Brevet FR2638274A1 — publié le 19900427

ECRAN ACOUSTIQUE INTèGRE VEGETALISABLE La presente invention concerne le domaine technique général de La reduction des bruits dus à La circulation routiere ou ferroviaire et se rapporte, en particuLier, à la construction d'un ouvrage anti-bruit, en l'occurence un écran acoustique. Pour la réduction des nuisances phoniques en bordure des infrastructures routières ou ferroviaires, le recours à des ecrans acoustiques pour diminuer le niveau de bruit est une solution fréquente. L'écran acoustique peut etre constitue d'une simple butte de terre, d'une haie d'arbres ou d'arbustes, ou être réalise en béton ou tout autre matériau rigide et absorbant. Il est, en genéral, reconnu que les écrans acoustiques végetaux ne constituent pas une solution technique intéressante, car de nombreuses expériences ont montré que L'atténuation du niveau de bruit par les végétaux était faible, de L'ordre de 1 à 1,5 dB(A) par 10 mètres de végétation traversée. On a donc, en genéral, recours à des écrans acoustiques "en dur" pour assurer une isolation phonique. Ces écrans sont, en géneral, constitués de panneaux en matériaux plus ou moins lourds et qui sont empiles et/ou emboités les uns sur Les autres, de manière à constituer un mur anti-bruit. Le mur se compose d'une série de panneaux s'étendant donc verticalement et, également, horizontalement. Des poteaux sont intercalés entre chaque serie verticale de panneaux et renforcent ainsi l'ensemble du mur anti-bruit, tout en servant d'éléments de fixation pour Les panneaux. Ce type d'ecran acoustique, s'il contribue à réduire de façon notable Le niveau de bruit, souffre de deux inconvenients majeurs. Le premier est d'ordre esthétique. Les contraintes d'isolation phonique imposent, en effet, de realiser ces écrans sous la forme de murs dont les caractéristiques géométriques générales, parallélépipèdes rectangles simples, sont répétitives et sans recherche esthétique particulière. Si le mur doit longer une voie inclinée, il devra présenter des décrochements inesthétiques entre travées successives. Ceci conduit à des ensembles anti-bruit qui s'intègrent mal dans l'environnement, alors même que leur utilité n'est pas contestée. Le second inconvénient majeur consiste en la persistance d'une propagation du son d'un côté à l'autre de l'écran acoustique, en raison-du phénomène, dit de "diffraction", survenant au niveau du bord supérieur de L'écran. Il est, en effet, bien connu de l'homme de l'art que Le son, au niveau du bord supérieur de l'écran, ne suit pas un trajet rectiligne, mais est, au contraire, dévié vers l'intérieur, ce qui conduit à former un rayon sonore diffracté pénétrant dans La zone supposée protégée. Les écrans anti-bruit à panneaux verticaux ne permettent de résoudre ce problème qu'en augmentant La hauteur de l'écran. Cette solution est, cependant, Limitée pour des raisons évidentes de coût et de limitation du champ de vision des riverains en milieu urbain. On connait, également, un écran acoustique décoratif, révélé par le Certificat d'Utilite FR-E-2 56D 616, qui se présente sous la forme d'une série de bacs ou jardinières superposées, de section trapézoidale. S'il est incontestable que la présence d'arbres, arbustes ou plantes dans les jardinières améliore l'aspect esthétique global de ce type d'écran acoustique, il s'avère que leur qualité n'est pas suffisante. On note, en effet, que la succession de bacs de section trapézoidale en hauteur et en largeur dans un mur anti-bruit, entraîne un effet de réflexion des ondes sonores vers la chaussée et également dans une zone située face à L'écran. Les possibilités d'emploi de ce type d'écran sont donc réservées à des cas et zones particuliers. Par ailleurs, ta nécessaire multiplication du nombre des jardinieres pour constituer un mur augmente en proportion les manipulations et nuit à la faciLite de montage. Les contraintes de poids sont également importantes et nécessitent des travaux de soutènement et de fondation qui s'etendent sur toute ta Longueur de L'écran. Il y a, en conséquence, des risques de tassements différentiels qui peuvent entraîner un descellement des jardinières superposées, favorisant ainsi le passage du bruit. La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés precedemment en proposant un nouveau type d'écran acoustique. L'objet de l'invention vise à réaliser un écran acoustique dont l'aspect esthétique présente une harmonie certaine, sans que les qualités fondamentales d'un écran acoustique, c'est-à-dire l'absorption et la réduction de la transmission acoustique, soient affectés. Un autre objet de