Brevet FR2771763A1 — publié le 19990604

STRUCTURE ACOUSTIQUE DE BATIMENT. L'invention a pour but une structure acoustique de bâtiment répondant au principe d'isolation masse-ressort-masse et comprenant des panneaux de laine minérale. L'invention sera décrite plus particulièrement pour une cloison acoustique de bâtiment, mais elle ne se limite à ce type particulier de structure acoustique de bâtiment, les doublages verticaux, les planchers et les plafonds destinés à l'isolation acoustique dans divers bâtiments entrent également dans le cadre de l'invention. L'isolation ou la correction acoustique de bâtiment est couramment obtenue à partir de panneaux ou rouleaux de laine minérale dont le comportement acoustique est, à ce jour, incontestablement reconnu pour ces bonnes performances. De nombreux systèmes masse-ressort-masse répondent aux critères d'isolation ou de correction acoustique, les systèmes sont, par exemple, des cloisons constituées de panneaux de laine minérale positionnés entre au moins deux plaques de plâtre ou encore des doublages verticaux constitués de panneaux de laine minérale associés à au moins une plaque de plâtre et collés ou fixés mécaniquement à un mur maçonné ou en béton. Les variantes de ces systèmes sont extrêmement nombreuses, leurs performances dépendant de trois paramètres : masse surfacique et nature des parois, épaisseur et nature du ressort et épaisseur et nature de l'amortisseur. A l'heure actuelle, on remarque une demande croissante de systèmes de plus en plus performants que ce soit en terme d'isolation acoustique qu'en terme de correction acoustique, en particulier dans les secteurs hors bâtiment d'habitation. En effet, de nombreux bâtiments industriels, de complexes de loisirs s'implantent dans des zones urbaines et la réglementation acoustique en vigueur exige dans le cas de tels bâtiments que l'isolation acoustique générale soit supérieure à 50 dB(A), c'est à dire que l'isolation entre les locaux eux même, I'isolation de l'intérieur vers l'extérieur du local et l'isolation de l'extérieur vers l'intérieur du local soient supérieures à 50 dB(A). Cependant, à cette demande de systèmes de plus en plus performants s'ajoute le besoin de réaliser des systèmes acoustiques utilisant des composants industrialisés présentant un excellent rapport performance/coût. L'invention a pour but une structure acoustique de bâtiment répondant au principe d'isolation masse-ressort-masse qui permet d'obtenir une isolation très performante et qui soit rapide et simple à poser afin de diminuer le coût global du système. Ce but est atteint par une structure acoustique de bâtiment répondant au principe d'isolation masse-ressort-masse, les deux masses du système masse-ressort-masse comprenant chacune au moins un plateau rigide et étant séparées par au moins un panneau de laine minérale associé à au moins une lame d'air. Ladite structure est telle que les plateaux ont une section en U et sont garnis à l'intérieur du U d'au moins une laine minérale et telle que les deux masses du système sont fixées mécaniquement à des éléments de l'ossature du bâtiment, avantageusement les deux masses du systèmes sont disposées de part et d'autre de ces éléments de l'ossature du bâtiment. De cette manière, les plateaux ainsi garnis constituent les masses du système dont on contrôle la masse surfacique grâce au garnissage et ce garnissage ajoute à l'effet de masse, les qualités intrinsèques des laines minérales pour leur comportement acoustique. Cette association d'un plateau et d'une laine minérale constitue ainsi un parement acoustique efficace. De plus, de tels plateaux rigides fixés à des éléments de l'ossature du bâtiment servent également d'ossature porteuse. En effet, contrairement aux cloisons constituées de panneaux de laine minérale positionnés entre au moins deux plaques de plâtre, ces plaques constituant les masses du système, il n'est pas nécessaire d'utiliser une ossature métallique en supplément de l'ossature du bâtiment pour fixer lesdites