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Mémoire technique (Conseil national de recherches du Canada. Division des recherches en bâtiment), 1971-09-01
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Ref S e r TKL N 2 l m 5 no. 6 6 ~ IRC PU3
ISOLATION ACOUSTIQUE DES MURS DE PLACOPL$TRE Par
T. D. Northwood
L e s murs de placoplztre r e p r g s e n t e n t un mode i m p o r t a n t de construction, tout p a r t i c u l i k s e m e n t dans les
logements modernes, m a i s ils servent aussi dans nombre
d'autres bstiments- Ces murs s o n t , t o u t e proportion
g a r d g e , lggers, iGconorniques, f a c i l e s
3
r g a l i s e r et peuventS t r e construits de faqon .3 donner nne protection s u f f i s a n t e
contre l'incendie et une isolation p h o n i q u e adgquate.
La mesure d e s i n d i c e s d ' a f f a i b l i s s e r n e n t de
nombreux murs de placoplZtre a S t 6 f a i t e p a r d i f f g r e n t s
laboratoires. Toutefois, j u s q u t 2 maintenant, l'absence
de coordination dans ces rnesures a n u i
2
la compr6hensiondes effets des d i f f g r e n t s pararnstres. Le but de ce memoire
est de f o u r n i r d e s rnesures syst6matiques sur un g r a n d nombre
de constructions de ce genre. Pour I r i m @ d i a t , on a u r a des
renseignernents 2 la page s u r un grand nombre de murs utilisgs
dans la p r a t i q u e , obtenus selon les plus r g c e n t e s mgthodes
d'essais (ASTM E 9 0 - 6 6 T ) . C e p e n d a n t , le b u t p r i n c i p a l e s t de f o u r n i r des donnses exp6rirnentales p e r n e t t a n t d'arriver 3 d e s concLusions gengrales a d a p t a b l e s Fi d'autres murs
ayant p l u s d'un panneau. Cette note est un d o s s i e r complet
d e s rgsultats d'essais; une a u t r e n o t e en voie de p r g p a r a -
tion a n a l y s e r a L e s r e l a t i o n s g g n g r a l e s obtenues par les
msthodes empirique et thdoxique.
/ t'
NOTES GENERALES
Un rnur type de placeplStre compxend deux
panneaux s6parGs par un espace d'air et la c h a r p e n t e ,
L'isolation acoustique d'un t e l rnur dspend de ltindice
d ' a f f a i b l i s s e r n e n t a c o u s t i q u e des panneaux individuels et
sur Le degr6 de transmission de l'air e t de l a c h a r p e n t e .
L'air e t les poteaux j o u e n t un r61e d g t e m i n a n t sur l'isolatian
acoustique d e B'ensemble et c e s deux facteurs d a i v e n t @ t r e p r i s
en compte s i l k o desire a m g l i o r e r I1affaiblissement acoustique,
L a transmission asrienne dgpend de l'espacement entre les
panneaux, du n o m b r e de subdivisions l a t s r a l e s de l'espace
d'air et de la q u a n t i t s de rnatgriaux absorbants c o n t e n u s
dans c e t espace. La transmission p a r les poteaux depend d e
On p e u t i m a g i n e r la transmission come g t a n t une propagation
des vibrations e n
flexion
d'une p a r o i du m u r j u s q u m S l'autre par la torsion des poteaux. Si ces d e r n i e r s ontpeu de xigiditg en t o r s i o n ( e . g . profilgs d'acier en U ) , l'affaiblissement acoustique e s t nggligeable. Les e f f e t s de d i v e r s g e n r e s de charpentes a i n s i que les mgthodes
d'assemblage sont G t u d i E e s plus l o i n . E S S A I S
T o u t e s l e s mesures de 1
'
i n d i c e d % f f a i b l i s s e m e n ta c o u s t i q u e rappsrtEes i c i ont 5t& obtenues selon La
Nome ASTM E90-66T, "Laboratory Measurement of A i r b o r n e
Sound Transmission Loss of B u i l d i n g Partitions". Quelques-
unes des constructions plus simples, en particulier 2es
murs 2 un s e u l panneau, ont 6 t E soumises 2 des essais par
p l u s i e u r s labsratoires et il p a r a z t assez f a c i l e d k e n
r e p r ~ d u i r e l e s r g s u l t a t s . Par ailleurs, I'indice d-affai-
blissement a &t& c a l c u l 6 pour quelques-uns des m u r s 2 un
seul panneau 3 l % i d e de l a thgorie G t a b l i e pas L. Cremer (1)
il y a q u e l q u e s annses- Les paramStxes ngcessaires au
calcul s o n t la densit6 pax unit6 de surface, le module
dt61asticitG et ltindice dmamortissement i n t e r n e du matgriau.
