Brevet FR2716471A1 — publié le 19950825

ELEMENT D'ISOLATION PHONIOUE La présente invention est relative à un élément d'isolation phonique, plus particulièrement destiné, bien que de manière non limitative, à protéger les zones habitées urbaines ou rurales des bruits tels que les bruits de roulement d'axes routiers, autoroutiers ou ferroviaires. Jusqu'à un passé récent, on a proposé d'installer au voisinage des sources de bruit, tel que le bruit de roulement de véhicules sur axes routiers, autoroutiers ou ferroviaires, des éléments d'isolation phonique adaptés à cet effet. D'une manière générale, ces éléments sont formés par des panneaux comportant de préférence, sur la face exposée à la source de bruit, un revêtement absorbant ayant pour objet, du fait de l'absorption de l'énergie sonore émise, d'en atténuer sensiblement la transmission par réflexion ou réverbération par exemple. Plus récemment, on a proposé de réaliser sur le revêtement absorbant précité, des motifs de type cannelure, lesquelles permettent d'améliorer l'atténuation de l'énergie sonore émise en raison de l'absorption sélective provoquée par les cannelures configurées en réseau de diffraction. De tels éléments tels que représentés en figure 1 donnent satisfaction mais peuvent être sujets à des limitations, en raison de la forme globale des cannelures introduites, lesquelles peuvent donc provoquer, au mieux, un résultat d'atténuation globale de l'énergie sonore émise. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités, par la mise en oeuvre d'un élément d'isolation phonique particulièrement performant pour lequel l'atténuation de l'énergie sonore peut être ajustée en fonction de la fréquence sonore. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un élément d'isolation phonique particulièrement performant dans lequel l'atténuation de l'énergie sonore peut être rendue sélective dans une ou plusieurs bandes de fréquences comprises dans le domaine audio-fréquences. L'élément d'isolation phonique objet de la présente invention comporte une plaque support munie d'un revêtement en matériau absorbant. I1 est remarquable en ce que le revêtement absorbant comprend au moins un résonateur permettant d'améliorer l'absorption phonique de cet élément dans une bande de fréquences déterminées. L'élément d'isolation phonique objet de la présente invention trouve application à la protection contre le bruit de toute nature, notamment bruit industriel, phonique, de roulement ou autres. Les modes de conception et opératoire de l'élément d'isolation phonique objet de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels, outre la figure 1 relative à l'art antérieur, - la figure 2 représente une vue générale en perspective arrachée d'un élément d'isolation phonique objet de la présente invention, - la figure 3a représente une vue partielle de la figure 2, - la figure 3b représente une vue en coupe selon le plan de coupe A-A de la figure 2, - la figure 4 représente des résultats d'essais d'atténuation obtenus à partir d'un élément d'isolation comportant un résonateur spécifique. Une description plus détaillée d'un élément d'isolation phonique objet de la présente invention sera maintenant donnée en liaison avec la figure 2 et la figure suivante. D'une manière générale, on indique que l'élément d'isolation phonique objet de la présente invention comporte une plaque support 1 munie d'un revêtement en matériau absorbant 2. La plaque support 1 peut être réalisée par une plaque en matériau rigide tel que, par exemple, en béton, cette plaque pouvant présenter des dimensions de longueur et largeur quelconque, mais une épaisseur comprise entre 2 mm et 20 cm par exemple. Conformément à un aspect particulièrement avantageux de l'élément d'isolation phonique objet de la présente invention, le revêtement absorbant 2 comprend au moins un résonateur, ce ou ces résonateurs permettant d'améliorer l'absorption phonique de l'élément d'isolation dans une bande de fréquences déterminées. Sur la figure 2, à titre d'exemple non limitatif, les résonateurs sont notés 3o à 312. Selon un aspect particulièrement avantageux de l'élément d'isolation phonique objet de la présente invention, chaque résonateur est formé par un résonateur de type résonateur de Helmholtz