masses du système. De cette manière, I'emploi de tels panneaux permet de supprimer cette ossature métallique et ainsi la pose des masses du système est simplifiée et plus rapide. De manière avantageuse, I'indice d'affaiblissement acoustique de la structure est supérieur à 50 dB (A). Selon une variante de l'invention, au moins un des plateaux est en tôle pleine. Selon une seconde variante de l'invention, au moins un des plateaux est en tôle perforée, ces perforations du plateau permettant de bénéficier du rôle dissipateur des laines minérales garnissant le plateau. De cette manière, la structure est non seulement performante en terme d'isolation acoustique, mais en plus, elle est performante en terme de correction acoustique, celle-ci présentant un bon coefficient d'absorption. Selon une réalisation préférée de l'invention, les plateaux sont fixés aux éléments de l'ossature du bâtiment par l'intermédiaire d'un distanceur simple ou acoustique. Ces distanceurs permettent avantageusement d'augmenter l'épaisseur de la lame d'air du système masse-ressort-masse en augmentant l'écart entre les deux masses du système Les distanceurs acoustiques permettent également de rendre, sur le plan acoustique, les masses indépendantes en évitant la transmission des vibrations. Selon une variante avantageuse de l'invention, les plateaux sont garnis à l'intérieur du U d'une laine de roche. Cette laine de roche, ayant une masse volumique généralement plus élevée que la masse volumique des laines de verre, permet d'augmenter la masse surfacique générale du plateau en comparaison avec l'emploi d'une laine de verre. Selon une autre variante de l'invention, les plateaux sont garnis à l'intérieur du U d'une laine minérale de faible masse volumique telle qu'une laine de verre et d'au moins une charge supplémentaire, telle qu'une plaque de plâtre, positionnée au fond du plateau ou en surface. De cette manière, la masse surfacique générale du plateau est contrôlée par l'adjonction d'élément à forte masse volumique. Selon une réalisation préférée de l'invention, le fond des deux plateaux est tourné vers l'extérieur de la structure. De cette manière, la laine minérale garnissant l'intérieur des plateaux combinent trois fonctions acoustiques fondamentales. Elle augmente la masse, elle joue un rôle d'amortisseur complémentaire et elle permet d'augmenter l'épaisseur de la lame d'air. Ce type de réalisation est particulièrement performant pour l'isolation acoustique. Selon une autre réalisation de l'invention, le fond des deux plateaux est tourné vers l'intérieur de la structure. De cette manière, la laine minérale combinent deux fonctions acoustiques fondamentales. Elle augmente la masse et elle joue un rôle de dissipateur. Ce type de réalisation est avantageux pour la correction acoustique. Selon une autre réalisation possible de l'invention, le fond d'un des plateaux est tourné vers l'extérieur de la structure et le fond du second plateau est tourné vers l'intérieur de la structure. De cette manière, on retrouve les fonctions acoustiques fondamentales décrites précédemment en fonction de l'orientation des panneaux. Ce type de réalisation est particulièrement adapté pour la réalisation de l'enveloppe de bâtiments. Selon une variante avantageuse de l'invention, les plateaux constituent le support des parements nécessaires à la finition de la structure acoustique tels que, par exemple, des plaques de plâtre ou des bardages. De tels parements peuvent avoir une fonction purement esthétique, mais ne doivent pas nuire au comportement acoustique des laines minérales. En effet, lorsqu'elles jouent un rôle de dissipateur, I'habillage se fera, par exemple, par une tôle perforée ou par un matériau absorbant. En tout état de cause, I'emploi de divers parements sera d'une manière générale fonction de critères d'isolation acoustique, de correction acoustique, d'esthétisme, de résistance au feu, de coût D'autres avantages et caractéristiques ressortiront ci-après de la description d'exemples de réalisation