Brevet FR2193126A1 — publié le 19740215

La présente invention concerne l'isolation acoustique des parois constituées de corps creux0 Elle s'applique en particulier aux corps creux en terre cuite, en béton et autres matériaux utilisables notamment comme éléments de structure pour constituer par exemple des cloisons, des murs, des planchers ou des plafonds. Pour améliorer l'isolation acoustique des parois à corps creux, on fait généralement appel à des matériaux d'isolation divers qui sont rapportés à l'intérieur ou à l'extérieur des corps creux, tels que par exemple des bourrages internes en laine de verre ou des revatements extérieurs en liège, en platre, etc. La présente invention vise à améliorer l'isolation acoustique de parois à corps creux sans recourir à des revetements rapportés et sans recourir à des bourrages. On y parvient, selon la présente invention, en munissant le corps creux d'appendices absorbeurs à effet de résonateur. Ces appendices permettent, conformément à la présente invention, d'éliminer ou de déplacer hors de la bande de fréquences gênante, des résonances de certaines parois des corps creux, résonances qui sinon pourraient se trouver à l'origine d'un rayonnement intense de ces parois dans certaines bandes de fréquences, généralement aux médiums supérieurs et aux fréquences aiguës, rayonnement se traduisant par l'apparition de zones de relative transparence acoustique du corps creux dans les mêmes bandes de fréquences. Ces parois sont notamment les parois extérieures du corps creux et les appendices ont pour but d'empêcher ou de diminuer les mouvements transversaux de ces parois, lesquels sont seuls capables de transmettre à l'air de l'énergie acoustique. Autrement dit, lorsqu'une telle paroi extérieure du corps creux est excitée par une sollicitation extérieure (qui est soit la pression acoustique dans l'air du milieu ambiant, soit la transmission directe par l'intermédiaire des cloisons internes du corps creux des pressions provenant de l'autre côté du corps creux), la paroi se trouve immobilisée pour les fréquences correspondant à la résonance des résonateurs choisis en sorte qu'il y a réflexion totale de l'onde acoustique incidente et rayonnement nul pour l'onde émergeante. On peut considérer qu'il y a, dans ces conditions, antirésonance de la paroi. Les appendices du corps creux qui constituent les résonateurs sont choisis en application du procédé dit "de l'absorbeur dynamique" couramment utilisé pour éliminer les vibrations parasites des machines. On sait que l'absorbeur dynamique classique est constitué par un résonateur auxiliaire formé par une masselote montée sur un bras classique dont on ajuste la longueur pour accorder le résonateur à la fréquence à filtrer en sorte que l'on peut immobiliser le système principal muni du résonateur en reportant le mouvement sur le résonateur lui-meme par excitation de sa fréquence de résonance. Dans le cas présent, le système principal est constitué par les parois extérieures du corps creux. Il ressort de ce qui précède que le choix de l'appendice est lié aux grandeurs de la gamme de fréquences à filtrer, laquelle dépend des conditions acoustiques dans lesquelles se trouvera placée la paroi constituée au moyen des corps creux. Il est préconisé de dimensionner les appendices de façon qu'ils aient le plus grand nombre possible de fréquences de résonances dans la bande de fréquences intéressante, par exemple 500 à 5000 Hz. On utilise, selon les cas, un ou plusieurs résonateurs et si cela est désirable plusieurs résonateurs de dimensions différentes. En outre, on précise le dimensionnement en faisant coincider le plus possible le spectre de résonance du résonateur ou de l'ensemble des résonateurs avec celui de la paroi considérée comme couplée à la structure principale initiale. Dans le cas où le résonateur introduit lui-meme un couplage non négligeable excitant la structure pour de nouvelles fréquences, on dimensionne les résonateurs de façon à minimiser la moyenne quadratique fréquentielle et spatiale du mouvement de la paroi. Dans le cas pratique d'un matériau présentant toujours un certain amortissement, un dimensionnement des résonateurs donnant un spectre de résonance suffisamment serré conduit à un filtrage quasi continu du mouvement de la paroi par superposition partielle des pics adjacents (de largeur non nulle dans le cas de l'amortissement). Dans la pratique, pour un corps creux donné, la mise en oeuvre des enseignements de la présente invention conduit à déterminer le spectre de résonance propre du corps creux, à déterminer les fréquences qui seraient gênantes lors de l'utilisation du corps creux et à munir