La v a l e u r de ces paramstres a 6t6 g t a b l i e pour Le placoplatre
au moyen d'essaii s t a t i q u e s et dynamiques sur de p e t i t s
Schantillons.
Les calculs sesont exposgs en d % t a i l d a n s un
autre rapport mais un d e s aspects rngrite dFi!5tre souligne
i c i . L'expression l a p l u s s i m p l e p o u r l'indice d'affaiblis- sement s'applique
2
une s g r i e d'ondes planes q u i f r a p p e n tun rnur 2 un a n g l e don& d'incidence, Pour o b t e n i r l'indice d'affaiblissement pour l'incidence "diffuse", il f a u t
d t a b l i r l a v a l e u r moyenne d'une distribution uniforrne
sous t o u s l e s angles drincidence, de la normale 3 la
tangenke. L'incidence t a n g e n t i e l l e est une limite i r r g e l l e
pour des chambres et des murs de dimensions finies et,
rnalheureusement, c e t t e valeur kimite a un s g r i e u x e f f e t s u r Les r g s u l t a t s calculEsr C e r t a i n s a u t e u r s o n t observg que
e e r t a i n e s v a l e u r s de l Y n d i c e d'affaiblissement g t a i e n t
d'environ 5 decibels plus Glevges que les valeurs calculges
pour L'incidence d i f f u s e et ont conclu q u e la kimite d'angie d'incidence etait
d ' 2
peu pres 780, le soi-disant "champ d'incidence". La prgsente s g r i e de calculs et de mesuresen laboratoire donne
l e s
r n e i l l e u r s rgsultats pour un angle limit@ 5 8 5 O . 11 semblerait cependant qu'il peUt e x i s t e run g c a r t d'environ 5 decibels entre les mesures de labo- ratoire et celles de c h a n t i e r , selon la distribution
Des Gchantillons d'essai ont E t G posEs dans une
ouvertuxe de 10 p i e d s s u r 8 p i e d s de facon 2 sEparer deux chambres de rgverbEration. La chambre
d l & n i s s i o n
a unvolume approximatif de 2,100 p i , cu. et
la
chamre der d c e p t i o n , un volume d'environ 9,006 pi. cu. ConformGrnent
3 la Worme ASTM E40, chaque chambre est & q u i p & de panneaux
de d i f f u s i o n f i x e s et immobiles capables de r e p r o d u i r e
d % u s s i prSs que possible le champ d e s sons d i f f u s u t i l i s g
dans la thgorie d ' a f f a i b l i s s e r n e n t du son. Le n i v e a u de
pression du son d a n s chaque chambre est enreyistrg 2 l'aide
de neuf microphones dont l e s r g s u l t a t s doivent Etre observGs
tour 2 tour. La dispersion e s t suffisamment petite qu'une
moyenne arithmetique des niveaux de pression du son p e n n e t
de d g t e r m i n e s le n i v e a u moyen de pression dans le volume de chaque chambre. Le signal d'essai comprend une bande d e tiesces d'octave de b r u i t "blanc" et des mesures s o n t prises
pour toute une s g r i e de tierces dsoctave e n t r e 1 2 5 et
4,000 Hz. A u c o u r s de quelques essais, les r g s u l t a t s o n t
6tG
amen& j u s q u l Z 5,000 H z a f i n de permettre m e meilleureanalyse des e f f e t s de coLncidence dans les r e g i o n s de haute
f requence ,
CONSTRUCTION DES MURS D'ESSAIS
Les murs d % s s a i s s o n t brisvement d g c r i t s dans
les tableaux mais q u e l q u e s dgtails de
1%
construction s o n tdonngs ci-aprSs. Les i o i n t s
Des essais p r g l i m i n a i r e s o n t 6t6 faits s u r des 6chantillons dont les j o i n t s entre les panneaux de placo-
p l d t r e ant g t 6 xsalisgs 2 l'aide du ruban traditionnel et
du composG 2 j o i n t s . L e s rgsultats ant &t6 i d e n t i q u e s
5
ceux o b t e n u s quand les joints ont 6tG simplement fern&2 l'aide d y u n suban a d h g s i f (voir Groupe
I,
Mur No. 1.2).Par la s u i t e , la p l u p a r t des essais q u i ont
Gte
f a i t scomportaient d e s j o i n t s fermgs 3 l % a i d e de r u b a n adhgsif.
