Brevet FR2798945A1 — publié le 20010330

L'invention concerne une structure acoustique de bâtiment destinée à être fixée sur l'ossature du bâtiment et comprenant au moins un ensemble acoustique qui comporte un panneau de laine minérale et un élément porteur dudit panneau de laine minérale. L'isolation acoustique d'un bâtiment est couramment obtenue à partir de structures du type masse-ressort-masse dont un exemple est donné dans le document EP 0921242. Une telle structure se compose de deux masses qui sont constituées chacune d'un élément rigide et qui sont séparées par un panneau de laine minérale, telle que de la laine de verre, associé à une lame d'air pour constituer le ressort. Les deux éléments rigides sont disposés de part et d'autre de l'ossature du bâtiment et fixés mécaniquement à cette même ossature ou à des lisses métalliques ajoutées à l'ossature. Ces éléments consistent en des plateaux en tôle de section en forme de U qui sont garnis à l'intérieur du U d'un panneau de laine minérale, telle que de la laine de roche, pour augmenter l'effet de masse. La structure décrite dans ce document permet avantageusement de fixer directement les éléments rigides sur l'ossature du bâtiment ou à des lisses métalliques associées à l'ossature sans nécessiter de moyens de fixation intermédiaires. Cependant, la structure, par la nature en tôle et la forme en plateaux des éléments rigides, atteint encore un coût qu'il serait souhaitable de diminuer. Par ailleurs, la performance de l'isolation acoustique du bâtiment est liée, outre à la nature des parois, à l'épaisseur et à la nature du ressort et de l'amortisseur, à la masse surfacique de la structure qui est donnée par la quantité de laine minérale introduite dans l'élément porteur et par la nature en tôle de l'élément porteur. Néanmoins, la masse surfacique est parfois insuffisante, il est alors nécessaire, en vue d'augmenter la performance acoustique, d'ajouter une charge supplémentaire au fond du plateau, par exemple une plaque de plâtre, ce qui augmente encore le prix de revient de la structure. L'invention a par conséquent pour but de fournir une structure acoustique, répondant notamment à une structure du type masse-ressort-masse, qui tout en gardant les avantages d'une isolation acoustique performante et d'une simplification dans ses moyens de fixation à l'ossature du bâtiment, soit diminuée en coût global. Selon l'invention, la structure acoustique est caractérisée en ce que l'élément porteur consiste en une paire de profilés inférieur et supérieur espacés d'un pas p, qui comprennent chacun, une âme respective en regard l'une de l'autre, et une aile respective pliée perpendiculairement à l'âme associée, les ailes étant dans un même plan et dirigées l'une vers l'autre, et le panneau de laine minérale étant logé entre les âmes des profilés, et l'ensemble acoustique comporte un panneau rigide fixé contre les faces externes des ailes des profilés. Cette structure présente l'avantage d'obtenir directement la masse surfacique suffisante à l'isolation acoustique sans devoir ajouter d'autres épaisseurs d'éléments surfaciques comme c'est généralement le cas pour les plateaux en tôle de l'art antérieur au fond desquels on associe en supplément des panneaux de plâtre. Selon un premier mode de réalisation des profilés, le profilé supérieur comprend de l'autre côté de l'âme, parallèlement et en direction opposée à l'aile une seconde aile destinée à la fixation de l'ensemble acoustique contre l'ossature du bâtiment. Avantageusement, les profilés inférieur et supérieur de ce mode de réalisation comportent des formes complémentaires de façon que le profilé supérieur dudit ensemble coopère avec le profilé inférieur d'un deuxième ensemble acoustique destiné à s'assembler avec ledit premier ensemble acoustique. Selon un second mode de réalisation des profilés, les profilés inférieur et supérieur sont identiques et comportent chacun parallèlement à l'aile une aile supplémentaire de manière à présenter une section en forme de U telle que les ouvertures du U soient en regard l'une de l'autre et entre lesquelles est coincé le panneau de laine minérale, la fixation de l'ensemble acoustique à l'ossature du bâtiment étant réalisée au moyen d'au moins deux pièces de fixation entre lesquelles sont destinés à être maintenus les profilés et dont au moins une est destinée à être fixée à l'ossature. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention vont à présent être décrits dans la description qui suit, en regard des dessins sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un ensemble acoustique selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe d'un ensemble acoustique selon un second mode de réalisation de l'invention; - la figure 3 est une vue de profil d'un structure acoustique du type masse- ressort-masse associé à un bâtiment et comportant des ensembles acoustiques selon le premier mode de réalisation de l'invention; - les figures 4 et 5 sont des vues de profil de pièces utilisées pour la fixation d'un ensemble acoustique selon le second mode de réalisation; la figure 6 est une vue en coupe d'une partie de structure acoustique selon un plan de l'ossature du bâtiment, selon le premier mode de réalisation; - les figures 7 et 8 sont des vues en coupe d'une partie de structure acoustique selon un plan de l'ossature du bâtiment, selon le second mode de réalisation. L'ensemble acoustique 1 représenté à la figure 1 selon un premier mode de réalisation et celui représenté à la figure 2 selon un second mode de réalisation sont destinés à s'appliquer et à être montés contre les parois verticales d'un bâtiment mais pourrait tout aussi bien être associés à des planchers ou des plafonds en vue d'une isolation acoustique. Ces ensembles 1 sont notamment utilisés dans une structure acoustique du type masse-ressort-masse telle que celle illustrée à la figure 3. Cette structure comporte de part et d'autre de l'ossature 40 du bâtiment, formée par des poteaux métalliques ou bien des lisses verticales métalliques assemblées à des poteaux, des ensembles acoustiques 1 montés les uns au-dessus des autres et constituant, pour chaque face de la structure, chacune des masses de ladite structure, les masses étant séparées par le ressort constitué par un panneau de laine minérale 41, telle que de la laine de verre, et par une lame d'air 42. Chaque ensemble acoustique 1 comporte un élément porteur 10 métallique, un panneau de laine minérale 20 et un panneau rigide 30 contribuant à la masse de l'ensemble et formé de préférence par une plaque de plâtre. Les ensembles acoustiques sont généralement livrés sur le chantier de manière pré-assemblée pour n'avoir à effectuer simplement que les opérations de montage et de fixation à l'ossature du bâtiment. Les dimensions d'un ensemble sont de 400mm de hauteur, de 3,25 à 8 m de longueur, longueur qui est adaptée à la distance séparant deux poteaux de fixation de l'ossature. La largeur d'un ensemble est imposée par la largeur de l'élément porteur 10 et de la plaque de plâtre 30, la largeur des profilés étant adaptée pour recevoir des panneaux de laines minérales d'épaisseur 70 mm, et la plaque de plâtre ayant une épaisseur de 12,5 ou 15, ou encore 18 mm pour réaliser une masse surfacique de l'ensemble acoustique suffisante afin que l'isolation acoustique générale de la structure soit supérieure à 50 dB (A) selon les normes actuelles. L'élément porteur 10 d'un ensemble acoustique 1 consiste en une paire de profilés inférieur 11 et supérieur 12 situés dans un même plan et écartés d'un pas p, et entre lesquels est agencé le panneau de laine minérale 20. Les profilés inférieur 11 et supérieur 12 comportent, respectivement, une âme 13 et une âme 14 en regard l'une de l'autre, ainsi qu'une aile 15 et une aile 16 perpendiculaires à l'âme associée et dirigées l'une vers l'autre. L'invention distingue deux modes de réalisation de l'ensemble acoustique 1 selon la forme des profilés, engendrant d'ailleurs deux systèmes distincts de fixation à l'ossature du bâtiment. Dans un premier mode de réalisation (figure 1), le profilé inférieur 11 comporte à l'opposé de l'aile 15, de l'autre côté de l'âme 13, une aile 15a parallèle à l'autre aile et de même direction de manière à former une section en U à l'intérieur de laquelle peut être maintenu coincé le panneau de laine minérale 20. En prolongement de l'aile 15a et à l'opposé de son extrémité libre 15b, le profilé 11 est pourvu d'un bandeau longitudinal d'assemblage 17 destiné, comme on le verra par la suite, à coopérer avec un autre ensemble acoustique 1. Le profilé supérieur 12 du premier mode de réalisation comporte de l'autre côté de l'âme 14 une autre aile 16a parallèle mais de direction opposée à l'aile 16. Cette aile 16a est reliée à l'âme 14 par une gorge 18, à concavité tournée vers la direction opposée au profilé inférieur, et dont le fond est dans un plan parallèle et situé en-dessous du plan contenant l'âme 14. La surface latérale 16b qui sépare le fond de la gorge 18 de l'âme 14 participe au maintien du panneau de laine minérale 20 inséré entre les deux profilés. Comme illustré