certaines parois du corps creux, notamment la ou les parois extérieures,des appendices adéquats pour éliminer ou déplacer les fréquences gênantes, sachant que 2 - le point d'application de la réaction apportée par un appendice (dont la masse apparente est infinie lorsqu'elle est à la résonance) doit correspondre à un ventre de vibrations de la paroi qui le porte - on peut lutter contre les résonances d'ordre supérieur de la paroi, en disposant d'autres appendices en d'autres points d'abscisses sensiblement sous-multiples simples de la longueur de la paroi - les vibrations de l'appendice doivent se faire parallèlement à celles de la paroi, ce qui impose que le résonateur soit constitué par une lame mince parallèle à celle -ci. L'invention préconise notamment d'utiliser des appendices profilés à section droite en forme de T. On peut enrichir la densité du spectre de résonance de l'appendice en lui donnant un profil dissymétrique , chacune des branches du T constituant ainsi un résonateur ayant son propre spectre de résonance que l'on peut dimensionner de façon qu'il s'intercale. On peut donner aux branches du T des formes différentes, permettant suivant le besoin, d'abaisser ou d'augmenter la première fréquence de résonance, et d'abaisser ou d'augmenter la distance entre les résonances successives (on peut d'ailleurs par ce moyen avoir des résonances équidistantes, ou au contraire, des résonances non équidistantes). On peut aussi agir sur le spectre de résonance de l'appendice en lui adjoignant une masselotte à l'extrémité0 Les appendices sont constitués dans le meme matériau que le corps creux ou dans un matériau différent. On peut notamment constituer les appendices avec un matériau ayant un coefficient d'amortissement interne élevé (de façon à dissiper le plus possible d'énergie au cours de la fabrication, et à'augmenter la largeur du pic de résonance. Ce matériau,à fort coefficient d'amortissement interne, peut titre par exemple , comme selon les enseignements du brevet français nO 70 09 812 déposé le 19 mars 1970 et intitulé "Matériau à base de céramique poreuse imprégné d'une matière organique", de la terre cuite imprégnée, totalement ou partiellement d'une matière organique, susceptible ou non de se solidifier à l'intérieur de ladite matière céramique, cette matière organique consistant par exemple en résines polymérisables, en bitumes et brais de houille, en leurs solutions ou émulsions (notamment aqueuses), ou en hydrocarbures fluides, tels que huile, pétrole, mazout. Les appendices sont rapportés sur le corps creux, par exemple par collage, ou viennent de fabrication avec le corps creux, par exemple par moulage ou filage. On illustrera la présente invention en décrivant ci-après des corps creux munis d'appendices conformément aux enseignements de l'invention, en référence aux figures du dessin joint sur lequel - la figure 1 est une coupe verticale courante d'un corps creux en terre cuite utilisé comme hourdis dans une structure de plancher en béton - la figure 2 est une coupe verticale courante du corps creux de la figure 1 mais muni intérieurement sur sa sous-face d'appendices en e conformément à la présente invention - la figure 3 est une coupe verticale courant du corps creux de la figure 1 mais muni intérieurement sur sa sous-face d'appendices masselottes conformément à la présente invention ;; - les figures 4, 5 et 6 montrent les spectres acoustiques obtenus avec des corps creux respectivement confortes aux figures 1, 2 et 3, et - les figures 7 à 16 montrent des cellules de corps en terre cuite comportant des appendices de profils variés. La figure 1 représente, en coupe verticale transversale, un corps creux en terre cuite 1 comportant quatre cellules la, lb, 1c et 1d, et utilisé comme hourdis dans uneap2;ructure de plancher 2 en béton. La paroi inférieure 3 du corps creux qui n'est recouverte que d'une mince couche 4 de plâtre constitue la paroi extérieure du corps creux qui sera munie sur sa face interne d'appendices absorbeurs conformément à la présente invention. La figure 2 représente une première réalisation de corps creux dans laquelle les appendices 5 sont des résonateurs à profil en U et la figure 3 représente une seconde réalisation de corps creux dans laquelle les appendices 6 sont des masselottes. Les graphiques des figures 4 à 6 montrent les spectres obtenus lorsque des structures de planchers telles que sur les figures 1 à 3 sont excitées sur la face supérieure 7 du plancher, les mesures étant effectuées en sous-face du plancher au point C. Sur ces graphiques, les fréquences sonores sont portées en abscisses en Hz et les résultats des mesures sont portés en