Quand deux panneaux ( p l a c o p l z t r e ou autre m a t 6 -
r i a u ) S t a T e n t l a r n e l l g s avec un composg de p l g t r e j o i n t s ,
un o u t i l s p g c i a l servait 2 poser L e composE u n i f o m g m e n t
en lisizres de 5 1 8 " de largeur s u r 5 1 8 " d e h a u t e u r , espacEes
de
I
3 J 4 " - Le deuxi8me panneau de p l a c o p l z t r e y 6taite n s u i t e press6 en p l a c e . Les vis t e m p m a i r e s qui r e t e n a i e n t
les deux panneaux ensemble d u r a n t la pgriode de durcissement
d'essai ont i5t6 installgs par
wn
e n t r e p r e n e u r de la localit6q u i a employ6 une mEthode diffErente de lamellage comprenant
l'application de quelques fkaques de composB
2
j o i n t s etune sErie additionnelle de vis permanentes r e t e n a n t le
premier panneau aux poteaux. Dans l e s quelques cas oCi un
ciment de c o n t a c t a
Gte
employe pour le lamellage, il a E t GGtendu s u r la surface toute e n t i s r e .
Matgriaux absorbants dans 1
'
espaceD e s m a t e l a s de laine m i n e r a l e ou de f i b r e s de
verre de 2'"t plus o n t 6t6 utilis6s. L e s rgsultats ne
sont pas sgrieusement rnodifiEs par leur gpaisseur
ou
l e u rdensite; un panneau de f i b r e s de verre de 112" d'gapisseur
a Gt6 moins e f f i c a c e 5 absorber les basses f r g q u e n c e s , m a i s
a don& des r g s u l t a t s semblables
Z
ceux o b t e n u s avec desmatekas pour les h a u t e s f requences
.
PoteauxLes p o t e a u x de bois de 2"
x
4 " (1 5 1 8 s u r3 5 / 8 pa.) o n t 6t6 utilisss 2 des espacernents de 16 et de
2 4 po, 11s ont StiZ installgs dans un cadre de 2 x 4 po.
formant le pErirnStre de lRouverture d'essai. Des essais
mengs s a n s poteaux ont S t G r d a l i s g s en s e s e r v a n t du meme
cadre de pgrimstre c o m e appui pour le p l a c o p l z t r e . Des
p r o f i l g s dTacier en U de 3 5 / 8 po, s u r 2 3 po. e s p a c g s de
2 4 " ont Be6 pos6s d a n s un cadre forme lui aussi de p r o f i l s s
d'acier. Quelques essais ant aussi @t6 r G a l i s E s avec des
p r o f i l e s d'acier en U de
1
5 1 8po,
placgs en chicane dansun cadre de 24 P O ,
Calfeutrement
Pour 6 v i t e r la transmission d u son p a r l e s ouvertures e n t r e I'Qchantillon d'essai et le cadre, un p r a d u i t de calfeutrement a G t G employe dans c h a q u e cas.