selon l'invention en référence aux figures qui représentent Figure 1 : une coupe horizontale d'une structure acoustique selon I'invention. Figure 2 : une coupe horizontale d'une autre structure acoustique selon I'invention. Figure 3 : une coupe verticale d'un premier type de réalisation d'une structure acoustique selon l'invention. Figure 4 : une coupe verticale d'un second type de réalisation d'une structure acoustique selon l'invention. Figure 5 : une coupe verticale d'un troisième type de réalisation d'une structure acoustique selon l'invention. Les différentes structures acoustiques représentées sont constituées de plateaux 1 et 2 garnis de panneaux 3 de laine de roche et séparés par des panneaux 4 de laine de verre associés à une lame d'air 5. Selon ces représentations, les plateaux 1 et 2 sont des plateaux en tôle pleine galvanisée présentant une section en U et une épaisseur de tôle de 0,75 mm. Ces plateaux 1 et 2 sont, par exemple, du type de ceux fabriqués par la société HAIRONVILLE S.A. et commercialisés sous la dénomination HACIERBA 1.450.70.HR. Les dimensions des plateaux 1 et 2 sont 70 mm de profondeur, 450 mm de hauteur et 3,25 à 8 m de longueur, cette longueur sera adaptée à la distance entre les deux éléments de l'ossature du bâtiment sur lesquels les panneaux 1 et 2 vont être fixés. Ces éléments de l'ossature du bâtiment sont représentés aux figures 1 et 2 sous la forme de poteaux 6 et 7 en structure métallique. D'une manière avantageuse, les plateaux 1 ou 2 s'assemblent entre eux par emboîtement de leur extrémités 8 et 9. De cette manière, on obtient facilement la hauteur de la structure acoustique par superposition des plateaux 1 ou 2 emboîtés entre eux. Dans ces plateaux 1 et 2, sont insérés les panneaux 3 de laine de roche, ces panneaux 3 présentant une épaisseur de 70 mm et une masse volumique d'environ 170 kg/m3. Après avoir fixés les plateaux 1 garnis des panneaux 3 de laine de roche aux poteaux 6 et 7 du bâtiment, on positionne les panneaux 4 de laine de verre entre les deux poteaux 6 et 7 par tous moyens connus de l'homme du métier tels que, par exemple, au moyen d'une ossature métallique rapportée. Les panneaux 4 de laine de verre ont une épaisseur de 1 20 à 200 mm et présentent sur une face un pare-vapeur simple ou en aluminium. De tels panneaux 4 sont, par exemple, du type de ceux fabriqués par la société ISOVER SAINT-GOBAIN et commercialisés sous la dénomination MONOSPACE 36. Une fois ces panneaux 4 de laine de verre positionnés, on fixe les plateaux 2 garnis des panneaux 3 de laine de roche aux poteaux 6 et 7 du bâtiment de manière symétrique aux plateaux 1 déjà en place. De cette manière, les structures acoustiques ainsi montées répondent au principe d'isolation masseressort-masse : les masses étant constituées par l'ensemble plateaux 1 et 2 garnis des panneaux 3 de la laine de roche. La réalisation de telles structures, du fait de la présence des plateaux 1 et 2 fixés aux poteaux 6 et 7, est ainsi rapide à mettre en oeuvre et simplifiée par rapport aux structures acoustiques existantes. La figure 1 représente une structure acoustique dont les fonds 10 et 1 1 des plateaux 1 et 2 sont tournés vers l'extérieur de la structure. Ces plateaux 1 et 2 sont fixés aux poteaux 6 et 7 du bâtiment par l'intermédiaire de distanceurs acoustiques 1 2. De tels distanceurs acoustiques 1 2 sont connus de l'homme du métier tels que, par exemple, les antivibratiles commercialisés par la société PAULSTRA. Ces distanceurs acoustiques 1 2 permettent de rendre les masses du système masse-ressort-masse indépendantes sur le plan acoustique en évitant la transmission des vibrations. Les fonds 10 et 1 1 des plateaux 1 et 2 recoivent chacun des plaques de plâtre 1 3 et 1 4 comme parements de finition. Ces plaques de plâtre 1 3 et 1 4 sont fixées directement sur les plateaux 1 et 2, par exemple, par vissage, ceux-ci servant alors de support de parement. Une telle structure acoustique est particulièrement adaptée, comme nous le verrons plus