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Digeste de la construction au Canada, 1974
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Insonorisation des bureaux sans cloisons
Digeste de la Construction au Canada
Division des recherches en construction, Conseil national de
recherches Canada
CBD 139F
Insonorisation des bureaux sans
cloisons
Publié à l'origine en 1974 L. W. Hegvold
Veuillez noter
Cette publication fait partie d'une série qui a cessé de paraître et qui est archivée en tant que référence historique. Pour savoir si l'information contenue est toujours applicable aux pratiques de construction actuelles, les lecteurs doivent prendre conseil auprès d'experts techniques et juridiques.
Le concept de bureau sans cloison n'est pas nouveau. Il a constitué, pendant de nombreuses années, la solution la plus simple du problème consistant à loger un important personnel exécutant du travail courant de bureau. Un changement radical est cependant survenu à la suite de demandes récentes portant sur une plus grande souplesse organisationnelle et une meilleure facilité de communication entre membres du personnel. Pour le distinguer des anciennes pratiques, les Allemands, qui ont imaginé ce système, l'ont nommé « Burolandschaft » (aménagement paysager des bureaux).
Ce système exige la concentration, dans un espace unique de grandes dimensions, de tout le personnel, quel que soit son rang, et d'un grand nombre d'activités diverses. Grâce à l'emploi de la couleur, de meubles accueillants, de planchers recouverts de tapis, et de plafonds moulés, satisfaisant aux exigences de l'acoustique, du confort, et de l'esthétique, on améliore considérablement l'environnement physique; un grand nombre de sondages d'opinions effectués auprès des utilisateurs ont révélé que le nouveau système est bien accueilli d'une manière générale. A cause de la diversité des activités, on n'obtient, cependant, dans les cas les plus favorables, que des solutions acoustiques marginales, et les utilisateurs mentionnent assez fréquemment le désagrément que leur causent les bruits importuns, ceux des conversations en particulier.
On examine, dans le présent Digest, l'environnement acoustique d'un bureau sans cloisons, les problèmes qui se posent, et les éléments permettant d'obtenir des résultats acceptables. On exposera enfin un processus d'étude visant à déterminer, au stade de la planification, la situation en un point quelconque d'un bureau sans cloisons.
Communication Orale et Isolement
L'environnement idéal de bureau doit permettre à tout occupant de parler sans difficulté avec un visiteur ou au téléphone sans gêner les autres occupants du bureau. L'acoustique des
bureaux sans cloisons est ainsi associée de deux manières aux propriétés particulières des processus de communication orale.
Le domaine dynamique de la parole normale s'étend sur environ 30 dB, les fréquences variant de 250 à 6,000 Hz. Les composantes moyennes de la fréquence sont plus importantes que les fréquences extrêmement hautes ou basses; pour obtenir une intelligibilité de cent pour cent, il importe cependant que le domaine entier de 30 dB du signal parlé, couvrant le spectre entier des fréquences, se trouve au-dessus du bruit de fond dominant.
L'intelligibilité de la parole est ainsi fonction du rapport signal-bruit; on utilise cette propriété pour mesurer quantitativement l'intelligibilité suivant une méthode connue sous le nom d'Index
d'Articulation (I.A.). On désigne ainsi la fraction des sons engendrés par la parole perçue
au-dessus du bruit de fond, pondérée de manière à tenir compte de la contribution de différentes bandes de fréquences à l'intelligibilité du signal parlé. Dans un bureau sans cloisons, la tâche la plus difficile consiste à ajuster le rapport signal-bruit de manière à permettre des communications locales convenables associées à un isolement satisfaisant par rapport aux points du voisinage.
L'Index d'Articulation varie de zéro (zéro communication/isolement intégral) à un (communication parfaite/isolement zéro) (voir Tableau I). L'Index d'Articulation est notablement affecté par les six variables énumérées ci-après.