à la figure 6, la gorge 18 du profilé 12 d'un premier ensemble acoustique est destinée à accueillir le bandeau d'assemblage 17 d'un profilé inférieur 11 d'un autre ensemble acoustique destiné à être monté au- dessus du premier ensemble, l'âme 13 du profilé inférieur 11 du second ensemble reposant sur l'âme 14 du profilé supérieur 12 du premier ensemble. Le panneau de laine minérale 20 est inséré, coincé et éventuellement collé entre les deux profilés inférieur 11 et supérieur 12 contre les âmes 13 et 14, les parois des ailes 15, 15a et 16 et la surface latérale 16b. Le panneau rigide 30, ou la plaque de plâtre, est quant à lui agencé contre la face externe des ailes 15 et 16 des profilés et présente une hauteur telle que ses bords inférieur 31 et supérieur 32 soient coplanaires avec les âmes 13 et respectivement 14 des profilés. La fixation du panneau 30 est réalisée par tous moyens connus, tels que par collage, vissage ou encore cloutage. Selon ce premier mode de réalisation, l'ensemble acoustique 1 est fixé aux poteaux 40 par le profilé supérieur 12, proche de l'extrémité libre 16c de l'aile 16a, par tous moyens de fixation connus tels des vis autotaraudeuses. L'aile 16a du profilé supérieur présente une hauteur supérieure à celle de l'aile 15a d'un profilé inférieur de manière que les moyens de fixation agencés vers I'extrémité supérieure 16c soient suffisamment hauts pour ne pas gêner, lors de la mise en place d'un second ensemble acoustique sur un premier ensemble, l'application de l'aile 15a du profilé inférieur du second ensemble contre l'aile 16a du profilé supérieur du premier ensemble tandis que le bandeau d'assemblage 17 est emboîté dans la gorge 18. Dans le second mode de réalisation de l'invention (figure 2), il s'agit d'utiliser comme éléments porteurs 10, des profilés inférieur 11 et supérieur 12 identiques du commerce dont la section présente une forme en U, les profilés comportant parallèlement à l'aile 15 et respectivement à l'aile 16, de l'autre côté de l'âme, des ailes 19, les ouvertures des U étant en regard l'une de l'autre pour permettre le logement du panneau 20 entre les deux profilés. Le panneau rigide 30 constitué par une plaque de plâtre est fixé contre la face externes des ailes 15 et 16 des profilés inférieur et respectivement supérieur, sa hauteur étant adaptée de sorte que ses bords inférieur 31 et supérieur 32 soient coplanaires avec les âmes 13 et 14 des profilés. Pour la fixation à l'ossature du bâtiment de l'ensemble acoustique réalisé selon ce second mode, il est prévu des pièces de fixation inférieure 50 (figure 4) et intermédiaire 60 (figure 5). En variante, la pièce intermédiaire 60 peut être remplacée par une pièce identique à celle de fixation inférieure 50. Dans la première variante, la pièce inférieure 50 n'est utilisée que pour la fixation du premier ensemble acoustique devant être disposé près du sol, la pièce inférieure 50 coopérant avec le profilé inférieur 11. La pièce intermédiaire 60 joue le rôle de moyen de fixation des ensembles acoustiques montés au-dessus du premier ensemble, la pièce intermédiaire 60 coopérant d'une part avec le profilé supérieur 12 du premier ensemble, et d'autre part avec les profilés inférieur et supérieur des autres ensembles disposés au-dessus. La pièce de fixation inférieure 50 comporte une âme 51 et, de chaque côté de cette âme et perpendiculairement à celle-ci, une aile de fixation 52 et une aile de maintien 53, toutes deux en regard l'une de l'autre. La largeur de l'âme 51 est sensiblement supérieure à la largeur d'un ensemble acoustique. Comme illustré à la figure 7, la pièce 50 est destinée à être montée en premier lieu pour recevoir le premier ensemble acoustique. Ainsi, l'aile de fixation 52 est destinée à être montée par sa face externe contre l'ossature du bâtiment, les faces internes de l'aile de fixation 52, de l'âme 51 et de l'aile de maintien 53 étant destinées à recevoir en appui, respectivement, l'aile 15, l'âme 13 du profilé inférieur 11 et la face externe de la plaque de plâtre 30. L'aile de fixation 52 est suffisamment haute pour que ses moyens de fixation à l'ossature ne gênent pas l'application de l'aile 15 du profilé contre elle. La pièce de fixation intermédiaire 60 présente une section en forme de I. Elle comporte une surface de fixation 61 et une surface de retenue 62 parallèle à la surface de fixation et reliée à celle-ci par une surface de liaison 63 dont la largeur est sensiblement supérieure à celle d'un ensemble acoustique. La surface de liaison 63 délimite un canal supérieur de logement 