loin, en tant que cloison isolante de bâtiment. La figure 2 représente une structure acoustique dont les fonds 10 et 1 1 des plateaux 1 et 2 sont tournés vers l'intérieur de la structure. Ces plateaux 1 et 2 sont fixés directement aux poteaux 6 et 7 du bâtiment par tous moyens connus de l'homme du métier tels que, par exemple, par vissage ou cloutage. L'orientation des panneaux 1 et 2 est telle que les panneaux 3 de laine de roche constituent les faces extérieures de la structure acoustique. De ce fait, une tôle perforée 1 5 est fixée par tous moyens connus de l'homme du métier aux bords apparents des plateaux 1 et un bac acier extérieur 1 6 est fixé par tous moyens connus de l'homme du métier aux bords apparents des plateaux 2. La tôle perforée 1 5 et le bac acier extérieur 1 6 sont, par exemple, fixés par simple vissage. Une telle structure acoustique est particulièrement adaptée, comme nous le verrons plus loin, en tant que cloison acoustique absorbante de bâtiment. La figure 3 représente une coupe verticale d'un premier type de réalisation d'une structure acoustique selon l'invention. Selon cette représentation, les fonds 10 et 1 1 des plateaux 1 et 2 sont tournés vers l'extérieur de la structure. Dans ce type de réalisation, la laine de roche garnissant l'intérieur des plateaux 1 et 2 combine trois fonctions acoustiques fondamentales elle augmente les masses du système masse-ressort-masse. Ainsi l'emploi des panneaux 3 de laine de roche d'épaisseur 70 mm et de masse volumique 170 kg/m3, permet d'augmenter la masse surfacique de 12 kg/m2; elle joue un rôle d'amortisseur complémentaire à l'amortissement déjà fourni par les panneaux 4 de laine de verre, le ressort du système étant déjà amorti à environ 80 % de la cavité par la laine de verre elle permet d'augmenter l'épaisseur de la lame d'air 5. En effet, le ressort du système est constitué par l'écartement entre les deux masses du système. Cette réalisation permet ainsi d'augmenter l'épaisseur de la lame d'air 5 d'environ 50 % de l'épaisseur des panneaux 3 de laine de roche. Cette réalisation est donc particulièrement avantageuse pour la mise en oeuvre de cloisons acoustiques isolantes. La figure 4 représente une coupe verticale d'un second type de réalisation d'une structure acoustique selon l'invention. Selon cette représentation, les fonds 10 et 1 1 des plateaux 1 et 2 sont tournés vers l'intérieur de la structure. Dans ce type de réalisation, la laine de roche garnissant l'intérieur des plateaux 1 et 2 combine deux fonctions acoustiques fondamentales . comme précédemment, elle augmente les masses du système masse ressort-masse elle joue un rôle de dissipateur avec un habillage externe par tôle perforée ou par matériau absorbant. Cette réalisation est donc particulièrement avantageuse pour la mise en oeuvre de structure acoustique isolante et absorbante. La figure 5 représente une coupe verticale d'un troisième type de réalisation d'une structure acoustique selon l'invention. Selon cette représentation, le fond 10 du plateau 1 est tourné vers l'intérieur de la structure et le fond 1 1 du plateau 2 est tourné vers l'extérieur de la structure. Dans ce type de réalisation, la laine de roche garnissant les plateaux 1 et 2 combinent les différentes fonctions acoustiques décrites dans les deux premiers types de réalisation précédents et cela en fonction de l'orientation des plateaux 1 et 2. Cette réalisation particulièrement avantageuse permet d'obtenir une isolation acoustique très performante tout en gardant une correction acoustique performante d'un côté de la structure. Cette réalisation est particulièrement adapté à la mise en oeuvre des enveloppes de bâtiment. L'invention ne se limite pas à ces types de réalisation. Les plateaux 1 et 2 peuvent être avantageusement en tôle galvanisée perforée afin de bénéficier du rôle dissipateur des laines de roche garnissant les plateaux 1 et 2, en particulier lorsque les fonds 10 et 1 1 des plateaux 1 et 2 sont tournés vers I'extérieur de la structure, ces