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Comment réduire la transmission du son aérien par les planchers
Warnock, A. C. C.
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Cet article indique les meilleurs moyens à prendre pour réduire la transmission
du son aérien par les planchers, dans les habitations collectives. Portant surtout
sur les planchers à solives ou poutrelles, l’information est issue principalement
d’un projet de recherche financé par le secteur privé et réalisé par l’Institut de
recherche en construction (IRC) du CNRC
1,2.
S o l u t i o n c o n s t r u c t i v e n
o2 5
Le n u m éro 20 d e S olu tion s con stru ctives p résen tait les gran d es con clu sion s d ’u n e vaste étu d e su r la résistan ce au feu d es p lan ch ers. On s’est au ssi p en ch é su r la p erform an ce acou stiqu e d e ces m êm es p lan ch ers, car u n e bon n e résistan ce au feu p eu t p arfois être obten u e au x d ép en s d e l’isolem en t p h on iqu e.
Le p rojet d e rech erch e p ortait p rin cip ale-m en t su r les p lan ch ers à solives ou p ou trelles, m ais qu elqu es d alles d e béton on t été
sou m ises à d es essais. L’équ ip e d e l’IRC a étu d ié la tran sm ission d u son aérien et d es bru its d e ch ocs, m ais n ou s n e traiteron s ici qu e d u p rem ier asp ect.
Les rech erch es accom p lies on t m on tré qu e, com m e d an s le cas d es cloison s à p oteau x, la m eilleu re façon d ’accroître l’isolem en t acou s-tiqu e d es p lan ch ers à solives ou p ou trelles est d e d oter la sou s-face en p laqu es d e p lâtre d e supports indépendants des solives ou poutrelles, ou bien d e su p p orts élastiqu es. Si les p laqu es de plâtre ne sont pas supportées ainsi, l’isolant acoustique qui occupe les espaces entre solives ou p ou trelles est in efficace. En p ratiqu e, on u tilise rarem en t, en Am ériqu e d u Nord , d es supports indépendants (des solives ou poutrelles additionnelles), la manière la plus courante de d oter la sou sface en p laqu es d e p lâtre d e su p
-p orts sou -p les con sistan t à em -p loyer des profilés métalliques de calibre 25.
At t é nua t ion du son da ns
le s pla nc he rs à solive s ou
pout re lle s
Les variables exam in ées étaien t les su ivan tes : typ e, h au teu r et esp ace-ment des solives ou poutrelles, type et épaisseur de l’isolant acoustique, type et d isp osition d es fou rru res u tilisées p ou r su p p orter les p laqu es d e p lâtre, type et épaisseur du support de revête-ment de sol, et type et épaisseur des plaques de plâtre (voir tableau 1).
Facteurs influant sur l’ITS des planchers à solives ou poutrelles sans profilés métalliques souples
Dan s les p lan ch ers n on d otés d e p rofilés m étalliqu es sou p les, c’est su rtou t p ar les solives ou p ou trelles qu e l’én ergie acou stiqu e se tran sm et d ’u n e face à l’au tre. C’est p ou rqu oi la
Comment réduire la
transmission du son aérien
par les planchers
Variables ayant Caractéristiques trait au plancher
Typ e d e solive solives en bois m assif, en I ou à treillis, p ou trelles ou p ou trelle
Hau teu r d es solives d e 200 à 610 m m
Esp acem en t d e 305 à 610 m m ; on a testé d es solives en I et d es ferm es d es solives ayan t d ifféren tes largeu rs d e sem elle.
Ép aisseu r d e d e 60 m m , d an s le cas d e la fibre d e cellu lose p u lvérisée, à l’isolan t p h on iqu e 450 m m d an s celu i d es m atelas en fibre d e verre ou d e roch e Esp acem en t d es 203, 305, 406 et 610 m m
p rofilés m étalliqu es On a ajou té d es p rofilés, d an s certain s cas, p ou r su p p orter sou p les les bord s n on biseau tés d es p laqu es d e p lâtre.
