Brevet FR2558516A1 — publié le 19850726

ISOLATION ACOUSTIQUE DE BOUCHES D'AERATION DE FENETRES L'invention est relative a l'isolation acoustique des bâti- ments qui doivent présenter une certaine aération. Plus précisément, l'invention est relative à l'isolation acoustique des fenêtres ou huisseries analogtes qui portent des ouvertures d'aération. Dans le domaine de l'isolation acoustique des fenêtres, l'at mention. s'est portee principalement jusqu'à présent sur l'amelioration des performances de la partie vitrée. les demandes de brevet FR 77 11228 et 82 11779 sont bien représentatives des questions qui se posent lorsque l'on considère le titrage lui-même. Ces demandes pressentent également les résultats auxquels les solutions propcsées permettent de parvenir. Il est ainsi in dique que l'indice d'affaiblissement acoustique obtenu pour ces vitrages est supérieur à 30 dE (A) et peut atteindre et dépasser 40 dB (A), l'indice en question entant celui mesure pour un bruit caractéristique du trafic routier (NF.S.31051). Il faut rappeler que l'isolation acoustique à l'interieur d'un bâtiment est une donnee d'ensemble. Elle dépend bien entendu des parties vitrees mais également de la menuiserie ou même des parois Dans cet ensemble l'élément dont l'affaiblissement acoustique est le plus faible détermine le résultat d'ensemble. Ordinairement c'est-- le vitrage qui de ce point de vue est déterminant au moins lorsque la construction présente une bonne étanchéité. Lorsqu'une ouverture doit etre pratiquée notamment sur la fe ntr pour permettre une aération des bâtiments, il se crée un défaut d'étanchéité qui diminue sensiblement le niveau d'affaiblissement acoustique de l'ensemble. L'invention se propose de résoudre cette question de l'affaiblissement acoustique lorsque des bouches d'aeration sont necessaires sur les fenêtres ou analogues. Dans la pratique, les bouches d'aération sont constituees le plus couramment d'ouvertures de dimensions limitées pratiquées sur une traverse de fenêtre. Ces ouvertures sont en outre généralement recou- vertes d'une grille et/ou d'un auvent. Par ailleurs, pour éviter que ces ouvertures ne se pretent à une circulation d'air trop intense sous l'effet du vent, elles sont souvent pourvues de feuilles souples qui agissent à la façon de valves et viennent obstruer l'ouverture lorsque la vitesse de circulation devient trop importante. Pour améliorer les performances acoustiques des fenêtres comr portant ce type de bouches d'aeration, l'invention prévoit l'utilisation sur chacune de ces bouches d'au moins un Element qui, sans faire obstacle à la circulation d'air, impose à celle-ci un trajet qui n'est pas rectiligne et d'autre part conduit l'air circulant au contact d'un ma trias absorbant acoustique. En plus de leur aptitude à attenuer les sons et à laisser circuler l'air, les éléments utilises selon l'invention doivent satisfaire à des conditions précises et contraignantes du point de vue de leurs dimensions. Il est en effet capital que cet élément puisse se fixer sur une traverse de fenêtre sans gêner le mouvement de la feutre ni empieter sur la partie vitrée. La forme géométrique de l'élément est choisie de préférence de façon à pouvoir s'adapter aux fenêtres présentant déjà une ouverture d'aération. Dans la pratique, il s'agit d'ordinaire d'ouvertures oblongues dont la dimension la plus grande est établie dans le sens des traverses de fenetres. Pour les fenetres produites dès 11 origine pour recevoir un élément selon l'invention, la forme n'est pas d'ordinaire différente. En effet, la forme et les dimensions de ces ouvertures d'aération disposées sur la menuiserie des fenetres répoadent à des nécessités d'ordre pratique. Il faut une certaine section d'ouverture, et la place disponible sur les traverses est ordinairement très limitée. Eventuellement plusieurs ouvertures disposées cote à côte peuvent remplacer une seule ouverture plus large de façon à ne pas trop affaiblir la menuiserie de la fenetre. Lorsque plusieurs ouvertures sont alignees sur une traverse de fenêtre, il est possible de disposer un élément par ouverture ou si les ouvertures sont proches les unes des autres, de couvrir plusieurs