l'invention consiste à diminuer le phénomène de diffraction de l'onde sonore, en partie haute de l'écran, et à augmenter Le phénomène de diffusion de l'onde sonore sur la hauteur de L'écran. Selon l'invention, on réalise un écran acoustique, constitué d'au moins une paire de poteaux définissant entre eux une travée dans laquelle est disposé au moins un panneau absorbant anti-bruit, ledit panneau étant calé par ses extrémites entre les poteaux et caractérisé en ce que l'écran anti-bruit comporte, en outre :: - au moins un bac destiné à assurer La rétention d'une masse de terre végétale, disposé dans la travée au-dessus du panneau absorbant, calé par ses extrémités entre les poteaux et appliqué contre le panneau, de manière que le bac et le panneau constituent un écran acoustique dont le bac constitue Le couronnement, - des moyens d'isolement phonique formant joints entre le panneau absorbant, Le bac et les poteaux, - et en ce que les parois du bac de rétention debordent, au moins en partie, de chaque côte des limites définies par les deux faces du panneau absorbant. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de t'objet de l'invention. La fig. 1 représente une vue en perspective d'une réalisation de l'écran acoustique selon l'invention. La fig. 2 montre une vue en perspective d'un exemple possible de réalisation d'une travée selon L'invention. La fig. 3 représente une -coupe transversale longitudinale, effectuée à travers un bac et deux panneaux absorbants. La fig. 4 montre une variante de réalisation d'un écran acoustique selon l'invention d'après une coupe tranversaLe longitudinale. La fig. 5 représente une vue en coupe transversale d'un bac selon l'inVention. La fig. 6 représente une vue de dessus du bac de la fig. 5 selon la ligne V-V. La fig. 7 montre une vue en coupe transversale d'un détail de montage des éléments de l'écran. Sur la fig. 1, on a représenté une vue générale d'un exemple de réalisation d'un écran acoustique conforme c l'invention et s'étendant le long d'une infrastructure routière, matérialisée par la chaussée 1. L'écran acoustique est constitué d'une succession de poteaux 2 entre lesquels sont montés ou contre lesquels sont cales des panneaux absorbants 3 et des bacs de rétention 4, 5, dans lesquels on a introduit de la terre végétale à des fins de culture de végétaux 6, du type arbustes, plantes ou fleurs. Les poteaux 2, particulièrement visibles à La fig. 2, sont, de préférence, en acier galvanisé ou en béton préfabriqué et présentent, selon une coupe transversale, un profil caractéristique en "H" dont les ailes 21 et 22 sont particulièrement adaptées aux montage et au calage des panneaux absorbants 3 et des bacs de rétention 4, 5. Les poteaux 2 reposent, en géneral, sur le sol, par l'intermédiaire d'un massif de fondation 7 ayant, par exemple, La forme d'un socle ou d'une semelle, tel que représenté à la fig. 2. La partie inférieure 8 des poteaux 2, montree en pointillés, indique que ces derniers sont recouverts, à ce niveau, par un remblai de terre par exemple. De préférence, les poteaux, qui définissent entre eux une travée, sont disposés à un intervalle voisin de 4 metres et peuvent etre implantés verticalement ou avec une certaine inclinaison. Les panneaux absorbants 3 se présentent sous une forme générale correspondant à un parallélépipède rectangle, de taille variable suivant les besoins. ILs comprennent, éventuellement, un relief vertical nervuré ou alvéolé 9 sur leur face dirigée vers La source sonore. La structure interne des panneaux absorbants 3 est représentée à la fig. 3 par une coupe transversale qui montre que L'épaisseur des panneaux 3 est constituee d'une couche 10 comprenant les alvéoles 9 et limitant Le panneau sur sa face dirigée vers la source sonore et d'une autre couche 11 limitant le panneau sur son autre face, côté riverain. De manière préférentielle seulement, la couche 10 et les alveoles 9 peuvent être en "DURISOL", c'est-à-dire consister en un mélange de beton et de bois broyé. La couche 11 peut être constituee de béton. On peut, naturellement, envisager l'usage de tout autre type de matériau absorbant, tel qu'un placage sur béton ou, encore, un materiau du type "sandwich absorbant", bois ou métallique. De préférence, les panneaux 3 presentent, sur L'une de leur tranche, une nervure 12 s'interrompant un peu avant chacune des deux extrémités de La tranche pour former un décrochement 13 dont la fonction sera explicitée ultérieurement. Dans l'exemple montré à la fig. 3, la nervure 12 est constituée par une extension de La couche 11 et de la couche 10, à l'exclusion des reliefs