Su p p orts d e u n e ou d eu x ép aisseu rs d e p an n eau x à cop eau x orien tés revêtem en t d e sol (OSB) ou d e con trep laqu é
Ch ap es Dan s qu elqu es cas, on a recou vert le p lan ch er d ’u n e ch ap e d e béton ou d e béton au p lâtre.
Plaqu es d e p lâtre p rin cip alem en t u n typ e classé au feu en 12,7 et 15,9 m m d ’ép aisseu r. Un typ e léger n on classé au feu a été u tilisé p ou r certain s p lan ch ers.
Pose d es p laqu es d irectem en t su r les solives ou p ou trelles, su r d es fou rru res, d e p lâtre m ais su rtou t su r d es p rofilés m étalliqu es sou p les
2
p ose d ’isolan t p h on iqu e d an s la lam e d ’air n ’a gu ère d ’effet su r l’isolem en t acou stiqu e.
Le tableau 2 indique l’ITS de planchers dont la sou s-face en p laqu es d e p lâtre est fixée directement sur les solives. Dans ce cas, l’indice est nettement moins élevé qu’en présence de fourrures en bois ou de profilés métalliques en U de calibre 25 et de 22 mm de hauteur. Les fourrures assurent une amélioration par rapport aux plaques de plâtre posées directement, mais elles sont trop rigides et pas aussi efficaces que les profilés métalliques souples, dont l’aile sup-portant la plaque de plâtre peut fléchir.
En recouvrant le plancher d’une chape de béton de 35 mm, on atténue le son grâce à l’aug-mentation du poids, mais aucun des planchers mentionnés dans le tableau n’a atteint un ITS de 50 ou plus. Il est très probable que la combinai-son de l’un ou l’autre des types de fourrure indiqués au tableau 2 et d’une chape de béton permettrait d’obtenir un tel ITS, mais elle n’a pas fait l’objet d’essais dans le cadre de ce projet.
Facteurs influant sur l’ITS des planchers à solives ou poutrelles avec profilés
métalliques souples
Dan s les p lan ch ers à solives ou p ou trelles au xqu elles son t fixés d es p rofilés m étalliqu es sou p les su p p ortan t la sou s-face en p laqu es d e
plâtre (figure 1), plusieurs facteurs déterminent l’isolem en t au son aérien , et d on c l’ITS.
Le facteu r le p lu s im p ortan t est la m asse totale p ar u n ité d e su rface d u su p p ort d e revêtement de sol et des épaisseurs de sous-face. La masse des solives ou poutrelles ne s’est pas révélée u n e variable im p ortan te. Les au tres variables qui influent sur l’ITS sont : l’épaisseur de l’isolant phonique, la disposition des profilés m étalliqu es sou p les, ain si qu e la h au teu r et l’esp acem en t d es solives ou p ou trelles.
La m a sse
La figu re 2 p erm et d e se ren d re com p te d e l’influence de la masse sur l’ITS des planchers comportant des solives ou poutrelles de 240 mm d e h au teu r d istan cées d e 406 m m , ain si qu e d es p rofilés m étalliqu es sou p les à en traxe d e 610 mm. Ces trois cas montrent l’importance de la masse, de l’utilisation de profilés métalliques sou p les et d e la m ise en p lace d ’isolan t acou s-tique dans le vide de plancher. Le graphique est basé sur la moyenne des résultats d’un certain nombre d’essais. Outre sa valeur instructive, il peut servir à estimer la variation de l’ITS selon l’ép aisseu r ou le n om bre d e p an n eau x faits d e tel ou tel m atériau qu e com p te le su p p ort d e revêtem en t d e sol ou la sou s-face d u p lan ch er. Voir, au tableau 3, la m asse su rfaciqu e d es m atériau x cou ran ts.
