Brevet FR2311146A1 — publié le 19761210

La présente invention concerne les panneaux d'isolement acoustique et, plus particulièrement, de tels panneaux de dimensions importantes destinés à constituer des murs de-grande longueur pour isoler une source de bruit ayant un niveau sonore élevé. L'augmentation continuelle des vitesses pratiquées par les véhicules circulant sur des voies spécialisées (autoroutes ou voies rapides, voie ferrées) provoque un accroissement correspondant du niveau des bruits engendrés d'une part par les moyens de propulsion de ces véhicules et d'autre part par les masses d'air déplacées par lesdits véhicules. Ces bruits d'un niveau élevé constituent une nuisance considérable pour les habitats situés à proximité des voies de circulation en question. Il a donc été envisagé de séparer acoustiquement des espaces environnant certains tronçons des voies de circulation concernées en élevant des écrans protecteurs disposés en bordure desdites voies. Ces crans peuvent être avantageusement réalisés sous forme de murs, et lton connaît déjà de tels murs constitués de plaques en béton ou en matériaux synthétiques rigides. L'inconvénient des murs réalisés à ce jour réside dans le fait que, bien que produisant un isolement acoustique relatif (c'est-à-dire un certain affaiblissement du niveau sonore perçu d'un coté du mur par rapport au niveau sonore mis de l'autre côté de ce mur)} ils ne fournissent pas un isolement suffisant. En outre ils ne sont pas acoustiquement absorbants, c'est-à-dire que, si un mur est élevé de chaque côté de la voie de circulation, le bruit émis lors du passage d'un véhicule est réfléchi d'un mur à l'autre (phénomène de réverbération) et que, au lieu d'être amorti, le bruit se trouve au contraire amplifié. Pour constituer des murs qui soient simultanément acoustiquement isolants et absorbants et qui ne présentent pas les inconvé nients des nurs déjà connus on a donc pensé à réaliser des pan- neaux comportant des matériaux tels que ae la laine de verre qui, par ailleurs, sont d'un emploi courant pour l'isolation acoustique ou thermique de locaux. Cependant, ces matériaux ne souffrent pas d'être exposés aux intempéries et, en particulier, le contact de l'eau leur fait perdre une grande partie de leurs qualités acoustiques. L'invention propose donc des panneaux acoustiquement isolants et absorbants dont la conception et la construction permettent l'exposition aux intempéries sans altération des qualités du ma tériau absorbant et isolant Pour ce faire, un panneau conforme à l'invention se caracte-- rise en ce qu'il comprend un matelas acoustiquement isolant et absorbant et au moins une plaque mr'tallique perforée dispos--e du côtes de la surface du matelas isolant tourne vers la source dé bruit, les perforations de la plaque tant entourées de lèvres en saillie sur la face de cette plaque qui est dirigée vers la source de bruit, et rotant rralistes par emboutissage d'une tôle galvanise pleine. On peut en outre avantageusement avoir recours à au moins une des dispositions compl-mentaires suivantes ou à toute combinaison techniquement possible desdites dispositions - les perforations sont des trous circulaires dont le diamètre est compris entre 5 et 15 mm, de préférence de l'ordre de 12mm, et représentent environ 25 à 35 % de la surface totale de la plaque - la saillie des lèvres est comprise entre 1 et 3 mm - le matelas isolant est constitué par un assemblage d'au moins deux couches en matériau acoustiquement isolant et absorbant de densitcsdiffrentes, la couche de densité la plus élevée rotant dispose du côte de la source de bruit et la couche de densité la plus faible tant dispose du côté opposa de la source de bruit - le matériau acoustiquement isolant a une densité de 30 à 40 kg/m pour la couche de plus faible densité et une densité de 80 à 100 kg/m pour la couche de plus forte densité - dans des murs d'isolement acoustique constitues par un assembla ge de panneaux conformes à l'invention, les panneaux sont lA- gèrent inclinas sur la verticale, les bords adjacents de deux panneaux verticalement consécutifs étant horizontalement