alvéolés 9. La nervure 12 peut, bien évidemment, se Limiter à une extension de La couche 11 uniquement ou, encore, comprendre Les reliefs nervurés ou alvéolés 9. Aux fig. 1 à 4, on a montré les bacs de rétention 4, 5, disposes dans les travées définies par Les poteaux 2 et situes au-dessus ou en-dessous de panneaux absorbants 3. Les bacs de rétention 4, 5 sont constitués de deux parois longitudinales 14, 15, symétriques par rapport au plan médian E de l'écran acoustique, qui s'étendent dans la travée entre deux poteaux 2 consécutifs et deux parois d'extremité 16, 17 fermant le bac et s'étendant sensiblement orthogonalement au plan P d'extension des parois 14, 15. L'ensemble des parois longitudinales et latérales définit la partie réceptrice de la masse de terre 18.A sa partie inférieure, chaque bac 4, 5 comporte, éventuellement, une bordure saillante 19 qui s'étend sur toute la Longueur du bac et se prolonge en remontant le long de chacune des parois Latérales 14, 15, par deux bordures latérales 20, 21. Entre la bordure 19 et chaque bordure latérale 20, 21, on peut réaliser un décrochement 22 destiné à favoriser, en cas de besoin,l'emboitement de deux bacs l'un sur l'autre. Dans ce cas, la bordure 19 joue un rôle identique à celui de la nervure 12 des panneaux 3 et constitue un moyen technique équivalent. La section transversale des bacs 4, 5 présente une largeur, de préférence croissante, en direction de la Limite supérieure de l'écran acoustique et assimilabLe à celle d'un "V", à celle d'un "U" ou, encore, à celle d'un demi "O" dont les branches divergent vers l'extérieur.Les parois 14 et 15 peuvent, également, être bombées et présenter une courbure régulière ou non et de rayon quelconque. La fig. 5 montre, à cet égard, un exemple préférentiel de réalisation, dans lequel les parois 14 et 15 sont régulièrement bombées. La section transversale est celle d'un demi "O" ou, encore, celle d'un demi-cercle. La largeur hors tout des bacs 4, 5, définie par la largeur maximale entre les parois Longitudinales 14, 15, est, dans tous les cas, supérieure à L'épaisseur des panneaux 3, de manière que les parois débordent de chaque c5té des Limites définies par les deux faces des panneaux 3. Les parois 14 et 15 sont pourvues de barbacanes 22 d'écoulement d'eau de ruissellement ou d'arrosage, ménagées à différentes hauteurs dans les parois. On prévoit, également, de recouvrir les faces internes des parois du bac par un matériau de rétention de la terre, se présentant sous l'aspect d'un feutre anti-contaminant 23. On peut, egalement, prévoir un systéme de drainage. L'angle d'inclinaison des parois longitudinales 14, 15 a une influence importante sur le comportement des ondes acoustiques réfléchies et diffractées et, d'une manière préférentielle, on realise Les bacs de rétention 4, 5, de telle façon que L'angle d'inclinaison a, que forme Le plan d'extension P des parois longitudinales 14, 15 avec le plan horizontal H, soit compris entre 35 et 550 et, de préférence, égal à 450. On obtiens ainsi de bonnes proprietés d'isolation, de réflexion, de diffusion et de diffraction acoustique. Dans le cas ou les parois longitudinales 14, 15 sont courbes, on prendra en compte un angle a moyen défini par rapport à un plan moyen d'extension P des parois. Le plan P considéré pourra, par exemple, être celui passant par la génératrice supérieure de la paroi 15 du bac et par la génératrice inférieure du bac. On influence, également, favorablement les propriétes d'isolation, de réflexion et de diffraction acoustique lorsque les plans tangents aux parois 14, 15 forment, avec le plan horizontal H un angle variant, de préférence, entre Oo et 900. Comme le révèle la fig. 2, il est prevu de disposer une bande élastomère 26 et des cales d'appui 27 en néoprène entre les éléments constitutifs de l'écran acoustique. Les cales d'appui 27, visibles également aux fig. 6 et 7, sont rigides et destinées à etre placées entre les extrémités respectives des bacs et des panneaux, tandis que Les bandes élastomères sont souples et destinées à subir un écrasement. Les cales d'appui 27 ont une fonction principale de calage et de report des efforts verticaux et une fonction secondaire de joint phonique. Les bandes élastomères 26 jouent uniquement le rôle de joint phonique. La fig. 2 montre un exemple non Limitatif de réalisation d'une travée pour écran acoustique selon l'invention. On place, tout d'abord, un premier panneau absorbant 3 entre une paire de poteaux 2 et à lueurs pieds, de façon que les panneaux reposent sur le massif de fondation 7 ou la semelle des poteaux 2. On peut, egalement, prévoir