La figure 2 montre clairement qu’une masse d’environ 20 kg/m2permet d’obtenir un ITS de
50 ou p lu s, et u n e m asse d ’en viron 30 kg/ m2,
un ITS de 55. On constate aussi qu’en l’absence de profilés métalliques souples ou de l’équiva-lent, seu le u n e m asse d ’en viron 130 kg/ m2
p erm et d ’obten ir u n ITS d e 50.
Les recherches accomplies ont montré qu’en m ettan t u n isolan t p h on iqu e d an s le vid e d ’u n p lan ch er à solives ou p ou trelles au xqu elles la sou s-face est fixée d irectem en t, on n ’obtien t pas une amélioration importante de l’isolement acou stiqu e. C’est p ou rqu oi la figu re n e fait voir qu ’u n e cou rbe (celle d u bas) p ou r ce typ e d e p lan ch er.
Certains exemples fournis au tableau 4 mon-trent en core m ieu x l’effet qu ’a su r l’ITS le fait Figure 1.Plancher à solives ou poutrelles. Des profilés métalliques
sou-ples fixés aux solives (de n’importe quel type) ou poutrelles supportent une ou plusieurs épaisseurs de plaques de plâtre. L’isolant phonique qui se trouve dans les espaces entre solives ou poutrelles augmente alors l’isolement acoustique.
Support de revêtement de sol Solive ou poutrelle
Absorbant acoustique Profilés souples Plaques de plâtre
Fourrure Matelas de fibre de Épaisseurs
verre de 152 mm de plaques dans la lame d’air de plâtre ITS
Pas d e fou rru res Non 1 33
Pas d e fou rru res Ou i 1 34
Fou rru res en bois d e Non 1 39
19 x 64 m m , en traxe d e 610 m m
Fou rru res en bois d e Ou i 1 42
19 x 64 m m , en traxe d e 610 m m Profilés m étalliqu es Ou i 1 43 en U d e calibre 25 et d e 22 m m d e h au teu r, en traxe d e 610 m m
Cha p e d e b é ton d e 35 m m sur le sup p ort d e re v ê te m e nt d e sol
Au cu n e Non 1 46
Au cu n e Non 2 47
Au cu n e Ou i 1 48
Tableau 2.ITS de planchers comportant des solives de 38 x 235 mm (à entraxe de 406 mm), un support de revêtement de sol en OSB (panneaux à copeaux orientés) de 15 mm, et des plaques de plâtre classées au feu de 15,9 mm fixées de différentes façons, avec ou sans isolant acoustique dans la lame d’air
Figure 2.Rapport entre l’ITS et la masse totale, par mètre carré, du support de revêtement de sol et des épaisseurs de sous-face dans le cas de profilés métalliques souples espacés également (entraxe de 610 mm)
75 70 65 60 55 50 45 10 30 50 70
Masse totale du support de revêtement de sol et des épaisseurs de sous-face, kg/m2
ITS 40 35 30 90 110 130 Pose directe et pas d’isolant acoustique Profilés souples et ppas d’isolant acoustique Profilés souples et isolant
Il y a d ’au tres caractéristiqu es d es m atériau x, p ar exem p le la rigid ité, qu i in flu en t su r la tran sm ission d u son . Le tableau 4 d on n e u n e idée de ce qui arrive à l’ITS lorsqu’on remplace un matériau par un autre mais, pour disposer de données précises, il est préférable d’utiliser les valeu rs d ’ITS m esu rées.
L’é p a isse ur e t le ty p e d ’isola nt a coustiq ue
Trois types d’isolant acoustique ont été utilisés d an s l’étu d e d e l’IRC : les fibres d e verre, d e roche et de cellulose. La fibre de verre et la fibre de roche se présentaient sous la forme de matelas; qu an t à la fibre d e cellu lose, elle a été ap p liqu ée p ar p u lvérisation d an s d eu x cas, et p ar p rojection d an s d eu x au tres. Voici qu elle est l’in flu en ce d e l’isolan t acou stiqu e p résen t d an s le vid e d e p lan ch er :
• En accroissant l’épaisseur de l’isolant acous-tique, on a augmenté l’ITS, et vice-versa. • Ch aqu e ch an gem en t d ’ép aisseu r corresp
on-d an t à en viron 65 m m fait varier l’ITS on-d e 1 p oin t.