ouvertures avec un élément unique. L'invention est decrite de façon détaillée dans la suite de la description en faisant reference aux planches de dessins dans lesquelles - la figure 1 est une vue en perspective et en coupe d'une feutre pressentant des bouches d'aération, - la figure 2 présente, en coupe, une vue partielle d'une bouche d'aération munie d'un dispositif d'affaiblissement acoustique selon l'invention, - la figure 3 est une vue partielle de dessus, en coupe, de l'ensemble pressente à la figure 2, - la figure 4 est une vue de dessus analogue a celle de la figure 3, à échelle réduite, - la figure 5 est une coupe d'un ensemble comprenant deux éléments d'affaiblissement acoustique, selon l'invention, disposes de part et d'autre de la menuiserie de la fenêtre, - la figure 6 est un autre mode de réalisation d'un éciment d'affaiblissement acoustique selon l'invention. La figure 1 montre une construction typique de fenetre isolante comportant des bouches d'aération. La traverse 1 de cette fenêtre porte, par exemple, un double vitrage 2 tel que ceux décrits dans les demandes de brevets précitées. Ce double vitrage est fixe au moyen d'une parclose 3. Pour garantir une bonne étanchéité de la fenêtre, un joint souple 4 peut être disposé entre le vitrage 2 et la traverse 1. Deux bouches d'aération 5 et 6 sont ménagées sur la traverse 1. Ces bouches sont constituées par des ouvertures allongées mettant en communication l'air situé de part et d'autre de la fenêtre. A l'heure actuelle, les bouches d'aération de ce type sont couvertes de grilles 7, comme indique à la figure 4, et éventuellement d'un système modérant la circulation d'air tel que présenté à la figure 5. La figure 2 montre la disposition d'un élément d'affaiblissement acoustique 9, selon l'invention, sur une bouche d'aération 6. L'élément 9 est constitué d'un profile 10 en un matériau rigide ou sei-rigide tel qu'un alliage d'aluminium, un matériau macromoléculaire synthétique... Le profilé 10 recouvre la bouche 6 sur toute sa longueur et même, s'étend au-delà de la bouche comme présenté sur la figure 4. L'élément 9 comporte également un materiau absorbant acoustique il qui couvre tout le fond du profilé 10. Lorsqutil est placé de façon à masquer la bouche d'aération, ltélément 9 délimite un espace 12 constituant un conduit qui met la bouche 6 en communication avec l'extérieur (ou l'latérieur selon que l'élément 9 se situe sur une face ou sur l'autre de la fenetre). Dans la forme présentée aux figures 3 et 4, les extrémités du profilé ne sont pas closes. L'ouverture 15 sur l'exterieur à chaque extrémité a donc la meme section que celle de l'espace 12. Le choix des dimensions de ces ouvertures doit tenir compte de deux exigences contraires. Pour que la circulation d'air se fasse de façon satisfaisante, les ouvertures doivent être suffisamment vastes. Par ailleurs, l'affaiblissement acoustique est d'autant meilleur que les ouvertures sont plus petites. D'autres facteurs interviennent qui permettent de concilier ces deux exigences. La présence de l'absorbant 11 est le plus important de ces facteurs. En effet, si en augmentant la hauteur H du profilé (voir figure 6 les indications relatives aux dimensions) on accroit la section offerte pour le passage de l'air, l'affaiblissement acoustique a tendance à diminuer. Cependant, dans le cas représenté la surface d'absorption croit également et avec elle l'effet d'absorption. Dans l'ensemble, en conséquence et en choisissant convenablement les autres parametres, il est possible d'accroître la section des ouvertures en maintenant pratiquement identique ou en abaissant légèrement le niveau d'affaiblissement acoustique. Sur l'exemple représenté à la figure 2, pour les raisons in diquées ci-dessus, la hauteur du profilé 10 et par suite celle de l'espace 12, sont très supérieures à la hauteur h de la bouche d'aération 6. A la figure 2 encore, le profilé 10 est décentré par rapport à la bouche 6. La position du prof île peut être modifiée sans pratiquement changer le résultat. Il est notamment possible de placer l'élément 9 de façon symétrique comme représenté à la figure 5, sans modifier sensiblement le niveau d'affaiblissement