Brevet FR2221599A1 — publié le 19741011

L'invention concerne un procède de réalisation d'un mur ou d'une cloison insonore constitues d'une succession de couches de densités différentes, au moins une couche de densité moindre étant disposée entre deux couches de densité supérieure ; l'invention concerna également un mur ou une cloison insonore realise d'après ce procède. Les cloisons insonores ou constituant des amortisseurs phoniaues sont réalisées actuellement presque exclusivement en panneaux de bois ou de matière plastique pl-ac4s ; i distance les uns des autres, les interstices compris entre deux panneaux étant remplis de matériau de poids spécifique inférieur par exemple de mousse de matière plastique. Ces cloisons insonores connues n'ont pas une grande stabilité mécanique, de sorte qu'elles sont inutilisables dans do nombreuses applications. De plus, il n'est pas tenu compte dans la réalisation de ces cloisons sonores qu'une réflexion phonique à la tran sition d'un milieu à un autre de densité différente est d'autan ; neil- leure que la différence des densités des deux milieux est grande. Or la mise en oeuvre de panneaux de bois ou de matière plastique ne tient précisément pas suffisamment compte de ce facteur. L'invention concerne donc une cloison insonore et un. procédé pour sa réalisationjassurant une insonorisation supérieure ainsi qu'une stabilité mécanique meilleure que celles de cloi- sons insonores connues. Selon une particularité essentielle du piocédé de l'invention, les couches sont en béton et la cloison est coulée en une unique passe de manière que les couches de béton se lient par prise de leurs surfaces juxtaposées et les couches da béton de densité inférieure ne sont traversées que par des matériaux qui ne transmettent pas les sons. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, le matériau qui ne transmet pas les sons et placé à l'intérieur de la cl. oison est constitué de tiges de manière plastiqua. Les matériaux ne transmettant pas les sons sont de préférence fjjxés aux treillis d'armature lorsque les couches de béton a densité supérieure en comportent. Selon une autre particularité avantageuse de la cloison insonore de l'invention, les couches de béton de densité supérieure contiennent des treillis de matière plastique et des broches de matière plastiqua sont fixées a. ux points do croisement des élé. ients de ces treillis de manière à pénétrer dans les couches de béton de densité inférieure en étant décalées latéralement par rapport aux broches d'une couche de béton de densité supérieure située du coté opposé, tout en étant alignées sur ces broches dans le sens lon gitudinal. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention conférant un degré élevé d'amortissement phonique a une cloison insonore, la séquence des couches de béton de densité supérieure et de densité inférieli-e se répète plusieurs fois. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel : la figure 1 est une coupe transversale partielle e du mode de réalisation le plus simple d'une cloison selon l'invention ; la figure 2 est une coupe transversale partielle d'une cloison à plusieurs couches selon l'invention ; la figure 3 est une coupe transversale partielle d'une cloison selon l'invention comportant une couche auxiliaire de matériau absorbant phonique du côté extérieur ; la figure 4 est une coupe transversale partiel-le d'un autre exemple de réalisation de la cloison selon l'invention ; la figure 5 est une coupe transversale partielle d'un cinquième exemple de réalisation d'une cloison selon l'invention ; la figure 6 est une coupe transversale partielle d'une cloison selon l'invention comportant sur sa surface exté- rieure des résonateurs à air destinés à l'amortissement phoniqun ; la figure 7 est una vue schématique en perspective partielle d'un treillis de matière plastique destiné à constituer une armature d'une cloison selon l'invention ; et la figure 8 est une coupe transversale partielle d'une cloison selon l'invention comportant une armature constituée d1n treillis de matière plastique selon la figure 7. Les ccuches de béton de poids spécifique supérieur portent la référence 10 dans tous les exemples de réalisation. Elles sont constituées de béton lourd. Les couches de bye'on de poids spécifique inférieur portent toutes la référence il. Elles sont constituées de béton supra-léger dont la charge est constituée de billes de polystyrène expansé. Bien entendu, d'autres charges, par exemple gazeuses, peuvent aussi convenir. La figure 1 représente le modc le plus simple de réalisation d'une cloison insonore selon l'invention. Les deux couches 10 de béton lourd sont à l'extérieur et renferment entre elles une couche 11 de béton supra-léger. Les couches de béton sont liées par prise de leurs surfaces de juxtaposition. L'exemple de réalisation de la figure 2 comprend une séquence multiple de couches 10 de béton lourd et de couches il de béton supra-léger. Les couches extérieures sont également constituées dans ce cas de deux couches 10 de béton lourd. Cette réalisation comprend donc plusieurs couches limites dans lesquelles un matériau de densité supérieure fait suite immédiatement a un matériau de densité inférieure. Une onde sonore rencontrant la cloison insonore est réfléchie en majeure partie, comme mentionne plus haut. La fraction des ondes sonores dont l'amplitude est telle qu'elles peuvent traverser la totalité de la cloison est pratiquement nulle du fait de la