• Il sem blerait qu e p ou r la m êm e ép aisseu r d e m atériau , les fibres d e roch e et d e cellu-lose assu ren t u n ITS su p érieu r d ’en viron 1 p oin t à celu i d e la fibre d e verre. Ce résu ltat reste à vérifier.
La d isp osition d e s p rofilé s m é ta lliq ue s soup le s
Les p rofilés m étalliqu es sou p les son t h abitu ellem en t d istan cés d e 406 ou d e 610 m m . En d istan çan t les p rofilés d e 406 m m au lieu d e 610, on réd u it l’ITS d ’en viron 1 p oin t.
Afin d’assurer la résistance au feu de la sous-face constituée d’une seule épais-seur de plaques de plâtre, l’équipe de l’IRC a ajouté des profilés métalliques souples destinés à supporter les bouts non biseautés des plaques. Ces profilés ont réduit l’ITS de 1 à 2 points.
Ces deux facteurs (l’espacement et l’ajout d e p rofilés) on t d es effets cu m u latifs et il fau t m od ifier les valeu rs d ’ITS d e la figu re 2 ou d u tableau 4 en fon ction d e l’en sem ble étu d ié.
La ha ute ur e t l’e sp a ce m e nt d e s soliv e s ou p outre lle s
Des solives ou p ou trelles p lu s h au tes p erm etten t d ’au gm en ter l’ITS, m ais l’effet n ’est p as très m arqu é. Il fau t accroître la h au teu r d ’en viron 100 m m , en moyenne, pour faire augmenter l’ITS d e 1 p oin t. En d istan çan t d avan tage les solives ou poutrelles, on augmente aussi l’ITS, m ais l’effet est en core m oin s marqué et très variable. Un changement d ’esp acem en t d ’en viron 200 m m fait varier l’ITS d e 1 p oin t.
Il fau d rait ten ir com p te d e ces d eu x effets lorsqu ’on extrap ole à p artir d e la figu re 2 ou d u tableau 4.
de changer la masse totale du plancher et de sa sou s-face. Le tableau a été con çu d e façon à p erm ettre la com p araison d e p lan ch ers com-p ortan t le m êm e tycom-p e d e sou s-face m ais d es su p p orts d e revêtem en t d e sol d ifféren ts. Il montre que l’ITS des complexes comportant des supports de revêtement de sol en contreplaqué est immanquablement moins élevé que lorsque les p an n eau x son t en OSB. Le con trep laqu é qu i a été u tilisé était p lu s léger qu e l’OSB, m ais la d ifféren ce d e p oid s n ’exp liqu ait p as à elle seule les écarts mesurés au niveau de l’ITS.