sonore. La position du profile peut donc etre choisie en fonction d'autres facteurs par exemple la place disponible sur la traverse de la fenetre. La circulation de l'air, par les ouvertures 15 situées aux extrémités du prof ire, s'effectue comme indiqué par les flèches en traits mixtes sur la figure 4. Il est préférable pour que l'effet de chicane joue convenablement et que par suite l'air circulant soit bien conduit le long de la paroi absorbante 11, que la distance séparant ces ouvertures 15 de la bouche d'aération soit au moins égale a la hauteur h de la bouche d'aération. La capacité d'attnnuation dépend pour une part non négligea- ble de la nature du matériau absorbant 11. On peut disposer selon l'in- veution d'un matériau quelconque connu pour présenter un bon pouvoir d'absoxptlon Les matériaux les plus appropries pour ces utilisations sout naturellement ecu- qui an plus sont peu susceptibles de se dEgra- der dans le temps. On utilisera avantageusement des produits tels que les matériaux macromoléculaires expansés ou des profuits fibreux.A titre d'exemple des mousses de polyuréthane ou des feutres fibreux tels que ceux constituEs à partir de fibres de verre, de fibres de roche ou de fibres cellulosiques conviennent bien a cet usage. L'epaisseur e du matériau nécessaire pour obtenir une bonne absorption dépend de la nature du matériau. Avec les matériaux tradi tionnels indiques ci-dessus, cette épaisseur est relativement faible. Quelques millimètres suffisent. Bien entendu, il est possible d'ac croitrc cette épaisseur mais les améliorations obtenues résultant de cet aceroissement sont faibles. De preference, pour des raisons d'en combrement, l'épaisseur de matériau absorbant ne dépasse pas 20 mm et se situe avantageusement entre 8 et 15 ma. Quel que soit le materiau absorbant choisi, pour que l'ab- corption soit importante, nous avons dit qu entait souhaitable d'offrir une surface d'absorption aussi grande que possible. Pour avoir une absorption satisfaisante on peut, en pratique, considérer que la surface d'absorption doit être au moins 1,5 fois celle correspondant à la section de la bouche d'aération et de préférence supérieure à 2 fois cette section. Pour favoriser l'absorption, il est préférable également de limiter la profondeur P de l'espace 12. De façon empirique, on peut estimer que l'absorption est d'autant meilleure que l'on multiplie les réflexions sur les parois qui se font face (dont la paroi absorbante), ce qui est obtenu en diminuant la profondeur P. La profondeur P est avantageusement inferieura a la hauteur h de la bouche d'aération. En valeur absclne cette profondeur est de préférence inférieure à 20 mm et mieux, inférieure @ 15 mm. En plus de l'élément 9 qui a ete décrit precademmant, lSaf- faiblissement acoustique peut être accru en adjoignant un elément comr plementaire 16 tel que représente a la figure 5. L'élément complémentaire 16 est disposé sur l'autre face de 12 fenêtre, autrement dit à l'autre extrémité de la bouche d'aeration 6. Cet élément complementaire 16 peut être analogue au premier élément 8. Il faut cependant que 11 ensemble ne fasse pas obstacle à la circulation d'air. L'adjonction d'un nouvel élément formant "chicane" peut être inapproprie si les dimensions des ouvertures ne sont pas tres importantes. Pour cette raison, il peut etre préférable d'utiliser un element complmentaire tel que celui de la figure 5. Cet élément est conçu de telle façon qu'il prolonge en quelque sorte la bouche d'aera- tion 6.En effet l'element constitue d'un profile 17, analogue au prow filé 10, est garni d'un matériau isolant 18, le profilé et l'isolant laissant une ouverture 19 dont les dimensions correspondent à celles de la bouche d'aération 6, et cette ouverture 19 est disposée en regard de la bouche 6. Dans ces conditions, la circulation d'air n'est pratiquement pas ralentie par l'élément 16. Il va de soi que cette disposition est moins favorable pour l'attenuation acoustique. Pour cette raison, un élément de ce type ne peut être envisage que comme complément si l'on souhaite une performance en rapport avec celle des autres consti- tuants de la fenetre. La disposition de l'erement