des moyens de calage reportant Le poids de l'ensemble sur les semelles des poteaux 2. Le panneau 3 est engagé, en relation de coincement relatif, par ses extrémités latérales, dans les ailes du profil en H" des poteaux 2. On place, ensuite, entre les poteaux 2, un premier bac intermédiaire 4 qui vient reposer, par sa bordure 19, contre la tranche supérieure du premier panneau 3, par l'intermédiaire de deux cales d'appui 27 rigides disposées aux extrémités de la tranche du panneau 3.La bande élastomère 26 (fig. 3) est interposée, entre la bordure 19 et le panneau 3, en tant que moyen d'isolement phonique et se trouve comprimée et écrasée. Le bac intermédiaire 4 est engagé, en relation de coincement relatif, entre les ailes des poteaux 2, gracie à ses bordures latérales 20, 21. On peut, ensuite, placer, de la même maniere que précédemment, un second bac interédiaire.4 qui reposera contre le premier bac 4 au moyen de ses deux décrochements 22; On insère, également, au niveau du décrochement 22, un moyen d'isolement phonique et de report d'apppui, sous la forme de cales d'appui 27 rigides complétées par une bande élastomère. La bordure 19 vient, quant à elle, pénétrer dans La masse de terre 18 du premier bac intermédiaire 4 et constitue ainsi, également, un moyen d'isolement phonique entre les deux bacs.Le second panneau 3 est mis en place comme précédemment décrit, sa nervure 12 etant encastrée dans la terre du second bac de rétention et assurant ainsi une fonction d'isolement phonique. Les décrochements 13 reposent, par l'intermédiaire de cales d'appui 27 rigides, contre la tranche supérieure des parois d'extrémité 16, 17 du bac. La travée verticale de L'écran acoustique est enfin complétée par un bac terminal 5, dit de "couronnement". A La fig. 1, on a montré une autre variante de réalisation d'un écran anti-bruit dans lequel certaines travées verticales ne comportent qu'un seuil bac intermédiaire 4. La fig. 4 montre une autre variante de réalisation qui consiste à empiler, dans une même travée verticale, des bacs de rétention 4, 5 dont la largeur hors-tout diminue progressivement, au fur et à mesure que leur position verticale s'élève dans la travée verticale, de façon que les droites, joignant Les rebords des parois des bacs, respectivement côté chausse et côté riverain, définissent entre elles une forme pyramidale 24. On obtient ainsi un écran qui offre, outre ses qualités acoustiques, une surface de réception de lumière et d'ouverture aux précipitations qui est maximale pour les végétaux. La fig. 7 montre une vue en détail d'une variante de montage particulièrement avantageuse, notamment Lorsque L'écran doit être monté le long d'une courbe. Dans L'exemple montré, le bac 4 est monte avec une certaine inclinaison par rapport au plan médian M du poteau 2. De préférence, L'angle ss, formé entre le plan médian M et le plan médian E du bac 4, est compris entre 4 et 80 et, de preférence, égal à 60. Ce positionnement particulier n'est réalisable qu'en raison du jeu de montage existant entre la section de La bordure 20 et les ailes 21 et 22 définies par la section en H du poteau 2. On remédie aux fuites acoustiques, occasionnées par L'existence de ce jeu, en interposant, sur la hauteur du jeu, des joints phoniques 28 s'étendant entre les ailes 21 et 22 du poteau 2 et les faces correspondantes de la bordure 20.Les joints 28, qui se présentent sous la forme de bandes flexibles et déformables, sont fixés par leurs extrémités en forme de "T" dans des gouttieres 29 ménagées dans les ailes 21 22 du poteau 2 et dans la bordure 20 du bac 4. La fig. 8 illustre deux formes possibles et non Limitatives, en "V" et droite, de la section transversale du joint 28. L'écran acoustique ainsi réalisé possède des qualités acoustiques qui le rendent fortement absorbant au bruit. En particulier, les caractéristiques géométriques de l'ensemble se combinent pour réduire la transmission du son. Ainsi, Les parements vegetaux 6 des bacs 4, 5 apportent un complément à l'absorption acoustique de L'écran et le montage systématique d'un bac en couronnement de L'écran augmente la diffusion du bruit, tout en diminuant également la diffraction. La présence de bacs de rétention à un, voire plusieurs niveaux, de L'écran acoustique permet L'obtention d'un massif végétal en cascade particulierement harmonieux et ce de chaque côté de l'écran.Les multiples possibilités de combinaison de montage des panneaux et bacs permettent, également, une bonne intégration et adaptation du dispositif dans l'environnement quel qu'il soit. IL est possible d'utiliser des coLorants permettant de teinter