Tableau I. Relation entre I.A. et Impression Subjective
I.A. Qualité d'isolement du parleur Qualité des communications 1.0 Néant Excellent 0.9 0.8 0.7 0.6 Bon 0.5 Très mauvais Satisfaisant 0.4 0.3 Mauvais Mauvais 0.2 0.1 Acceptable Très Mauvais 0 Excellent Néant
1. Nature du champ sonore. Dans une salle à résonance normale, le champ sonore engendré par une source de bruit atteint un niveau plus ou moins constant qui ne varie pas d'une manière appréciable en fonction de la distance de la source. L'intensité de bruit créé à l'extérieur, où ne se trouve aucune surface réfléchissante, décroît de 6 dB chaque fois que double la distance de la source à l'auditeur. Les mesures effectuées dans l'environnement insonorisé de bureaux sans cloisons bien conçus montrent que la décroissance de l'intensité du son avec la distance est voisine de celle qui règne en plein air, la réduction étant, dans ce cas, de 4 à 5 dB chaque fois que double cette distance.
En vue de réduire la propagation du son à l'intérieur d'un bureau sans cloisons et d'assurer l'isolement acoustique maximal, ont doit simuler, en éliminant les sons réfléchis, l'absence d'échos qui règne au dehors. Cette condition exige que les plus importantes surfaces verticales (murs par exemple) soient suffisamment éloignées les unes des autres (on recommande un minimum de 60 pieds) et absorbent suffisamment le son pour éviter la formation d'un champ sonore réfléchi. On estime qu'une surface de plancher de 10,000 pieds carrés constitue un idéal et que 4,000 pieds carrés représentent le minimum absolu nécessaire pour obtenir une installation sans cloisons satisfaisante. On peut utiliser des écrans pour intercepter les sons directs, mais il convient de situer avec soin les surfaces
verticales peu importantes de manière qu'elles ne réduisent pas l'effet des écrans en réfléchissant autour d'elles l'énergie du son. La surface du plafond, qui constitue d'ordinaire l'élément réfléchissant principal, doit être constituée d'un matériau fortement insonorisant (coefficient de réduction du bruit (NRC) égal à 0.8 ou supérieur) en particulier s'il s'agit d'une surface plane et dépourvue de solutions de continuité. Si elle comporte des caissons ou des chicanes, un matériau un peu moins efficace peut rendre des services. Bien que les réflexions sur les planchers soient ordinairement interrompues par le mobilier, il faut néanmoins prévoir la pose de tapis.
2. Bruit de fond dominant. Chacun sait par expérience que, pour communiquer d'une manière satisfaisante dans une ambiance bruyante, la personne qui parle doit réduire la distance entre elle-même et l'interlocuteur, ou accroître l'intensité sonore de sa voix de manière à maintenir un rapport signal-bruit suffisant et obtenir ainsi un degré satisfaisant d'intelligibilité. Il existe évidemment une limite au-delà de laquelle le niveau sonore élevé de la parole s'ajoute au niveau du bruit total; cette situation engendre à son maximum le brouhaha bien connu des « cocktail parties ». C'est précisément de la solution apportée à ce problème que dépend la réussite d'un bureau sans cloisons. Toutes choses égales d'ailleurs, une diminution de 5 dBA au niveau sonore de fond engendre une augmentation de 0.17 de l'Index d'Articulation. Inversement, un niveau modéré de bruit de fond présentant une forme spectrale appropriée constitue un excellent moyen d'augmenter l'isolement de l'interlocuteur et de réduire ainsi la difficulté des conversations.
On a montré que la plupart des personnes n'ont pas conscience des niveaux sonores à large bande et à régime permanent inférieurs à 35 dBA et acceptent sans inconfort des niveaux atteignant environ 45 dBA. On observe effectivement des niveaux supérieurs, mais l'expérience prouve que les niveaux supérieurs à 50 dBA sont généralement inacceptables. On a produit, avec des succès variables, des bruits de fond continus en utilisant des systèmes de climatisation; il est, en fait, difficile d'engendrer exactement à la fois le niveau de bruit et le spectre de fréquence corrects. Les générateurs électroniques de bruit se sont révélés plus satisfaisants à cause du réglage qu'ils permettent. Il est important que le bruit soit réparti uniformément dans tout le secteur en cause de manière qu'on ne puisse en distinguer la source. Les travaux normaux de bureau produisent les niveaux de bruit classés par types du Tableau II. En raison de leur caractère intermittent, il est cependant impossible de leur faire confiance pour l'obtention d'un masquage satisfaisant.