succession des couches limites. Un mur de ce type convient donc particuliè- rement bien comme cloison insonore. L'épaisseur des couches 11 de béton est nota blement inférieure à celle des couches 10, car il importe moins pour amortir les sons que les différentes couches soient épaisses et au contraire il est beaucoup plus important que la succession des couches limites en comprenne un très grand nombre. La stabilité de l'ensemble de la cloison est naturellement bien meillire lorsque les couches 11 de béton supra-léger sont plus minces que les couches 10 de béton lourd. La couche extérieure 10 de béton lourd de l'exemple do la figure 3 comporte des nervures 12 qui élèvent la résis- tance à la flexion de la cloison. Les nervures 12 assurent également la protection d'un matériau absorbant phonique 13 pose sur la face extérieure de cette couche 10, dans les intervalles séparant les ner- vures 12. I1 est ainsi possible d'empiler plusieurs de ces cloisons pour le transport sans détériorer le ma. tériau absorbant phoniquc 13. Tous les matériaux absorbants phoniques connus conviennent. Une caracéristique importante d'un matériau de ce type est la rugosité de sa surface, ce matériau devant aussi pouvoir tre légèrement comprimé. Les deux couches extérieures 10 de béton lourd de l'exemple de réalisation de la figure 4 comportent des nervures destinées à élever la résistance à la flexion. de la cloison. Les couches 10 de béton lourd comportent une armature formée d'un treillis métallique soude 14. Des crampons métal. liques 15 raliant les couches 10 de béton lourd pour élever la stabilité de l'ensemble e de la cloison sont fixées au : : treillis métalliques 14 aux emplacements situés face aux nervures 12. En effet, les noeuds de vibration des couches 10 so trouvent en ces emplacements, d3 sorte que les cramponsmétalli- ques 15 ne peuvent pas constituer des transmetteurs de son. Des fibres 16 de verre sont aussi destinées à élever la stabilité do la cloison de béton de l'exemple de réalisation de la figure 5. Les fibres 16 de verre débutent dans une couche 10 de béton lourd, traversent une couche 11 de béton supra-léger et aboutissent dans une autre couche juxtaposée 10 de béton lourd. Elles ne sont pas véritablement orientées, mais ont une orientation préféren tie] le donnée par leur disposition décrite ci-dessus. 11 peut tre avantageux pour la technologie de la fabrication de lier les fibres de verre au moins d'un cote au treillis métallique soudé 14. L'exemple de réalisation de la figure 6 comporte entre les nervures 12, orientées vers l'extérieur, de la couche extérieure 10 de béton lourd des résonateurs à air formés de panneaux 18 de bois comportant des trous 17, une onde sonore rencontrant la cloison insonore étant fortement amortie par frottement des colonnes d'air en vibration a l'intérieur des résonateurs. Cette disposition élevé l'amortissement phonique de la cloison insonore selon l'invention. Elle peut en particulier tre utiliséa pour amortir l'onde sonore dans une plage de fréquences dans laquelle l'amortissement phonique à l'intérieur de la cloison de béton n'est pas aussi fort quo dans les autres plages du domaine des fréquences audibles. I1 peut tre avan tageux dans certains cas de prévoir une couche supplémentaire do matériau absorbant phonique 19 derrière le panneau 18 de bois. La figure 7 illustre un treillis 20 de matière plastique aux points de croisement des éléments duquel des broches 21 de matière plastique sont fixées de façon à tre perpendiculaires au plan du treillis. Un treillis de ce type convient particulièrement bien pour armer une cloison insonore selon l'invention. La figure 8 en représente un exemple. Les treillis 20 de matière plastique sont noyés dans deux couches 10 situées de part et d'autre d'une couche 1 de béton supra-léger de manière que les broches 21 pénètrent dans ces dernières. Il est important. quo les broches de matière plastique des deux treillis 20 se faisant face soient décalées latéralement et ne se touchent pas pour éviter qu'elles ne transmettent les sons ; Mais, par contre, pour qu'elles puissent contribuer a élever la stabilité de l'ensemble de la cloison, les broches 21 de l'un des treil- lis doivent tre alignées dans le sens de la longueur avec celles de l'autre treillis dans la couche 11 de béton supra-léger. La cloison insonore de l'invention peut tre réalisée sous forme d'élément préfabriqué. Elle assure l'amortissement phonique maximal lorsqu'elle enveloppe de toutes parts et sans ouverture la source de bruit. Elle peut aussi constituer un récipient ferme pour la source de bruit, par exemple sous fonte de cuve à huile pour des appareils électriques, ou sous forme de réservoir à gaz ou à eau. La cloison insonore selon l'invention peut aussi tre combinée avec un mur classique. Ce mode de réalisation peut par exemple tre avantageux lorsque l'amortissement phonique * n'est utile que dans un sens. I1 est possible dans un tol cas d3 renoncer à l'enveloppement total de la source de bruit. Mais il peut alors tre utile d'utiliser la cloison insonore selon l'invention comme barrière phonique. Selon le but recherché, il faut réaliser la cloison insonore servant de barrière phonique de manière qu'elle dépasse considérablement la source de bruit sur le cote ou en hauteur. Il est possible d'améliorer encore notablement son efficacité dans un tel cas en plaçant aux extrémités de la cloison insonore des éléments formant un coude avec elle et orientées vers