3
Épaisseur Support de ITS Support de ITS
des plaques revêtement revêtement
de plâtre, mm de sol de sol
12,7* OSB de 15 mm 49 12,7 OSB de 15 mm 51 15,9 OSB de 15 mm 52 Contreplaqué 50 de 15 mm 15,9 OSB de 19 mm 52 Contreplaqué 52 de 25 mm 2 épaisseurs, 12,7* OSB de 15 mm 54 2 épaisseurs, 12,7 OSB de 15 mm 56
2 épaisseurs, 15,9 OSB de 15 mm 55 Contreplaqué 55 de 15 mm
2 épaisseurs, 15,9 Contreplaqué 56
de 25 mm
15,9 2 épaisseurs d’OSB 55 2 épaisseurs 53
de 15 mm de contreplaqué
de 15 mm
15,9 2 épaisseurs 51
de contreplaqué de 13 mm
2 épaisseurs, 15,9 2 épaisseurs d’OSB 60 2 épaisseurs 58
de 15 mm de contreplaqué de 15 mm 2 épaisseurs, 15,9 2 épaisseurs 58 de contreplaqué de 13 mm 15,9 béton de 35 mm 68
2 épaisseurs, 15,9 sur OSB de 15 mm 70 * légères
Tableau 4.ITS de planchers comportant des solives de 38 x 235 mm (à entraxe de 406 mm), des matelas de fibre de verre de 152 mm dans la lame d’air, des profilés souples distancés également (entraxe de 610 mm) et des plaques de plâtre classées au feu (sauf dans les cas indiqués)
Matériau Masse
surfacique, kg/m2
OSB d e 15 m m 8,8
OSB d e 19 m m 10,3
Con trep laqu é d e 13 m m 5,7 Con trep laqu é d e 15 m m 7,1 Con trep laqu é d e 25 m m 12,1 Plaqu es d e p lâtre légères 7,4 d e 12,7 m m
Plaqu es d e p lâtre classées 9,1 au feu d e 12,7 m m
Plaqu es d e p lâtre classées 11,3 au feu d e 15,9 m m , typ e X
Béton d e 35 m m 77
Le ty p e d e soliv e ou p outre lle
À toutes fins pratiques, le type de solive (en bois massif, en I ou à treillis) ou poutrelle n’influe pas de manière importante sur l’isolement acoustique.
Autres constatations
• En fixan t le su p p ort d e revêtem en t d e p lan ch er au x solives ou p ou trelles à l’aid e d e colle m astic et d e clou s, on a obten u le m êm e isolem en t acou stiqu e qu ’en le fixan t seu lem en t au m oyen d e vis.
• Le fait d e faire varier le calibre d es p ou trelles d an s la p lage 14-18 n ’a p as eu d ’effet su r l’ITS.
• Lorsqu ’on a fait varier la largeu r d e la p ou tre en I ou d e la sem elle d e la solive à treillis en con tact avec le su p p ort d e revêtem en t d e sol, on n ’a p as observé d e ch an gem en t d e l’ITS.
• En disposant des profilés métalliques souples entre deux épaisseurs de plaques de plâtre constituant la sous-face du plancher, on réduit considérablement l’isolement acoustique. Il ne faudrait jamais procéder ainsi lorsqu’on recherche un bon isolement phonique.
At t é nua t ion du son da ns le c a s
de s da lle s de pla nc he r e n bé t on
L’attén u ation d u son assu rée p ar les d alles d e plancher en béton est surtout fonction du poids. Elle n’a été mesurée, dans le cadre de ce projet, que dans le cas de trois dalles mais on a complété les données à l’aide de l’information publiée d e m an ière à p rod u ire le tableau 5, qu i in d iqu e les in d ices d e laboratoire typ iqu es visant un certain nombre de dalles en béton. La tran sm ission d e l’én ergie acou stiqu e, d an s les bâtiments, entre les dalles de béton et la structure environnante, peut se faire de manière très différente de celle qui est observée en laboratoire. Il peut en résulter des différences au niveau de l’atténuation du son mesurée, dans le cas d e d alles qu i p araissen t id en tiqu es (il n e n ou s ap p artien t p as d ’exp liqu er, d an s ce n u m éro, ces d ifféren ces). C’est p ou rqu oi, lorsqu ’il s’agit d e com p arer, il est p référable d ’u tiliser les d on n ées d e laboratoire.