dont la fréquence de résonance correspond sensiblement à la fréquence centrale de la bande des fréquences à atténuer. D'une manière générale, on indique que la bande des fréquences à atténuer peut être comprise entre 63 Hz et 4000 Hz. On comprend ainsi qu'en fonction des dimensions et paramètres géométriques de chaque résonateur, il est possible par l'utilisation d'au moins un résonateur et en particulier d'une pluralité de résonateurs dont la fréquence de résonance est décalée grâce au dimensionnement géométrique, de couvrir une bande de fréquences d'atténuation dans le domaine de fréquences mentionné précédemment. D'une manière générale, on indique que le matériau absorbant peut être réalisé en un matériau poreux tel que le matériau commercialisé sous le nom de la marque de commerce BETON BOIS SYSTEME, enregistrée en France sous le n" 1.675.011. Ce type de matériau apparaît particulièrement intéressant car, outre les propriétés d'absorption phonique inhérentes à celui-ci, la création d'un ou plusieurs résonateurs dans le revêtement absorbant constitué par ce matériau permet d'améliorer sensiblement les performances d'isolation phonique de l'élément d'isolation phonique réalisé conformément à l'objet de la présente invention. Sur la figure 3a, on a représenté des résonateurs de type résonateur de Helmholtz de différentes formes. Ainsi qu'on l'a en outre représenté sur la figure 3b, on indique que chaque résonateur comprend une cavité résonante ménagée dans le revêtement 2, cette cavité résonante portant la référence 320 sur la figure 3b. En outre, un orifice noté 321,322 permet la communication entre la cavité résonante 320 constituant chaque résonateur et la surface libre du revêtement 2. Sur la figure 3b, l'orifice 321,322 est représenté en trait mixte. D'une manière générale, on indique que l'orifice mettant en communication la cavité résonante et la surface libre du revêtement peut être réalisé par un trou traversant, par exemple. Au contraire, lorsque le matériau absorbant constitutif du revêtement 2 présente un degré de porosité suffisant, on indique que l'orifice 321,322 n'est pas nécessairement constitué par un trou traversant, la mise en communication entre chaque cavité résonante 320 et la surface libre du revêtement 2 pouvant être réalisée par les pores du matériau. D'une manière générale, ainsi que représenté en figure 3a et 3b, on indique que chaque cavité 320 peut être conformée selon une sphère, une demi-sphère, un cône, un cylindre, un cube, un parallélépipède, un prisme, un octaèdre, une pyramide ou une combinaison de ces volumes. De préférence, on indique que la paroi interne de la cavité résonante est munie d'un revêtement ou chemisage sensiblement rigide, noté 323. Ce chemisage peut être réalisé par une couche rapportée de résine époxyde de quelques millimètres ou un mortier ou un voile de mastic durcissable, lequel permet alors de fixer par une plus grande rigidité les conditions aux limites de résonance de la paroi de chaque cavité ainsi formée. Compte tenu du chemisage précité, on indique que celui-ci comporte au niveau de l'orifice 322 un perçage 321 afin que la cavité résonante soit finalement ouverte vi s-à- vis de l'énergie sonore incidente représentée par la flèche F sur la figure 3b. off comprend ainsi que pour une pluralité de résonateurs ainsi formés, ceux-ci agissent à la manière d'un piège pour les fréquences de résonance correspondantes, ce qui permet d'atténuer l'énergie réverbérée ou transmise par l'élément d'isolation phonique objet de la présente invention pour les fréquences considérées. Ainsi, des essais ont montré que l'amélioration de l'absorption apparaît significative puisque, par la mise en oeuvre d'éléments d'isolation phoniques objets de la présente invention, le coefficient d'absorption dans une bande de fréquences donnée peut être amené d'une valeur de 0,4 à une valeur voisine de 0,9, autour de la fréquence 250 Hz. D'une manière générale et de façon particulièrement avantageuse, on indique que chaque cavité est sensiblement symétrique par rapport à un plan médian parallèle à la surface libre du revêtement absorbant 2, ce plan étant noté P sur la figure 3b. Dans un tel cas, ainsi que représenté sur la figure précitée, l'élément d'isolation