complémentaire 16 qui vient d'être décrire permet, en outre, une adaptation commode des systèmes régulateurs traditionnels. Nous avons dit en effet que dans les reali- sations antérieures, les bouches d'aération étaient closes soit par une grille, telle que celle que l'on a indiqué en 7 à la figure 4, soit par un dispositif permettant d'eviter une circulation trop intense Un dispositif traditionnel pour limiter la circulation est représente en 20 à la figure 5. Il comprend une capsule 21 qui est fixée sur 11 ouverture 19 (ou directement sur la bouche d'aération 6 lorsque l'élément complémentaire 16 n'est pas utilise). Cette capsule 21 porte une grille 22 dont les dimensions sont au moins égales à celles de la bouche d'aération 6. Une feuille souple 23 est firme sur la face interne de la capsule. Au repos, la feuille souple s'écarte de la grille dégageant l'ouverture. Lorsque la vitesse de circulation de l'air en provenance de l'extérieur dépasse une certaine limite, sous une rafale de vent par exemple, la feuille 23 est plaquée contre la grille qu'elle obstrue au moins en partie, limitant ainsi automatiquement le passage d'air. Si en théorie, il est envisageable d'adapter ces systemes de régulation sur n'importe quelle ouverture d'un élément d'insonorisation disposé sur une bouche d'aération, en pratique, c'est à l'ouverture de la bouche d'aération ou sur un élément complémentaire reproduisant la meme configuration que la bouche qu'il est le plus commodément disposé. C'est une raison supplémentaire de préférer utiliser un élément comple- mentaire tel que présenté à la figure 5. A titre d'exemple, un dispositif selon l'invention a etc utilise sur une fenêtre pourvue de bouches d'aeration. La fenetre équipée de la façon decrite dans la demande de brevet français FR 82 11799 présente avant percement des bouches d'aération un indice d'affaiblis sement acoustique de 40 dB (A) à l'essai au bruit du trafic routier déterminé selon la norme NF.S.31051 Dans la traverse de la feutre deux bouches d'aération sous forme de mortaises de 15 mm de diamètre et de 110 mm de longueur chacune sont percées. tes ouvertures sont faites à 50 mm l'une de 11 autre sur une meme ligne dans le sens de la traverse.En l'absence d'un dispositif selon l'invention, l'essai au bruit de la fenêtre ne présentait plus qu'un indice d'affaiblissement de 29 dB (A). La différence est très importante si l'on considère que cet indice suit une loi logarithmique. Un dispositif d'atténuation, tel que celui représenté à la figure 2, est fixé sur les bouches d'aération. Ce dispositif est compose à partir d'un profilé d'aluminium d'épaisseur 3 mm. Ses dimensions sont : 450 x 50 x 28 mm. Le profile est garni d'un feutre de laine de verre relativement dense sur toute sa longueur et toute sa largeur, et sur une pronfondeur de 10 mm, laissant ainsi un espace libre d'épaisseur 10 mm entre la traverse de la fenêtre et la couche de laine de verre. Les mortaises étant se pare es de 50 mm, les ouvertures communiquant avec l'air environnant se situent a 80 mm des extrémités de mortaises (plus de 5 fois le diamètre des mortaises). La surface de ma teriau absorbant exposée est 6 fois supérieure à celle des bouches d'aération. Une fois le dispositif selon l'invention fixe sur les bouches d'aeration, l'indice d'affaiblissement de la fenêtre est remonté à 36 dB (A). Dans le cas présent, un élément complémentaire 16 a etc uti lisé également. Cet élément dont l'ouverture 19 est ajustée à celle de la bouche 5 est de la forme présentez à la figure 5. La hauteur et la profondeur du profile 17 sont chacune de 50 mm. Le profilé s'étend sur toute la longueur des bouches d'aération. Comme précédemment, le maté- riau absorbant 18 est un feutre de laine de verre. L'usage de cet élément complémentaire permet de porter l'indice d'affaiblissement a 38 dB (A). En outre, ce résultat est atteint sans modifier la circulation d'air. Avec le dispositif selon l'invention ou sans celui-ci, sous une différence de pression de 10 Pa entre les deux faces de la fenêtre, la bouche d'aération laisse passer 30 m3 d'air par heure ou davantage. Le même dispositif a été essaye sur une fenêtre de meme genre mais dont le