Tableau II. Bruit de fond-type pour divers environnements (On doit considérer ces niveaux comme étant situés à ± 5 dB de la moyenne indiquée.)
Environnement Bruit de fond-type Professionnel/Travail de bureau (Pas de machines) 35 dB (A) Très doux Professionnel/Travail de bureau Bon (Quelques machines) 40 dB (A) Doux Petit bureau de dessin 40 dB (A) Doux Travail de bureau + Nombreuses Machines 45 dB (A) Acceptable Gros travail de bureau + Néant Nombreuses Machines 50 dB (A) Bruyant
3. Niveau de la parole. Si l'on met à part le domaine dynamique de 30 dB précédemment mentionné, il existe un écart d'environ 20 dB lors qu'une personne normale parle à voix basse, puis d'une voix forte; les valeurs exactes dépendent des efforts faits par les intéressés lorsqu'ils parlent.
Si on simplifie la définition du domaine en ne considérant que les trois valeurs « basse », « normale » et « élevée », chaque tranche de 10 dB se traduit par un changement de 0.34 de l'Index d'Articulation. Le seul fait d'élever la voix peut donc suffire à détruire l'isolement
acoustique des endroits voisins où l'on travaille, et une personne parlant d'une voix plus forte ferait varier l'I.A. de 0.6, couvrant ainsi le domaine qui s'étend de l'isolement parfait à une excellente communication. Le concept du bureau sans cloisons semble heureusement avoir pour effet de réduire les niveaux des conversations.
4. Orientation parleur-auditeur. Lorsque la per sonne qui parle se détourne de son interlocuteur, le niveau de la parole qui atteint ce dernier décroît si l'on suppose l'existence de l'environnement absorbant décrit dans (1). Si on considère l'auditeur comme un point de direction fixe, tout changement d'orientation du parleur atteignant 90 degrés en traîne une décroissance de l'I.A. d'environ 0.15. On pourra obtenir une décroissance maximale de 0.3 lorsque le changement d'orientation atteindra 180 degrés, c'est-à-dire lorsque le parleur tournera le dos à l'auditeur. Cette manoeuvre aurait, au pire, comme effet de couvrir le domaine s'étendant de l'isolement « acceptable » à « l'isolement nul ».
5. Distance parleur-auditeur. Au cas où règne l'environnement absorbant décrit dans (1), le fait de doubler la distance entre deux interlocuteurs peut produire une réduction de 0.15 de l'Index d'Articulation. S'il existe une bonne communication à une distance rapprochée définie (3 pieds par exemple), il faudrait alors, sans employer d'écrans, une séparation d'environ 20 pieds pour obtenir un isolement acceptable.
6. Atténuation procurée par les écrans. On sur-estime généralement l'efficacité de barrières ou d'écrans de hauteur limitée utilisés couramment dans les bureaux sans cloisons. La réduction maximale à laquelle on peut s'attendre lorsqu'on intercale un écran bien conçu entre interlocuteurs est d'environ 10 dB aux fréquences les plus utilisées dans la conversation. Cette réduction n'est même possible que si l'emplacement de l'écran a été soigneusement étudié et s'il n'existe pas de cheminements latéraux susceptibles de refléter le son autour d'eux. Un écran bien conçu doit être suffisamment imperméable au son pour en permettre la transmission moins par traversée que par contournement. Une barrière imperméable pesant au moins ¼ de livre par pied carré suffit à remplir cette condition. Il est souhaitable que le coefficient de réduction du bruit de la surface absorbante recouvrant la barrière égale au moins 0.8.
L'insertion d'un écran de ce type procurera une réduction maximale de 0.3 de l'I.A. Elle améliorera une situation déjà raisonnablement satisfaisante, mais ne créera pas des conditions acceptables si l'I.A. initial est élevé.