phonique selon l'invention est formé par l'assemblage du revêtement absorbant 2 élémentaire et de la plaque support 1, le revêtement absorbant 2 et la plaque support comportant chacun une demicavité, lesquelles sont mises en vis-à-vis pour former une cavité résonante correspondante. Dans ce but, les faces du revêtement élémentaire 2 et de la plaque support 1 sont accolées pour reconstituer chaque cavité complète. L'assemblage entre la plaque support 1 et le revêtement absorbant 2 peut être réalisé par l'intermédiaire d'un liant, noté 4 sur la figure 3b, ou par un système mécanique tel qu'une couche adhésive présentant un certain degré d'élasticité. Le liant peut par exemple être constitué par une couche de bitume ou matériau analogue. D'une manière générale, ainsi que représenté en figures 2 et 3a, on indique que chaque élément d'isolation phonique objet de la présente invention comprend une pluralité de résonateurs agencés en réseau, chaque résonateur pouvant être de forme différente. Pour des résonateurs formés par des cavités sphériques, ces cavités sont formées par des sphères de diamètre d compris par exemple entre 3mm Lors de la mise en oeuvre d'un résonateur de type spécifique, on a pu obtenir les résultats d'atténuation dans la bande de fréquences tels que représentés en figure 4, pour laquelle l'axe des ordonnées représente le coefficient d'atténuation Alpha-S, en valeur relative et l'axe des abscisses est gradué en Hertz. On indique que les essais ont été effectués sur un élément d'isolation phonique posé au sol d'une surface de 12 m2 constitué par des dallettes élémentaires de 0,5 m x 0,5 m, à une température de 14"C et en atmosphère présentant un degré d'hygrométrie de 50%. Dans les dallettes utilisées lors de ces essais, les résonateurs étaient de forme pyramidale à base carree. REVENDICATIONS 1. Elément d'isolation phonique comportant une plaque support munie d'un revêtement en matériau absorbant, caractérisé en ce que ledit revêtement absorbant comprend au moins un résonateur permettant d'améliorer l'absorption phonique dudit élément dans une bande de fréquences déterminée. 2. Elément d'isolation phonique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un résonateur est formé par un résonateur de type résonateur de Helmholtz, dont la fréquence de résonance correspond sensiblement à la fréquence centrale de la bande des fréquences à atténuer. 3. Elément d'isolation phonique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit résonateur comprend - une cavité résonante ménagée dans ledit revêtement en matériau absorbant, - un orifice mettant en communication ladite cavité résonante et la surface libre dudit revêtement. 4. Elément d'isolation phonique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite cavité résonante est sensiblement de révolution par rapport à un axe central orthogonal à ladite surface libre du revêtement. 5. Elément d'isolation phonique selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite cavité est conformée selon une sphère, une demi-sphère, un cône, un cylindre, un cube, un parallélépipède, un prisme, un octaèdre, une pyramide ou une combinaison de ces volumes. 6. Elément d'isolation phonique selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour une cavité sensiblement symétrique par rapport à un plan médian parallèle à la surface libre dudit revêtement, ledit élément d'isolation phonique est formé par l'assemblage du revêtement élémentaire et de la plaque support, formant au moins deux demicavités en vis-à-vis, les faces du revêtement élémentaire et de la plaque support étant accolées pour reconstituer chaque cavité complète. 7. Elément d'isolation phonique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que celui-ci comporte une pluralité de résonateurs agencés en réseau. 8. Elément d'isolation phonique selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits résonateurs constituant le réseau de résonateurs sont des résonateurs différents. 9. Elément d'isolation phonique selon la revendication 8, caractérisé en ce que pour des résonateurs formés par des cavités sphériques, lesdites cavités sont formées par des sphères de diamètre 3mm 200mm, l'orifice de mise en communication présentant un diamètre d'ouverture 0.03.d 0.45.d.