60a et un canal inférieur de logement 60b. Comme illustré à la figure 7, la surface de fixation 61 est destinée à être montée contre l'ossature du bâtiment tandis que la surface de liaison 63 est destinée à recevoir en appui l'âme 14 du profilé supérieur du premier ensemble acoustique et l'âme 15 du profilé inférieur d'un second ensemble acoustique destiné à être placé au-dessus du premier ensemble, et la surface de retenue 62 est destinée à assurer le maintien en position des deux ensembles par l'appui contre celle-ci des plaques de plâtre 30 desdits ensembles. Dans la seconde variante du second mode de réalisation qui est illustrée à la figure 8, la fixation se fait au moyen de pièces 50 identiques en forme d'équerre. Le montage d'une pièce sur le profilé supérieur d'un ensemble acoustique est réalisé en fixant par vis par exemple l'aile de fixation 52 à l'ossature du bâtiment et l'âme 51 à l'âme 14 du profilé. Nous allons à présent décrire le montage et la fixation d'une face d'une structure acoustique selon les deux modes de réalisation distincts des éléments porteurs. Afin d'isoler toute une paroi du bâtiment du sol au plafond, il est fixé en partant du sol, entre au moins deux poteaux de l'ossature, plusieurs ensembles acoustiques 1 les uns au-dessus des autres. La figure 6 illustre deux ensembles acoustiques selon le premier mode de réalisation une fois montés et fixés. Le premier ensemble acoustique 1 est positionné pour reposer sur une semelle en bois la fixée au sol et est maintenu plaqué contre l'ossature en clouant un tasseau de bois lb à la semelle la. Le premier ensemble est ensuite fixé aux poteaux de l'ossature 40 par solidarisation de l'aile 16a du profilé supérieur au niveau de son extrémité supérieure 16c au moyen de vis 41. Un deuxième ensemble acoustique 1 est ensuite monté au-dessus du premier ensemble. On engage d'abord le bandeau d'assemblage 17 du profilé inférieur 11 dans la gorge 18 du profilé supérieur 12 du premier ensemble déjà fixé, puis on bascule ledit ensemble vers l'ossature du bâtiment de manière à emboîter le bandeau dans la gorge, à asseoir l'âme 13 du profilé inférieur sur l'âme 14 du profilé supérieur du premier ensemble, et à plaquer l'ensemble contre les poteaux. Enfin, on fixe ce deuxième ensemble en vissant l'aile 16a du profilé supérieur aux poteaux. La figure 7 illustre deux ensembles acoustiques une fois montés et fixés selon le second mode de réalisation et selon la première variante de ce mode. Deux pièces 50 sont d'abord fixées par leur aile 52, respectivement, sur deux poteaux alignés de l'ossature 40 du bâtiment, les pièces reposant sur le sol par la face externe de leur âme 51. L'ensemble acoustique 1 est alors logé par coincement dans les pièces de fixation 50. L'ensemble est maintenu en position verticale pour éviter tout basculement par les ailes 53 des pièces 50) L'ensemble est fixé à l'ossature au moyen de deux pièces intermédiaires de fixation 60 qui sont montées sur la tranche supérieure de l'ensemble au niveau des deux poteaux. La partie inférieure de la surface de fixation 61 est insérée entre un poteau et l'aile 16 du profilé supérieur, la surface de retenue 62 présente sa partie inférieure plaquée contre la plaque de plâtre 30 du premier ensemble et la surface de liaison 63 repose sur l'âme 13 du profilé supérieur, le canal inférieur 60b de la pièce coiffant ainsi une partie de la tranche supérieure de l'ensemble acoustique. La partie supérieure 61a de la surface de fixation 61 est ensuite fixée par vissage au poteau associé pour fixer la pièce et maintenir fermement coincé ledit ensemble. Le canal supérieur 60b des pièces de fixation servira de logement d'accueil à un deuxième ensemble, I'âme 14 du profilé inférieur 11 de cet ensemble reposant sur les surfaces de liaison 63 des pièces. De la même manière que pour la fixation du premier ensemble, on rapporte deux pièces 60 sur le dessus du second ensemble, la tranche supérieure de l'ensemble étant logée dans le canal inférieur 60b des nouvelles pièces, puis on fixe ces pièces par leur surface 61 aux poteaux afin de fixer le second ensemble acoustique. Notons que les faces externes des surfaces de retenue 62 des pièces 60 et des ailes 53 des pièces 50 peuvent servir de supports de fixation à un parement d'ornement destiné à couvrir les plaques de plâtre 30. REVENDICATIONS 1. Structure acoustique de bâtiment destinée à être fixée sur l'ossature (40) d'un bâtiment et comprenant au moins un premier ensemble acoustique (1) qui comporte un panneau de laine minérale (20) et un élément porteur (10) dudit panneau de laine minérale, caractérisée en ce que l'élément porteur (10) consiste en une paire de profilés inférieur (11) et supérieur (12) espacés d'un pas p, qui comprennent chacun, une âme respective (13,14) en regard l'une de l'autre, et une aile respective (15, 16) pliée perpendiculairement à l'âme associée, les ailes étant dans un même plan et dirigées l'une vers l'autre, et le panneau de laine minérale (20) étant logé entre les âmes (13,14) des profilés (11,12), et l'ensemble acoustique (1) comporte un panneau rigide (30) fixé contre les faces externes des ailes (15, 16) des profilés. 