plateaux pouvant recevoir des parements tels que des plaques de plâtre. Par ailleurs, les plateaux 1 et 2 peuvent également être garnis de panneaux de laine de verre, la masse surfacique des plateaux 1 et 2 étant alors augmentée par l'adjonction en fond de plateau ou en surface d'une charge supplémentaire. Une telle charge peut être, par exemple, une plaque de plâtre reliée au fond du plateau par l'intermédiaire d'un liant minéral du type, par exemple, plâtre adhésif. L'invention doit être interprétée de façon non limitative et englobant tout type de structure acoustique de bâtiment répondant au principe d'isolation masse-ressort-masse, les deux masses du système masse-ressortmasse comprenant chacune au moins un plateau rigide et étant séparées par au moins un panneau de laine minérale associé à au moins une lame d'air, les plateaux ayant une section en U et étant garnis à l'intérieur du U d'au moins une laine minérale et les deux masses du système étant disposés de part et d'autre d'éléments de l'ossature du bâtiment et étant fixés mécaniquement à ces éléments de l'ossature. REVENDICATIONS 1. Structure acoustique de bâtiment répondant au principe d'isolation masse-ressort-masse, les deux masses du système masse-ressort-masse comprenant chacune au moins un plateau (1, 2) rigide et étant séparées par au moins un panneau (4) de laine minérale associé à au moins une lame d'air (5), caractérisée en ce que les plateaux (1, 2) ont une section en U et sont garnis à l'intérieur du U d'au moins une laine minérale (3) et en ce que les deux masses du système sont fixées mécaniquement à des éléments (6, 7) de l'ossature du bâtiment. 2. Structure acoustique de bâtiment selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux masses du système sont disposées de part et d'autre des éléments (6, 7) de l'ossature du bâtiment. 3. Structure acoustique de bâtiment selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'indice d'affaiblissement acoustique de la structure est supérieur à 50 dB (A). 4. Structure acoustique de bâtiment selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que au moins un des plateaux (1, 2) est en tôle pleine. 5. Structure acoustique de bâtiment selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que au moins un des plateaux (1, 2) est en tôle perforée. 6. Structure acoustique de bâtiment selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les plateaux (1, 2) sont fixés aux éléments (6, 7) de l'ossature du bâtiment par l'intermédiaire d'un distanceur (12) simple ou acoustique. 7. Structure acoustique de bâtiment selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les plateaux (1, 2) sont garnis à l'intérieur d'une laine de roche (3). 8. Structure acoustique de bâtiment selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les plateaux (1, 2) sont garnis à l'intérieur d'une laine minérale (3) de faible masse volumique telle qu'une laine de verre et d'au moins une charge supplémentaire telle qu'une plaque de plâtre positionnée au fond (10, 11) du plateau ou en surface. 9. Structure acoustique de bâtiment selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fond (10, 11) des deux plateaux (1, 2) est tourné vers l'extérieur de la structure. 10. Structure acoustique de bâtiment selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le fond (10, 11) des deux plateaux (1, 2) est tourné vers l'intérieur de la structure. 11. Structure acoustique de bâtiment selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le fond (11) d'un des deux plateaux (2) est tourné vers l'extérieur de la structure et le fond (10) du second plateau (1) est tourné vers l'intérieur de la structure. 1 2. Structure acoustique de bâtiment selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les plateaux (1, 2) constituent le support des parements (13, 14, 15, 16) nécessaires à la finition de la structure acoustique. 1 3. Structure acoustique de bâtiment selon la revendication 12, caractérisée en ce que les parements (13, 14) sont des plaques de plâtre.