A u c o u r s de c e t t e g t u d e , aucune mesure spsciale n'a 6t6
p r i s e pour analyser 1 ef f i c a c i t s des j o i n t s de c o n t r 6 l e
q u i s o n t requis dans l e s bztiments,
Avec l'aide de plusieurs manufacturiers, des Echantillons s p g c i a u x de panneaux de p l z t r e ont @t6 o b t e n u s pour figurer l e s extrsmes de d e n s i t s et d l E p a i s s e u r permis
p a r la Nome CSA A 8 2 . 2 7 , 1963, Dans les limites de c e s
e c a r t s , aucune d i f f s r e n c e a p p r e c i a b l e de comporternent n t e s t
m a n i c r e , aucune diffgrence ne s'est m a n i f e s t & entre le
placoplStre traditionnel et Le type X, rgsistant au f e u .
L e s rgsultats pour les panneaux reconverts de v i n y l e ( v i n y l e a p p l i q u e s u r p a p i e r ] sant semblables .3 ceux que
I'on obtient avec les panneaux recouverts de p a p i e r ordinaire.
Les rgsultats pour t o u s les e s s a i s de transmission
compris d a n s c e t t e s g r i e ( e n v i r o n 1003, s o n t dEcrits dans Les tableaux c i - a p r k s . Les Gchantillons o n t Gte qroup6s
de la faqon s u i v a n t e :
Murs 2 panneaux simples [ T a b l e a u I)
Dans ce groupe o n t 6 t E reunis t o u s les rgsultats
d - s s a i s p o u r les m u r s nlayant q u k n s e u l panneau de placo- p l s t r e ou a u t r e rnati5riau et aussi Ies c o n s t r u c t i o n s f a i t e s
de matgriaux composites comprenant les p r o d u i t s larnellgs.
I1 est 2 e s p g r e r gue ces donnees et les r g s u l t a t s o b t e n u s
p o u r
l e s
murs 2 deux panneaux f o u r n i r o n t des renseignementspaur v g r i f i e x t o u t e thgorie applicable aux murs
Z
deuxpanneaux.
Murs Z deux panneaux; Glement p r i n c i p a l : placoplztre $ po. (Tableau 11)
Dans ce yroupe sant cornpris t o u s les murs q u i
1
o n t le p l a c o p l z t r e de 2 po. c o m m e t5lgrnent principal de
panneau, L e s m u r s q u i ont des couches additionnelles pour
augmenter l'amortissement du s o n ou qui p e u v e n t i n f l u e n c e x
la liaison du p l a c o p l s t r e aux poteaux s o n t aussi i n c l u s .
Muxs 2 double-panneaux; placoplStre 5/8 po. (Tableau 111)
PLusieurs de ces murs sont essentiellement d u
mEme genre q u e ceux dgcrits au T a b l e a u 11, mais aux fins
de resistance au f e u , un p l a c o p l z t r e de 5 / 8 p o . est g h G -
r a l e r n e n t plus a c c e p t a b l e dans La p r a t i q u e . En le cornparant
2 un p l a c o p l z t r e de $ po., ceLuF de 5/8 po. est superieur
d'environ 1 3 2 dgcibels pour d e s frgquences i n f g r i e u r e s 5
1,000 H z 3 cause de la p l u s q r a n d e d e n s i t s par unite de
s u r f a c e . Au-dessus d e 1,000 H z la diminution de cofncidence
en utilisant le placoplStre de 5 / 8 po. e s t d'environ un
t i e r s d k c t a v v e au-dessous de la d i m i n u t i o n p a u r les panneaux
de $ po. Ceci donne un comportement lgggrernent i n f g r i e u r Z h a u t e s f r g q u e n c e s
.
Dans 1e T a b l e a u 111, on t s o u v e r a les r 6 s u l t a t s
d'essais pour d i f f g r e n t s systsmes dtassemblage d u p l a c o p l z t r e
M u r s 5 deux panneaux lamellgs au comportant des p a n n e a u x
de
d i f f s r e n t e s eaaisseurs ( T a b l e a u IVI
Ce groupe comprend l e s murs construits avec
diffgrentes Gpaisseurs de panneaux ou des panneaux lamelles.
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