Bruit des Machines
Le niveau et le caractère intermittent du bruit engendré par les machines peuvent être désagréables. Lorsqu'on ne peut éviter la présence de sources sonores bruyantes et intermittentes (machines à écrire, à calculer, etc... .), on peut améliorer la situation dans une certaine mesure en les groupant de manière qu'elles se comportent comme une source unique relativement continue. On réglera les machines à sténographier, les ronfleurs de téléphone et autres dispositifs de manière qu'ils fonctionnent dans des conditions satisfaisantes sans engendrer un niveau de bruit gênant.
Guide Destiné au Concepteur
Joint aux Tableaux I et II et aux Figures 1 et 2, le Tableau III expose un processus permettant de réaliser l'isolement d'un point quelconque d'un bureau sans cloisons quel que soit l'emplacement de la personne qui parle. Applicable seulement au type d'environnement décrit dans la Section I, ce processus permet l'utilisation du niveau de parole, du bruit de fond, de la distance et de l'orientation du récepteur, et des barrières partielles tels qu'ils existent. Les réactions variant avec les individus, les relations objectives/subjectives présentées dans le Tableau I n'ont pas d'autre valeur que celle de guides. À titre d'illustration, on a appliqué la méthode à divers emplacements dans le segment de bureau sans cloisons de la Figure 2. Les processus indiqués dans le Tableau III ont été combinés de manière à former le « calculateur instantané », indiqué Figure 3.
Figure 1. Index d'Articulation en fonction de la distance entre interlocuteurs (pour rapport S/B = 15dB).
Courbe A Courbe B
--Aucun écran entre parleur et auditeur Écran entre parleur et auditeur
Figure 3. Guide à l'Usage des Concepteurs Basé sur Tableau III.
Méthode d'emploi:
a. Établir de rapport signal/bruit (Tableau III, étapes 1 à 4) b. D'après l'implantation envisagée, déterminer la distance et l'orientation parleur-auditeur c. En utilisant les données ci-dessus, se reporter à la Figure 3 pour les cas "sans écran" ou "avec écran" et lire les conditions d'isolement
Tableau III. Marche à Suivre pour Déterminer le Degré d'Isolement d'une Position quelconque dans un Bureau sans Cloisons.
Stade Référence Exemple (voir Fig. 2)
1. Emplacement Établissement des plans A à B A à C C à D D à C D à E E à D D à B 2. Niveaux de parole supposés ou mesurés à 3 pieds du parleur Voix basse Normale (conversation) Haute voix (conférence) 50 dBA 60dBA 70dBA 60 60 60 60 60 70 60 3. Niveaux de bruit de fond supposés ou mesurés Tableau II 45 45 45 45 45 45 45 4. Rapport signal/bruit à distance de 3 pieds
(Stade 3 moins stade 2) 15 15 15 15 15 25 15 5. Index d'articulation à distance exigée du parleur Figure 1 0.38 0.44 0.57 0.57 0.34 0.34 0.62 6. Correction pour rapport signal/bruit Rapport S/B 25 20 15 10 Correction +0.34 +0.17 0.00 -0.17 0 0 0 0 0 0.34 0 7. Correction pour orientation du parleur par rapport à l'auditeur 0° 90° 180° 0. -0.15 -0.30 -0.15 -0.30 -0.15 0 -0.15 0 0 8. Index corrigé d'articulation à
hauteur de l'auditeur(Stade 5 plus 6 plus 7) 0.23 0.14 0.42 0.57 0.19 68 0.62 9. Situation de l'isolement Tableau I Mau-vais Accept Mau-Très
Il convient de noter que, même dans le cas d'un environnement extrêmement absorbant, l'effet d'ensemble peut être sérieusement compromis si l'on a négligé de tenir compte correctement de tous les aspects du problème. Si l'application a été convenablement réalisée, les divers facteurs entrant en jeu se complètent et conjuguent leurs effets; l'application incorrecte de l'un ou de l'autre peut, par contre, annuler l'effet des autres.