partiellement en regard, de sorte que le bord inférieur d'un panneau soit disposé, en direction de la source de bruit, de vant le bord inférieur du panneau qui le surmonte - dans des murs d'isolement acoustique selon l'alinéa précAdent, des joints en matériau plastique cellulaire à cellules fermres sont interposons entre les bords en regard des panneaux et entre les bords latéraux des panneaux et leurs supports. L'invention sera mieux comprise encore à la lecture de la descrintion détaillée qui suit et qui est relative à un mode de réalisation préftré, mais non limitatif, de l'invention, descrip tison dans laquelle on se réfère au dessin-ci-annexé sur lequel - la figure 1 est une coupe partielle d'un panneau conforme a -l'Invention - la figure 2 est une coupe transversale partielle dtun mur établi conformément à l'invention à l'aide de tels panneaux - la figure 3 est une vue en perspective dudit mur ; - et la figure 4 montre un autre mode de réalisation d'un mur conforme à l'invention. Sur la figure 1, on voit une coupe partielle d'un panneau A acoustiquement isolant et absorbant conforme à l'invention. L'élément acoustiquement isolant et absorbant est constitué par un matelas 1 en matériau acoustiquement isolant et absorhant, tel que de la laine de verre ou une matière cellulaire à cellules fermées, du genre couramment employé pour isoler thermiquement ou acoustiquement des locaux. Ce matériau isolant et absorbant est protégé par des parois métalliques 2 et 3, la paroi 2 étant située vers l'avant (côté tourné vers la source de-bruit) et la paroi 3 vers 1 t arriere (côté opposé à la source de bruit, c'est-à-dire tourné vers la zone à protéger acoustiquement). La paroi "avant" 2 est percée d'une multitude de trous 4 afin que le matelas 1 soit en communication avec le volume d'air dans lequel se propage les bruits. Le matériau utilisé pour constituer le matelas I perdant une grande partie de ses propriétés de protection acoustique lorsqu'il est mouillé ou même humide, il est n-cessaire d'empêcher les eaux de pluie ou de ruissellement de pénétrer par les trous à l'inté- rieur du panneau A. Pour ce faire, les bords des trous sont repoussés versltexté- rieur, c'est-à-dire qu'ils font saillie de la face de la plaque 2 située vers la source de bruit. Les bords repoussés des trous présentent donc une lèvre 5 constituant, d'une part, un auvent protecteur et1 d'autre part, un cas se-goutte : la forme d'auvent Wotecteur prAsentée par ces lèvres 5 empêche les gouttes d'eau de pluie de pénétrer danses trous 4 et de tomber directement sur le matelas 1 ; de par la forme en casse-goutte des lèvres, les eaux ruisselant sur la face extérieure de la paroi métallique 2 sont déviées autour des trous et ne peuvent s'écouler par ceux-ci à l'intérieur du panneau A. Une telle paroi métallique perforée est obtenue par emboutissage d'une tsle galvanisée pleine. La densité des trous et leur diamètre sont choisis, d'une part, en fonction des fréquences des sons å amortir et, d'autre part, de manière que la surface totale des trous ne soit pas trop importante par rapport à la surface totale de la paroi 2 afin d'éviter au maximum la pénétration directe dans le panneau des gouttes de pluie et des projections d'eau, ainsi que des poussières. De mêmes l'importance de la saillie des lèvres 5 est choi sie en fonction du diamètre des trous. A titre d'exemple, si I 'on souhaite amortir principalement les fréquences comprises entre 200 Hz et 4000 i 5000 Hz (fré- quences auxquelles l'oreille humaine est la plus sensible), la densité des trous est choisie pour représenter 25 à 35 % de la surface totale de la paroi métallique 2, et les trous ont un diamètre compris entre 5 et 15 n, la saillie des lèves étant comprise -entre 1 et 3 mm. Dans un mode de. réalisation préféré de l'invention, la densité de perforation est de 30 X et les trous ont 12 ina de diamètre ; dans ce cas, la saillie des lèvres est de préférence comprise entré 1,5 et 2,5 n. Comme indiqué plus haut, le matelas 1 est en matériau acous tiquèrent isolant et absorbant, tel que de la laine de verre. Les propriétés acoustiques de ces matériaux