Brevet FR2765907A1 — publié le 19990115

PANNEAUX MODULAIRES ABSORBANTS ET ECRANS ANTI-BRUIT INTEGRANT DE TELS PANNEAUX. L'invention concerne tout d'abord un panneau modulaire, destiné à absorber les vibrations sonores en étant intégré par exemple au sein d'un écran anti-bruit, mais également au sein de revêtements de façades d'immeuble. Elle concerne également les écrans anti-bruit intégrant ces panneaux. Afin de lutter contre les nuisances sonores dues au bruit, des recherches importantes ont été mises en oeuvre afin d'aboutir à une solution à la fois viable techniquement et économiquement, sans pour autant altérer la fonction technique de base, à savoir l'absorption des bruits, tout particulièrement liés aux trafics routier et ferroviaire. Traditionnellement, il est fait appel à des structures interposées entre la source sonore et le site que l'on souhaite protéger, ces structures étant susceptibles d'absorber les vibrations génératrices du bruit, notamment par piégeage au sein des cavités intrinsèques. L'application la plus répandue concerne la protection des habitations disposées à proximité des voies de communication. De fait, l'invention sera plus particulièrement décrite en liaison avec cette application. Cependant, il est évident qu'elle pourrait être utilisée dans d'autres domaines, tel que par exemple pour isoler des machines, installations etc... également génératrices de bruits, ou être mise en place, toujours au niveau de voies de communication, lorsque celles-ci sont partiellement obturées, ou enterrées. Ces structures se présentent sous la forme d'écrans, constitués d'une pluralité de panneaux juxtaposés, comportant sur la face exposée à la source de bruit un revêtement absorbant, ayant pour fonction l'absorption des énergies sonores émises, et l'atténuation de la transmission par réflexion ou réverbération. Parmi les différents matériaux absorbants connus et utilisés à ce jour, le béton de bois, c'est à dire le matériau obtenu par mélange de copeaux ou de particules de bois traités, notamment par silicification, avec du ciment et de l'eau, donne de bons résultats. Cependant, un tel matériau est relativement fragile, voire même friable, et compte-tenu des risques d'impact (gravillons, chocs, etc...), il peut présenter des épaufrures. Parallèlement, les différentes analyses et études effectuées à ce jour sur les nuisances sonores inhérentes notamment à la circulation automobile ou au trafic ferroviaire, ont montré que les matériaux disponibles à ce jour ne présentaient pas un caractère de qualité d'absorption suffisant dans les basses fréquences. Aussi, l'objet de l'invention est de proposer des panneaux modulaires anti-bruit présentant une capacité d'absorption des bruits accrus, notamment au niveau des basses fréquences, tout en conférant une résistance mécanique améliorée, en vue de la tenue dans le temps de tels panneaux. Selon l'invention, ces panneaux ou dalettes sont constitués d'une plaque réalisée en béton de bois, dont une face est destinée à être dirigée vers la source sonore, et dont la face opposée est destinée à recevoir une couche d'un matériau fibreux absorbant. Selon l'invention, ce matériau fibreux absorbant est choisi dans le groupe comprenant la laine de roche, la laine de verre, les mousses ouvertes, telles que notamment le polyuréthanne et les fibres de bois agglomérées avec du ciment et compactées puis séchées, telles que par exemple commercialisées sous la marque déposée FIBRACOUSTIC (par FIBRALITH). Ce matériau fibreux absorbant est solidarisé au béton de bois par tout moyen, notamment par collage ou de clouage ou système équivalent. Avantageusement, le béton de bois constitutif de la plaque externe comporte en outre un matériau minéral poreux, tel que par exemple choisi dans le groupe comprenant les pouzzolanes naturelles, le laitier bouleté, l'argile, la lave expansée et le machefer. Les pouzzolanes sont des roches volcaniques poreuses, de composition trachytique. Le laitier est un sous produit de la fonderie, utilisé dans le cadre de l'invention sous forme de boulets. Le machefer est de manière connue un sous produit de la combustion du charbon. L'intégration de tels composants au béton de bois aboutit à l'augmentation de la résistance mécanique des panneaux ainsi obtenus, mais optimise également la qualité d'absorption des sons des panneaux résultants. Les pouzzolanes mises en oeuvre sont avantageusement des pouzzolanes dites trackyandésites. Avantageusement, l'épaisseur respective de la plaque en béton de bois et du matériau fibreux absorbant sont sensiblement équivalentes. Dans une forme de réalisation de l'invention, la plaque externe réalisée en béton de bois présente au niveau de ses bords, un retour, dont la longueur correspond sensiblement à l'épaisseur de matériau fibreux absorbant que l'on souhaite solidarisé au panneau. De fait, ledit matériau est mis en place à l'intérieur du volume défini par la face interne proprement dite réalisée en béton de bois, et les bords. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent donnés à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. La figure la est une représentation schématique en section de panneaux réalisés conformément à l'invention destinés à être posés sur un support afin de constituer un écran, dont la figure lb est une autre forme de réalisation. La figure 2a est une vue similaire à la figure la, mais dans laquelle les panneaux conformes à l'invention sont posés selon la technique dite du plénum, et dont la figure 2b est une autre forme de réalisation. La figure 3 est un graphe représentant la variation relative du coefficient d'atténuation aS en fonction de la fréquence pour des panneaux mises en place selon la pose en écran. La figure 4 est une graphe représentant la variation relative pour des panneaux avec la pose plénum du coefficient d'atténuation a, en fonction de la fréquence. La description qui suit concerne plus particulièrement des panneaux destinés à être mis en place au niveau d'écrans anti-bruit, placés le long des voies de communication routières et ferroviaires. Bien entendu, il convient de rappeler que cette application n'est nullement limitative. Ces écrans anti-bruit peuvent être soit mis en place au niveau d'une structure porteuse, telle que par exemple réalisée en béton, sur laquelle viennent se fixer les panneaux anti-bruit conformes à l'invention, soit mis en place directement au niveau des façades concernées des habitation que l'on souhaite isoler le mieux possible du bruit. Qu'il s'agisse d'écrans anti-bruit ou de façades d'habitation, les panneaux conformes à l'invention sont positionnés sur la face de l'écran en regard de la source sonore. Les panneaux conformes à l'invention ont été représentés dans les figures l et 2 selon deux formes possibles de réalisation et deux modes de pose envisageables. Dans une première forme de réalisation, représentée dans les figures la et 2a, ces panneaux (l) comportent tout d'abord une plaque (l) réalisée en béton de bois, et destinée à faire face à la source sonore. Comme déjà dit, ce béton de bois est fondamentalement constitué de copeaux de bois ou de sciure de bois, ayant subis un traitement d'imputrescibilité, consistant de manière connue, à traiter thermiquement les morceaux de bois par échauffement jusqu'à des températures comprises entre 400 et 800 "C, puis à faire subir à ces morceaux de bois une double action chimique, à savoir par un sel de calcium soluble, puis par un silicate soluble, afin de stabiliser les fibres de bois et de créer des micro-cavités, permettant l'obtention d'agrégats inertes. Ce béton de bois a par exemple été décrit dans le document FR-A-2 499 551. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, les copeaux de bois constitutifs du béton de bois sont mélangés à des pouzzolanes naturelles, notamment à des tracky-andésites broyées, ainsi que du ciment, les proportions respectives de pouzzolanes, de bois et de ciment étant sensiblement égales en poids. Le dosage en eau de ce mélange est adapté à la technique de fabrication. Les pouzzolanes peuvent être remplacées par du laitier bouleté, de l'argile, de la lave expansée ou du machefer. Les panneaux sont réalisées par la technique du moulage ou du pressage. Compte-tenu de la mise en oeuvre de bois, ils peuvent être teints dans la masse. Par ailleurs, dans la version avantageuse du panneau intégrant des pouzzolanes ou les produits de substitution énoncés précédemment, le démoulage des panneaux s'effectue de manière plus aisée compte-tenu de leur meilleure résistance mécanique. Selon une autre caractéristique fondamentale de l'invention, la face (7) des panneaux (1, 2) opposée à la face (6) orientée en direction de la source sonore reçoit une couche d'un matériau fibreux absorbant (4), tel que par exemple de la laine de verre, de la laine de roche ou un matériau commercialisé sous la marque FIBRACOUSTIC. Ce matériau est collé à ladite face ou cloué. La laine de roche ou la laine de verre peut même être comprimé au sein de celui-ci lorsque la plaque externe (2) réalisée en béton de bois, intégrant éventuellement des pouzzolanes, présente au niveau de ses bords un retour (3) dirigé en direction opposée à la source sonore, définissant un volume destiné à recevoir ledit matériau fibreux absorbant, tel qu'on peut bien l'observer sur les figures la et 2a. Dans une autre forme de réalisation représentée dans les figures lb et 2b, la plaque externe (2) réalisée en béton de bois ne comporte pas de retour, ledit matériau fibreux absorbant étant simplement collé ou cloué sur la face interne (7) de ladite plaque (2). Les panneaux ainsi constitués peuvent être posés en écran, tel que représenté sur les figures la et lb, et dans cette hypothèse, fixés au sein de structures en H autoporteurs, voire au moyen de systèmes conventionnels de vis, clous etc... contre la structure en béton de l'écran ou la façade de l'habitation. Lesdits panneaux peuvent également être posés avec un plénum, c'est à dire un vide d'air entre ladite structure en béton ou la façade et le panneau proprement dit, tel que représenté sur les figures 2a et 2b. Le système de fixation schématiquement représenté est également bien connu en soi. De manière connue, la mise en oeuvre de la pose avec plénum est recherchée lorsque l'on souhaite obtenir un décalage vers le bas des fréquences absorbées. On a représenté au sein des figures 3 et 4 la variation du coefficient d'atténuation a, en fonction de la fréquence, la courbe en traits pleins correspondant aux panneaux réalisés en un matériau conforme à l'invention alors que la courbe en traits discontinus correspond aux panneaux de mêmes dimensions réalisés en béton de bois en l'absence de tout matériau fibreux absorbant. Les mesures effectuées l'ont été sur un écran de 16 m2, présentant une épaisseur de 21 cm, à savoir un support béton de 13 cm d'épaisseur, revêtu par un panneau conforme à l'invention de 8 cm, à savoir 4 cm de plaque (2) en béton de bois et 4 cm de laine de roche. On peut ainsi observer que le coefficient d'atténuation est largement amélioré dans tous les domaines de fréquence et notamment dans les basses fréquences comprises entre 125 et 1 000 Hertz. Les panneaux réalisés conformément à l'invention permettent de fait d'optimiser l'absorption des bruits dans les basses fréquences et s'avèrent tout à fait adaptés à la protection des nuisances sonores inhérentes aux trafic routier et ferroviaire. Par ailleurs, leur résistance mécanique est avantageusement amélioré en intégrant au sein du béton de bois constitutif de l'un de ces éléments des panneaux de matériau poreux minéral tels que des pouzzolanes naturelles. REVENDICATIONS 1/ Panneau modulaire absorbant pour la réalisation d'écrans anti-bruit réalisé par moulage ou pressage de béton au sein duquel sont incorporés des particules de bois traité, caractérisé en ce que la face (7) du panneau opposée à la face (6) destinée à être dirigée vers la source sonore, reçoit une couche d'un matériau fibreux absorbant (4). 2/ Panneau modulaire absorbant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau fibreux absorbant (4) est choisi dans le groupe comprenant la laine de roche, la laine de verre, les mousses ouvertes, telles que notamment le polyuréthanne et les fibres de bois agglomérées avec du ciment et compactées puis séchées. 3/ Panneau modulaire absorbant selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le matériau fibreux absorbant (4) est solidarisé au panneau par collage ou clouage. 4/ Panneau modulaire absorbant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le béton de bois constitutif du panneau comporte en outre un matériau minéral poreux, tel que par exemple choisi dans le groupe comprenant les pouzzolanes naturelles, le laitier bouleté, l'argile, la lave expansée et le machefer. 5/ Panneau modulaire absorbant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'épaisseur respective du panneau proprement dit (2) en béton de bois et de la couche en matériau fibreux absorbant (4) sont sensiblement équivalentes. 6/ Panneau modulaire absorbant selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le panneau proprement dit (2) présente au niveau de ses bords, un retour (3), dont la longueur correspond sensiblement à l'épaisseur de matériau fibreux absorbant (4) que l'on souhaite solidarisé au panneau. 7/ Ecran anti-bruit comprenant: une couche porteuse (5); et une couche absorbante, positionnée en regard de la source sonore, caractérisé en ce que la couche absorbante est constituée de panneaux absorbants selon l'une des revendications 1 à 6. 8/ Ecran anti-bruit selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'entre la couche porteuse (5) et la couche absorbante est ménagé un vide d'air (9).