la source de bruit. I1 faut calculer la distance et la répartition des nervures des couches de béton de densité supérieure et l'épaisseur des différentes couches et en particulier celle des couches de den- sité inférieure de manière que la cloison n'ait pas de fréquence de résonance dans la plage du spectre des ondes sonores qui doivent la rencontrer et de manière que sa fréquence propre soit très basse, en général inférieure à 100 Hz. H faut bien entendu tenir compte aussi du fait que l'amortissement phonique est d'autant meilleur que le poids de la cloison par unité de surface est grand. I1 convient en général, pour optimaliser l'amortissement phonique, d'adopter des couches de faible épaisseur et de prévoir le plus grand nombre possible de couches de densités élevée et faible qui se succèdent. H ne faut pas négliger le fait qu'il faut choisir l'épaisseur des couches en fonction des fréquences. D. est important par exer. ple de faire en sorte que l'épaisseur de la couche de béton à densité inférieure et formant un coussin qui noie ondes ne corresponde pas précisément à une demi-longueur ou à un multiple de la demi-longueur de l'onde à amortir. Le coussin d'inso- norisation constituerait alors une membrane rigide et transmettrait l'amplitude sonore presque sans réduction a la couche suivante do béton. Une trop forte ainsi qu'une trop faible épaisseur de la couche de béton a densité inférieure peut donc tre nuisible pour l'amortissement phonique de la cloison de béton selon l'invention. La bonne épaisseur de cette couche de béton doit dont toujours tre fonction de la fré- quence sonore devant faire l'objet de l'amortissement principal. Il va de soi que les cloisons décrites et représentées peuvent subir diverses modifications sans sortir du cadre do l'invention. RENEDDIChTIONS 1. Procédé de réalisation d'un mur ou d'une cloison insonore constituée d'une succession de couches de densités différentes, au moins une couche de densité inférieure étant disposée entre deux couches de densité supérieure, caractérise en co que lesdites couches sont en béton et la cloison est coulée en une passe de manière que les couches de béton soient liées par prise de leurs surfaces juxtaposées les couches de béton de densité inférieure n'étant traversées que par des matériaux qui ne transmettent pas les sons. 2. Cloison insonore réalisée d'après le procède selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau ne transmettant pas les sons est constitué de tiges de matière plastique. 3. Cloison selon la revendication 2 caractérisée en ce que les couches de béton de densité supérieure contiennent dos treil-lis métalliques soudés et les matériaux ne transmettant pas les sons sont fixés à ces treillis. 4. Cloison insonore selon la revendication 2, caractérisée en ce que les couches de béton de densité supérieure contienr. ent des treillis de matière plastique et des broches de matière plastique sont fixées aux points de croisement des éléments de ces treillis de manière qu'elles pénètrent dans les couches de béton de densité inférieure en étant décalées latéralement dans ces dernières par rapport aux broches de matière plastique d'une couche de béton de densité supérieure située du coté opposé, mais en étant toutefois alignées sur ces broches dans le sens de la longueur. 5. Cloison insonore selon l'une quelconque des revendications 2 a. 4, caractérisée en ce que les couches de béton de densité supérieure comportent des nervures d'élévation de leur résistance à la flexion. 6. Cloison insonore selon la revendication 5, caractérisée en ce que des crampons métalliques relient les couches de béton et sont fixés de préférence au droit des nervures aux noeuds des vibrations de la cloison insonore. 7. Cloison insonore selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la séquence des couches de béton de densité élevée et des couches de béton de faible densité se répète plusieurs fois. 8. Cloison insonore selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce qu'une couche de béton de densité faible est disposée devant l'w ; e des dcux couches extJL rieures de béton. 9. Cloison insonore selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce qu'un matériau absor- bant phonique est dispose sur au moins l'une de ses faces extérieures. 10. Cloison insonore selon l'une quelconque dos revendications 2 à 9, caractérisée en ce que des composants à masse élastique capable de vibrer et constitues de panneaux accorlpa- gnant les vibrations ou de résonateurs à air sont disposes sur au moins une face exterire de la cloison de béton. 11. Cloison insonore selon l'une des reven- dications 9 et 10, caractérisée en ce que le mur extérieur comporte un réseau de nervures protégeant le matériau absorbant phonique et les composants à masse élastique capable d'osciller contre les vi brations ces matériaux ou composants se montant dans les interstices séparant les nervures. 12. Cloison insonore selon l'une quelconque des revendications 2 a 11, caractérisée en ce que les couches de den- sité supérieure sont en béton lourd et les couches de densité inférieures sont en béton supra-léger contenant des charges gazeuses ou des charges ne transmettant pas les sons. 13. Cloison insonore selon la revendication 12, caractérisée en ce que le béton supra-léger est un béton au poly- ester. 14. A titre de produit industriel nouveau, un composant préfabriqué constitue d'une cloison insonore selon l'une quelconque des revendications 2 à 13.