dans la masse les panneaux 3 et les bacs 4, 5. Par ailleurs, Le report des efforts verticaux, dus aux poids des éléments de L'écran au moyen des cales d'appui 27, sur Les extrémités des panneaux 3, puis, en conséquence, sur les massifs de fondation ou semelles 7, offre divers avantages. Il permet ainsi, outre L'économie d'une longrine sous le premier panneau, de franchir des obstacles ou des canalisations. Le report et la transmission de poids sur les semelles assure, également, une meilleure stabilité des poteaux 2, et partant, de l'ensemble de l'écran. Il est, également, particulièrement avantageux, grâce au montage avec jeu des nervures et bordures des panneaux et des bacs dans les ailes des poteaux, de pouvoir réaliser une rotation progressive de L'écran le long de voies ou chaussées courbes. Enfin, une particularité esthétique de L'écran réside dans le fait que, le long d'une voie en pente, les changements de hauteur de l'écran s'effectuent par un décrochement en hauteur du bac de couronnement, ce qui confère à l'ensemble une impression de cascade végétale. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS : 1 - Ecran acoustique constitué d'àu moins une paire de poteaux (2) définissant entre eux une travée dans laquelle est disposé au moins un panneau absorbant (3) anti-bruit, ledit panneau (3) étant calé, par ses extrémités, entre les poteaux, caractérisé en ce que L'écran anti-bruit comporte, en outre - au moins un bac (5) destine à assurer la rétention d'une masse de terre vegétale, dispose dans la travée au-dessus du panneau absorbant (3), calé par ses extrémités entre les poteaux (2) et appliqué contre le panneau (3), de manière que le bac (5) et le panneau (3) constituent un écran acoustique dont le bac (5) constitue le couronnement, - des moyens (12, 26, 27, 28) d'isolement phonique formant joints entre le panneau absorbant (3), le bac (5) et les poteaux (2), - et en ce que les parois longitudinales (14, 15) du bac de rétention débordent, au moins en partie, de chaque côté des limites definies par Les deux faces du panneau absorbant (3). 2 - Ecran acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran acoustique comporte au moins deux panneaux absorbants (3) et un bac de rétention intermédiaire (4) disposé entre les deux panneaux (3). 3 - Ecran acoustique selon L'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section transversale du ou des bacs (4, 5) présente une largeur croissante en direction de L'extrémité supérieure de L'écran acoustique. 4 - Ecran acoustique selon la rovendication 3, caractérisé en ce que la section transversale des bacs (4, 5) présente une section en "V", en "U" ou, encore, en demi "O". 5 - Ecran acoustique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les parois longitudinales (14, 15) des bacs (4, 5) présentent une inclinaison générale formant un angle (a) avec l'horizontale compris entre 35 et 550 et, de préférence, égal à 450. 6 - Ecran acoustique selon L'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de panneaux absorbant (3) et de bacs (4, 5). 7 - Ecran acoustique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que La largeur hors tout de la section transversale du bac le plus bas dans La travée est supérieure à celle du bac occupant une position supérieure dans la travée, Lequel possède, également, une largeur hors tout supérieure à celle du bac suivant et ainsi de suite, jusqu'au dernier bac de la travée, de façon à former une forme pyramidale (24). 8 - Ecran acoustique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des barbacanes (22) d'écoulement d'eau sont ménagées dans les parois longitudinales (14, 15) des bacs (4, 5) et un élément (23) de doublage de l'intérieur du bac est prévu pour assurer la rétention de terre et Le drainage. 9 - Ecran acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'isolement phonique consistent en une nervure (12) s'étendant à la partie inférieure du panneau absorbant (3) et destinée à pénétrer dans la terre (18) du bac ou dans le sol. 10 - Ecran acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'isolement phonique consistent en une bande élastomère (26) déformable élastiquement du type mousse en élastomère et des cales d'appui rigides (27), ayant également une fonction de report de poids. Il - Ecran acoustique selon la revendication 1, caractérise en ce que les moyens d'isolement phonique consistent en des joints flexibles (28) interposés dans Le jeu de montage existant entre les ailes (21 Z2) des poteaux et, d'une part, les bordures Latérales (20, 21) des bacs (4, 5) et, d'autre part, les extrémités des panneaux (3).