ordonnées en mV. Avec les résonateurs en T (figure 5), on trouve une diminution nette du nombre de résonances (seize au lieu de vingt et un) par rapport au cas du profil initial (figure 4), avec également une réduction moyenne d'amplitude qui conduit, d'après les mesures faites, à une amélioration de l'ordre de 6 décibels. Les appendices masselottes de la figure 3 ne sont pas conçus comme des résonateurs mais ont simplement pour but de permettre d'étudier l'influence sur le régime vibratoire du profil de la masse propre des appendices en T de la figure 2, indépendamment de l'effet de résonateur de ces derniers. A partir des mesures faites, on constate que les masselottes augmentent le nombre de fréquences de résonances (ving-six au lieu de vingt et un), mais diminuent l'amplitude de cellesci, si bien que l'on obtient une amélioration, qui d'après les mesures faites, est de l'ordre de 3,5 décibels. Il est à noter qu'on peut appliquer des résonateurs non parallèles à la sous-face et placés sur d'autres cloisons internes du produit-pour éliminer les résonances propres de ces cloisons, qui peuvent se répercuter par des vibrations de grande amplitude sur la sous-face. L'invention n'est pas limitée à un profil particulier d'appendices et, à titre d'exemples, on a représenté sur les figures 7 à 17 des variantes de réalisation d'appendices repérées de 8 à 18, étant précisé que les dessins de ces appendices font partie de l'invention. Les appendices qui ont été représentés sur les figures sont situés à l'intérieur des corps creux, dans- les alvéoles des corps creux. Cette disposition n'est pas limitative et il est également dans l'esprit de l'invention de les situer à l'extérieur du corps creux. Toutefois, on remarquera qu'il est préférable de situer les appendices à l'intérieur des corps creux car cette disposition ne modifie pas l'aspect extérieur des corps creux. On notera, de plus, que la présence des appendices ne modifie pas de manière gênante le poids des corps. REVENDICATIONS 1. Procédé pour diminuer la transparence acoustique d'une paroi d'un corps creux d'une structure, caractérisé en ce qu'on munit cette paroi d'au moins un appendice solidaire de la paroi et constituant un résonateur solide accordé sur la ou les fréquences acoustiques à éliminer, ce résonateur modifiant l'impédance de la paroi et empochant ou diminuant le mouvement de cette paroi pour ces fréquences en empêchant ainsi la transmission à l'air, par la paroi, de l'énergie acoustique dans la gamme de fréquences gênante. 2. Corps creux pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une paroi munie d'au moins un appendice à effet de résonateur. 3. Corps creux selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'appendice est au moins en partie parallèle à la paroi. 4. Corps creux selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite paroi est une paroi extérieure du corps creux. 5. Corps creux selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que la paroi est munie d'appendices répartis aux ventres de vibrations de la paroi. 6. Corps creux selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que l'appendice a un profil en forme de T. 7. Corps creux selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le profil du T est dissymétrique. 8. Corps creux selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que les deux branches du T ont des formes différentes. 9. Corps creux selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait que ledit appendice comporte une masselotte. 10. Corps creux selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé par le fait que ledit appendice est en terre cuite poreuse imprégnée, au moins partiellement, d'une matière organique contribuant à élever le coefficient d'amortissement interne de l'appendice. 11. Corps creux selon l'une des revendications 2 à 10, caractérisé par le fait que ledit appendice est situé à l'inté rieur du corps creux. 12. Corps creux selon l'une des revendications 2 à 11, caractérisé par le fait que ledit appendice vient de fabrication, au moins partiellement, avec le corps creux. 13. Corps creux selon l'une des revendications 2 à 12, caractérisé par le fait qu'il est en terre cuite. 14. Structure caractérisé en ce qu'elle comporte au moins un corps creux selon l'une des revendications 2 à 13. 15. Structure selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'elle est à usage de plancher. 16. Structure selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle est à usage de mur ou de cloison. 17. Corps creux selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ledit appendice est tel que représenté sur l'une des figures 7 à 16.