2. Structure acoustique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le profilé supérieur (12) comprend de l'autre côté de l'âme (14), parallèlement et en direction opposée à l'aile (16) une seconde aile (16a) destinée à la fixation de l'ensemble acoustique (1) contre l'ossature (40) du bâtiment. 3. Structure acoustique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les profilés inférieur (11) et supérieur (12) comportent des formes complémentaires de façon que le profilé supérieur dudit ensemble coopère avec le profilé inférieur d'un deuxième ensemble acoustique destiné à s'assembler avec ledit premier ensemble acoustique. 4. Structure acoustique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le profilé inférieur (11) comporte parallèlement et en direction opposée de l'aile (15) un bandeau d'assemblage (17) et le profilé supérieur (12) comporte une gorge (18) reliant l'âme (14) à l'aile de fixation (16a), le bandeau d'assemblage (17), du profilé inférieur d'un deuxième ensemble acoustique destiné à s'assembler avec le premier ensemble, étant destiné à coopérer par emboîtement avec la gorge (18) du profilé supérieur du premier ensemble. 5. Structure acoustique selon la revendication 4, caractérisée en ce que le profilé inférieur (11) comporte dans le prolongement du bandeau (17) et en regard de l'aile (15) une aile (15a), et le profilé supérieur (12) présente une surface latérale (16b) qui sépare le fond de la gorge (18) de l'âme (14), le panneau de laine minérale (20) étant logé par coincement entre les ailes (15) et (15a) du profilé inférieur et l'aile (16) et la surface latérale (16b) du profilé supérieur. 6. Structure acoustique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les profilés inférieur (11) et supérieur (12) sont identiques et comportent chacun parallèlement à l'aile (15,16) une aile supplémentaire (19) de manière à présenter une section en forme de U telle que les ouvertures du U soient en regard l'une de l'autre et entre lesquelles est coincé le panneau de laine minérale (20), la fixation de l'ensemble acoustique (1) à l'ossature (40) du bâtiment étant réalisée au moyen d'au moins deux pièces de fixation (50, 60) entre lesquelles sont destinés à être maintenus les profilés (11) et (12) et dont au moins une est destinée à être fixée à l'ossature (40). 7. Structure acoustique selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'une pièce de fixation (50) comprend une âme (51), et de chaque côté de l'âme, en regard, une aile de fixation (52) et une aile de maintien (53), l'aile de fixation étant destinée à être fixée à l'ossature (40) du bâtiment et à recevoir en appui l'aile (15) du profilé inférieur tandis que l'âme (51) de la pièce reçoit l'âme (13) dudit profilé inférieur et l'aile de maintien (53) retient l'ensemble acoustique en position dans la pièce. 8. Structure acoustique selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'une pièce de fixation (60) présente une section en forme en I et comprend une surface de fixation (61), une surface de retenue (62) parallèle à la surface de fixation, et une surface de liaison (63) reliant entre elles la surface de fixation avec la surface de retenue et délimitant un canal supérieur (60a) et un canal inférieur (60b), la surface de fixation (61) étant destinée à être fixée contre l'ossature (40) du bâtiment au niveau de son extrémité supérieure (61a), tandis que le canal inférieur (60b) loge une partie de la tranche supérieure de l'ensemble acoustique (1) et le canal supérieur (60a) étant destiné à loger une partie de la tranche inférieure d'un second ensemble acoustique destiné à être monté au-dessus du premier ensemble. 9. Structure acoustique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le panneau rigide (30) est un panneau de plâtre. 10. Structure acoustique selon la revendication 7, caractérisée en ce que le panneau rigide (30) présente une hauteur équivalente au pas p des profilés.