vitrage est moins performant et qui présente, avant la formation des bouches d'aération, un coefficient d'affaiblissement acoustique de 35 dB (A). L'ouverture de bouches d'aération dont les dimensions sont les mêmes que précédemment fait tomber l'affaiblissement acoustique a 28 dB (A). La pose de l'élément 9 selon l'invention fait remonter le taux d'affaiblissement a 34 dB (A). Dans ce second cas, il n'est pas apparu nécessaire de compre- ter le dispositif par l'adjonction d'un élément sur l'autre face de la fenêtre, les caractéristiques du premier élément d'affaiblissement étant considérées comme suffisantes. Mais bien entendu, l'utilisation de cet erement complémentaire 16 est également possible. Avec le dispositif selon l'invention, il est donc possible d'obtenir un résultat qui ne dépend pratiquement pas de la présence de bouches d'aération. Le niveau d'isolation acoustique est celui de la fenêtre sans ces bouches. REVENDICATIONS l. Procédé d'affaiblissemant acoustique pour les fenêtres, ou analogues, comportant une ou plusieurs bouches d'aération, dans lequel la ou les bouches d'aération sont recouvertes d'un ou plusieurs élé- ments qui masquent ces touches, et qui sans faire obstacle à la circu- laiton de ltalr imposent a celui-ci un trajet non tectiligne, cet élément ou ces éléments comportant en outre un matériau absorbant acoustique, et le trajet impose à l'air longeant le matériau absorbant. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément masquant la bouche d'aération forme une conduite entre la bouche et l'air environnant dont la section de la ou des ouvertures sur lçatr environnant est au plus égale à la section des bouches d'aération de la fenêtre. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la surface de matériau absorbant en contact avec l'air circulant est au moins égale à 1,5 fois la section des bouches d'aération. 4. Procède selon l'une quelconque des revendications prece- dentes, caractérisé en ce que le trajet manage pour l'air circulant le long du matériau absorbant entre l'ouverture en communication avec l'air environnant et la bouche d'aération sur la fenêtre, est au moins égal à la hauteur de la bouche d'aération. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications prEce- dentes, dans lequel en plus du trajet non rectiligne imposa par le premier élément disposé sur une face de la fenêtre, sur l'autre face de la fenetre un deuxième élément est disposé en regard de la bouche d'aéra- tion dont il prolonge l'ouverture, la paroi de ce second élément situe dans le prolongement de celle de la bouche d'aération étant en un maté- riau absorbant acoustique. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la re vendicaion 1, caractérisé en ce qu'il comporte un profilé (10) de dimensions suffisantes pour masquer la ou les bouches d'aération (6), profila sur lequel un matériau absorbant acoustique (11) est fixe de façon telle, qu'une fois applique sur la bouche d'açSration, un espace (12) soit ménagé pour la circulation de l'air au contact du matériau abs@rbant suivant une trajectoire qui n1 est pas rectiligne, la surface d'absorption au contact avec l'air circulant étant au moins 1,5 fois celle de la section des bouches d'aération (6). 7. Dispositif selon la revendication 6 dans lequel les ouver tures (15) de l'espace (12) sur l'air environnant, lorsque le dispositif est place sur les bouches d'aération (6), se situent a une distance supérieure à la hauteur h des bouches d'aaration. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou la revendication 7 dans lequel la profondeur P de l'espace (12) dans lequel l'air circule le long du matériau absorbant, mesura normalement à ce matériau, est au plus de 20 mm. 9. Dispositif d'affaiblissement acoustique complémentaire de celui selon l'une des revendications 6 à 8, destine à être disposé sur l'autre face de la fenêtre en regard de la bouche d'aération (6) cons titué d'un profilé (17) rempli d'un materiau absorbant (18), le tout étant perce d'une ouverture (19) de mêmes dimensions que celles de la bouche d'aération (6) et disposé de telle façon qu'une fois en place ltouvertura (19) se situe dans le prolongement de la bouche (6).