En su sp en d an t la sou s-face – en p laqu es d e p lâtre – d ’u n p lan ch er en béton à l’aid e d e profilés métalliques souples, on peut améliorer con sid érablem en t l’isolem en t acou stiqu e. L’amélioration obtenue dépend de la masse des
plaques de plâtre, de la hauteur de l’espace en tre celles-ci et la d alle d e béton , ain si qu e d e l’ép aisseu r d e l’isolan t p h on iqu e p résen t d an s la lam e d ’air. Les effets d e ces variables n ’on t p as été étu d iés d an s le cad re d u p rojet. On n e d isp ose gu ère d ’in form ation à ce su jet d an s le cas d es p lan ch ers, m ais certain es d on-n ées coon-n ceron-n aon-n t les m u rs eon-n blocs d e bétoon-n con ten u es d an s le n u m éro 13 d e S olu tion s con stru ctives p eu ven t s’ap p liqu er lors d e la p ose d e p laqu es d e p lâtre en sou s-face d ’u n p lan ch er d e béton . Com m e il est d it d an s ce n u m éro-là, u n e lam e d ’air trop m in ce p eu t réd u ire l’isolem en t acou stiqu e et l’ITS. Par con tre, en m én agean t u n e lam e d ’air p lu s ép aisse et en l’am ortissan t à l’aid e d ’isolan t p h on iqu e, on accroît l’isolem en t acou stiqu e.
Ré pe rc ussions sur l’indust rie de
la c onst ruc t ion
Les d on n ées issu es d e ce p rojet serven t actu ellem en t à p rod u ire d e n ou veau x tableau x d ’ITS qu i seron t in tégrés au Cod e n ation al d u bâtim en t d u Can ad a.
Le c t ure s c om plé m e nt a ire s
1. « Su m m ary Rep ort For Con sortiu m On Fire Resistan ce An d Sou n d In su lation Of Floors: Sou n d Tran sm ission Class And Impact Insulation Class Results », A.C.C. Warnock et J.A. Birta, rap p ort in tern e IRC-IR-766, avril 1998. 2. Ce projet a été financé par un consortium composé de : Boise
Cascade Corporation, la Société canadienne d’hypothèques et de logement (SCHL), l’Association canadienne d es con stru c-teu rs d ’h abitation s, l’Association can ad ien n e d u cim en t Portland, l’Institut canadien de la tôle d’acier pour le bâti-ment, le Conseil canadien du bois, l’Association canadienne d es fabrican ts d ’isolan t d e cellu lose, Forin tek Can ad a Corp oration , la Gyp su m Association , Les Fabrican ts d e produits de gypse du Canada, Louisiana-Pacific Incorporated, Nascor Inc., le Régime de garanties des logements neufs de l’Ontario, le ministère ontarien des Affaires municipales et du Logement, Owens Corning Canada, Roxul Inc., Trus Joist MacMillan et Willam ette In d u stries.
A .C.C Wa rnock ,Ph .D., est agen t d e rech erch e su p érieu r au sein d u p rogram m e En viron n em en t in térieu r, à l’In stitu t d e rech erch e en con stru ction d u Con seil n ation al d e rech erch es.
Figure 3.En plaçant les profilés métalliques souples entre les deux épaisseurs de plaques de plâtre classées au feu de 15,9 mm (formant la sous-face du plancher), on obtient un ITS de seulement 38. Comme le montre le tableau 4, si l’on enlève l’épaisseur interne, on obtient un ITS de 52 dans le cas d’un support de revêtement de sol en OSB. En dis-posant les deux épaisseurs sous les profilés, on obtient un ITS de 55.
Support de revêtement de sol Solive ou poutrelle
Absorbant acoustique Profilés souples Plaques de plâtre
Épaisseur, mm Masse surfacique, ITS kg/m2 Da lle s m a ssiv e s 50 115 43 70 160 46 100 230 47 150 350 53 200 460 58 80-150, p lan ch er 272 51 n ervu ré
Da lle s à â m e cre use
150 220 48
200 280 50
250 310 50
Tableau 5.ITS typiques des dalles en béton
© 1999
Con seil n ation al d e rech erch es d u Can ad a Mai 1999
ISSN 1206-1239
« S olutions constructiv e s » e st une colle ction d ’a rticle s te chniq ue s re nfe rm a nt d e l’inform a tion p ra tiq ue issue d e ré ce nts tra v a ux d e re che rche e n construction.
Pour obtenir de plus amples renseignements, communiquer avec l’Institut de recherche en construction, Conseil national de recherches du Canada, Ottawa K1A 0R6