n'étant optima que dans une bande de fréquences assez étroite (ne recouvrant pas toute la bande des fréquences audibles) et ces propriétés étant notamment en fonction de la densité du matériau, il est intéressant de réaliser le matelas sous forme d'un assemblage de plusieurs couches de masses volumiques différentes, la couche la moins dense étant celle qui se trouve du c8té opposé à la source de bruit, la couche plus dense étant celle qui se trouve du c8tê de la source de bruit, chaque couche ntabsorbant que les fréquences situées dans une bande déterminée. A titre d'exemple, sur la figure 1, le matelas 1 est cons- titubé de deux couches de laine de verre 6 et 7. La couche 6, située au contact de la paroi métallique perforée 2, a une masse volumique de 80 à 100 kg/m et absorbe les fréquences basses ; la couche 7, située en arrière de la couche 6, a une masse volumique des 30 à 40 kg/m et absorbe essentiellement les fréquen ces moyennes et hautes. Chaque couche de laine de verre a environ 40 mm d'épaisseur. La paroi "arrierew 3 est une t8le galvanisée pleine, munie de nervures longitudinales 8 (fig. 2) pour la rigidifier, soudée à la paroi 2 de manière à former un bottier entourant complete- ment le matelas 1. Après assemblage, le panneau A se présente sous forme d'un rectangle allongé, par exemple d'environ 3 m de long sur 1 n de large, son épaisseur étant d'environ 0,08 m. Afin de permettre une mise en place correcte des panneaux les uns par rapport aux autres pour constituer des murs, comme cela sera expliqué plus loin, les parois 2 et 3 présentent sur toutes leurs longueurs des pans rabattus 2a et 3a, de façon que les bords longitudinaux du panneau 1 convergent et présentent sensiblement la forme d'un coin (fig. 2). Outre la protection du matelas en laine de verre, l'utilisation de parois métalliques alourdit le panneau et évite qu'il ne vibre sous l'action de certaines fréquences présentes dans le bruit. En outre, un tel panneau est incombustible, évitant ainsi la propagation du feu et/ou la destruction des panneaux, par exemple si un véhicule renflamme à proximité à la suite d'un accident. La figure 3 représente un mur d'insonorisation réalisé à l'aide des panneaux qui viennent d'entre décrits. Les panneaux sont disposés sensiblement verticalement, les uns au-dessus des autres, et sont maintenus entre des supports verticaux 9 ancrés dans le sol, ces supports étant de préférence des fers en H-, dont chacun maintient deux empilements voisins de panneaux. Comme on le voit mieux sur la figure 2, les fers en H ont une âme IOde largeur supérieure à l'épaisseur des panneaux, et ceux-ci ne sont pas exactement verticaux, mais légèrement inclinés sur la verticale, le bord longitudinal inférieur 2a d'un panneau surplombant le bord longitudinal supérieur 3a du panneau inférieur. En oùtre les bords inférieur et supérieur de deux panneaux verticalement adjacents ne sont pas aboutés, mais sont disposés horizontalement en regard sur une faible distance, le bord supérieur 3a d'un panneau (parexemeA ) étant situé devant le bord inférieur 2a du panneau immédiatement supérieur (par exemple E Les panneaux sont donc empilés à la manière des lames d'une persienne. Cette disposition améliore encore la protection contre la pluie de la paroi perforée 2 et favorise en outre l'écoulement des eaux de ruissellement tout en les empêchant de pénétrer dans les perforations 4. Cette disposition offre de plus l'avantage que chaque panneau, du fait de sa faible inclinaison, rabat les ondes sonores non absorbées par le matelas 1 vers la portion de terrain située entre la source de bruit et le mur, atténuant encore ainsi le phénomène de réverbération sonore. Entre les bords en regard des panneaux, ainsi qu'entre les panneaux et les supports 9,sont intercalés des joints Il en maté- riau élastique, de façon à empêcher la propagation des vibrations entre des panneaux voisins ou entre les panneaux et les supports, et à isoler, d'un point de vue acoustique, les masses d'air situées de part et d'autre du mur. Une fois achevé, le mur est donc étanche aussi bien aux eaux de ruissellement qu'aux ondes