de matériaux et leur impact environnemental dans le dossier | Choix durable des matériaux d'isolation thermique

Quels sont les différents dispositifs d'absorption ?

Panneaux absorbants

Les caractéristiques des panneaux absorbants sont :

  • épaisseur limitée pour permettre leur vibration / résonance ;
  • utilisés au niveau des plafonds, plenums ou murs ;
  • exécutés dans différents matériaux : bois, plâtre, métal, laine minérale comprimée, etc. et possédant une couche de finition ou non ;
  • perforés ou non ;
  • placés sur toute la surface, ou regroupés en îlots ou être en suspension dans l'espace ;

Pour savoir comment réaliser un faux plafond suspendu voir Dispositif | Faux plafond et acoustique > Structure de suspension

Panneaux absorbants sur toute la surface

Panneaux absorbants sur toute la surface

© Yvan Glavie

Panneaux absorbants individuels

Panneaux absorbants individuels

© Bernard Boccara

Panneaux absorbants individuels

Panneaux absorbants individuels

© Yvan Glavie

Panneaux absorbants individuels

Panneaux absorbants individuels

© Yvan Glavie

Panneaux absorbants sur le mur

Panneaux absorbants sur le mur

© avery klein / unsplash.com

Panneaux absorbants sur le mur

Panneaux absorbants sur le mur

© Jean-Philippe Delberghe / unsplash.com

Résonateur de Helmholtz

Différents matériaux peuvent être utilisés pour créer un résonateur d'Helmholtz (cavités créées ou intrinsèques au matériau). Les valeurs d'absorption sont à chaque fois déterminées par les caractéristiques des différentes solutions, la présence d'un absorbant supplémentaire, etc. :

Blocs de béton / briques perforé(e)s

  • ici, on distingue d'une part les blocs de béton spécifiques munis d'encoches et d'autre part les blocs de maçonnerie traditionnels qui sont posés sur leur face latérale. Ils libèrent tous deux un volume d'air derrière la perforation des blocs ;
  • un absorbant, peut être posé dans ou derrière les blocs (laine minérale, etc.) ;

Blocs de béton avec encoches

© Bruxelles Environnement

Blocs de béton / briques perforé(e)s

© Bruxelles Environnement

Blocs de béton / briques perforé(e)s

© Bruxelles Environnement

Blocs de béton / briques perforé(e)s

© Bruxelles Environnement

Blocs de béton / briques perforé(e)s

© Bruxelles Environnement

Blocs de béton / briques perforé(e)s

© Bruxelles Environnement

Plaques de plâtre perforées

  • des plaques de plâtre perforées peuvent être posées sur un plenum ;
  • le plenum peut être pourvu ou non d'une absorption (laine minérale, etc.) ;
  • une membrane acoustique placée sur les plaques côté intérieur de la pièce peut être ajoutée pour améliorer l'absorption ;

Plaques de plâtre perforées

© Bernard Boccara

Plaques de plâtre perforées

© Bernard Boccara

Plaques de plâtre perforées

© Bernard Boccara

Panneaux en bois perforés

  • des panneaux en bois perforés peuvent être posés sur un plenum. Le plenum est, de préférence, pourvu d'un absorbant (laine minérale, etc.) ;
  • une membrane acoustique placée sur les plaques côté intérieur de la pièce peut être ajoutée pour améliorer l'absorption ;
  • il existe également sur le marché des panneaux en bois avec perforations et creux dans le panneau même ;

Panneaux en bois perforés pour le mur

Panneaux en bois perforés pour le mur

© 99 films / unsplash.com

Panneaux en bois perforés pour le mur

© Ben Esteves / unsplash.com

Autres éléments

Enduit de pulvérisation posé sur de la laine minérale

  • Une fine couche d'enduit poreux est posée sur les panneaux de laine minérale qui sont collés contre la dalle. On obtient de cette manière un système sans joint. Grâce à la possibilité de poser une couche épaisse de laine minérale, il est aussi possible de réaliser une certaine absorption acoustique à basses fréquences.

Enduit de pulvérisation sur laine minérale

[IMG] [IMG]

(sources : OWA (gauche) et BASWAphon (droite))

Mousse de mélamine

  • matériau à cellules ouvertes ;
  • utilisation soit dans des panneaux directement collés contre le plafond ou le mur, soit sous d'autres formes diverses et variées (éléments individuels suspendus ou fixes répartis dans l'espace) ;
  • l'absorption dépend des dimensions de l'élément, du revêtement, etc.

Éléments en mousse de mélamine

[IMG] [IMG] [IMG]

(sources : Dockx acoustics (gauche et milieu) et Merford)

[IMG] [IMG]

© Bruxelles Environnement

Tapis

  • le tapis absorbe également le bruit dans le domaine des hautes fréquences. Du tapis fin standard (peu absorbant) au tapis de haute laine ou aux tapis spécifiques avec sous-couche (haute absorption).

Mobilier

  • le mobilier peut aussi contribuer à l'absorption acoustique dans une pièce (panneaux de séparation, chaises, éléments décoratifs, etc.) ;
  • ceux-ci peuvent être exécutés dans différents matériaux et sont généralement revêtus d'un tissu ou d'un matériau feutré ;
  • l'absorption est toujours relativement limitée. Ces éléments peuvent offrir localement une valeur ajoutée dans l'espace, mais suffisent rarement pour déterminer l'acoustique spatiale globale.

Panneaux absorbants sur toute la surface

© Yvan Glavie

Mobilier acoustique

© Bruxelles Environnement

Mobilier acoustique

© Bruxelles Environnement

Mobilier acoustique

© Bruxelles Environnement

Mobilier acoustique

© Bruxelles Environnement

Aller plus loin

Dans le Guide

Autres documents / Sites Web/ etc.

mis à jour le 07/09/2020

N° de Code : G_WEL01 - Thématiques : Bien-être, confort et santé - Thématiques secondaires : Acoustique - Composants du projet liés : Plafonds | Mur intérieur