sonores. Si on le désire, le mur peut être surmonté par un panneau en forme d'auvent- 12, tel que représenté sur la figure 4. Ce panneau est de mdme. construction que les panneaux verticaux déjà décrits et est incliné à 450 par rapport au mur vertical La présence de ce panneau 12 augmente la réflexion des ondes sonores vers le sol situé devant le mur Bien que les dispositions qui viennent d'être décrites soient les plus avantageuses, il n'est cependant pas indispen sable que les panneaux soient montés entre des supports verti caux, et l'on peut envisager de les assembler sur une paroi déjà existante, par exemple un mur en maçonnerie. La paroi métallique arrière 3 n'a plus alors de raison d'dtre, et le panneau peut simplement titre constitué par une paroi métallique perforée 2 disposée devant un matelas isolant 1, celui-ci étant appliqué contre le mur. Par ailleurs, si l'on souhaite un meilleur amortissement et une meilleure absorption des bruits, le matelas 1 peut être constitué par plus de deux couches, par exemple par trois ou quatre couches en laine de verre, ou meme en matériaux diffé rents pour chacune d'elles, la masse volumique de chacun de ces matériaux étant choisie judicieusement pour que toutes les fré quences de la gamme audible soient amorties avec le maximum d'efficacité. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasses au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Panneau d'isolement acoustique, destiné à otre-installé à l'air libre ex exposé aux intempéries, caractérisé en ce qu'il comprend un matelas acoustiquement isolant et absorbant et au moins une plaque métallique perforée disposée du csté de la surface du matelas isolant tournée vers la source de bruit, les perforations de la plaque étant entourées de lèpres en saillie sur la face de cette plaque qui est dirigée vers la source de bruit et étant réalisées par emboutissage d'une tale galvanisée pleine. 2. Panneau isolant selon la revendication 1, caractérSse en ce que les perforations sont des trous circulaires dont le diamètre est compris entre 5 et 15 mm, de préférence de 1'ordre de 12 n, et représentent environ 25 à 35 X de la surface totale de la plaque. 3. Panneau selon la revendication 2, caractérisé en ce que la saillie des livres est comprise entre -1 et 3 mi. 4. Panneau selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que le matelas isolant est constitué par un assemblage d tau moins deux couches en matériau acoustiquement isolant de densités différentes, la couche de densité la plus forte étant disposée du c8té de la source de bruit, et la couche de densité la moins élevée étant disposée du cdtté opposé de la source de bruit. 5. Panneau selon la revendication 4, caractérisé en -ce que le matériau acoustiquement isolant a une densité de 30 à- 40 3 kg/ m pour la couche de plus faible densité et une densité de 3 80 à 100 kg/ m3 pour la couche de plus forte densité. 6. Panneau selon l'une quelconque des revendications 4 etS, caractérisé en ce que l6paisseur de chaque couche est de lor- dre de 40 mi. 7. Panneau selon l'une quelconque des revendications 4 à, caractérisé en ce que le matériau acoustiquement isolant est de la laine de verre ou un matériau cellulaire à cellules fermées. 8. Panneau selon l'une quelconque des revendicatsons 4à7, caractérisé en ce que la surface de la couche acoustiquement isolante de densité la plus élevée est protégée vers l'extérieur par une plaque métallique pleine. 9. Mur d'i olement acoustique constitué par un assemblage de panneaux selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les panneaux sont légèrement inclinés sur la verticale, les bords adjacents des deux panneaux verticalement consécutifs étant horizontalement en regard, de sorte que le bord inférieur d'un panneau soit disposé, en direction de la source de bruit, devant le bord inférieur du panneau qui le surmonte. 10. Mur d'isolement acoustique selon la revendication 9 caractérisé en ce que des joints en matériau élastique cellulaire à cellules fermées sont interposés entre les bords en regard des panneaux et entre les bords latéraux des panneaux et leurs supports.