Brevet FR3097887A1 — publié le 20210101

Description Titre de l'invention : Module de construction à amélioration acoustique et vibratoire Domaine de l'invention [0001] La présente invention concerne le domaine de la maçonnerie et plus le domaine des structures des parois formant des planchers ou des murs, voire des cloisons intérieures, constitués d'éléments de maçonnerie alvéolaires ou pleins, par exemple de briques, dont certains éléments présentent une structure propre à améliorer les propriétés phoniques. [0002] 11 est connu d'améliorer les qualités phoniques par des matériaux poreux ou fibreux ou des panneaux acoustiques absorbants accolés à la paroi, mais aussi par l'insertion de résonateurs dit d'Helmholtz [0003] Les sources archéologiques font état de « vase acoustique » se présentant sous forme d'un ou de plusieurs vases que les constructeurs ont inséré dans la maçonnerie afin de donner à l'espace considéré un certain rendu sonore propre, une qualité acoustique désirée, par exemple dans les murs ou dans les voûtes des églises médiévales. État de la technique [0004] On connaît dans l'état de la technique la demande de brevet allemande DE102008042478. Le procédé consiste à transmettre des vibrations agissant sur un objet à protéger à une masse vibrante cubique qui est maintenue par inertie entre des ressorts de tension ou ressorts de pression. Le poids mort statique de la masse vibrante est partiellement absorbé par les forces magnétiques qui agissent entre les éléments d'un amortisseur de vibrations à action horizontale, la masse vibrante étant entièrement en acier. La masse vibrante est formée comme un corps en forme de disque. Les amortisseurs viscoélastiques sont reliés à la masse vibrante, de sorte que l'un des amortisseurs est fixé aux ressorts. Une variante présente un amortisseur de vibrations à action horizontale foimé comme un système de masse à ressort. [0005] La demande de brevet W09402755 décrit un dispositif pour l'amortissement des mouvements périodiques d'un corps ou d'une masse, en particulier d'oscillations, et comportant un boîtier fixé à ce corps ou cette masse et qui contient un élément amortisseur mobile par rapport au boîtier et soumis à l'action d'une force élastique, dispositif dans lequel la section de l'élément amortisseur est comparable à la section intérieure du boîtier, de telle manière qu'un fluide remplissant l'espace intérieur du boîtier puisse s'écouler uniquement avec une résistance non négligeable le long de l'élément amortisseur ou à travers celui-ci dans les orifices qu'il comporte, et dans lequel le mode d'oscillation de l'élément amortisseur par rapport au boîtier, mode 2 résultant de la force de rappel des éléments de ressort (5), au nombre d'au moins un, ingérés entre au moins une face frontale de l'élément amortisseur et au moins une paroi intérieure d'une face frontale du boîtier ; le système ne peut être décrit approximativement qu'au moyen d'une équation de mouvement non linéaire. [0006] Le brevet FR3027082 décrit un absorbeur dynamique non-linéaire comprenant une lame avec deux parties d'extrémité et une partie intermédiaire à fonction de ressort non-linéaire, une masse fixée à la partie intermédiaire à fonction de ressort non-linéaire de la lame, ainsi qu'un moyen de fixation permettant de fixer les deux parties d'extrémité de la lame sur un support solide. La partie intermédiaire à fonction de ressort non-linéaire peut osciller autour de sa position d'équilibre ou de ses positions d'équilibre. Ce brevet décrut aussi un élément de construction contenant un tel absorbeur et l'utilisation d'un tel absorbeur ou élément de construction pour réduire la transparence acoustique d'une paroi. [0007] Inconvénients de l'art antérieur [0008] Ces solutions de Fart antérieur sont difficilement intégrables sous forme d'éléments modulaires autonomes. Les solutions de l'art antérieur constituent des modules impliquant de concevoir le bâtiment d'une manière permettant de construire les parois autour de ces modules, et ne permettent pas de les intégrer sous forme de remplacement d'un élément de construction ordinaire. [0009] Solution apportée par l'invention [0010] Afin de remédier à ces inconvénients, la présente invention concerne, selon son acception la plus générale, un module de construction pour l'absorption des vibrations mécaniques et sonores comprenant au moins une masselotte reliée entre elle(s), ou audit module ou à la structure, par au moins une simple ou une mufti liaison compressible présentant un module de Young YI, chacune desdites masselottes étant également reliée à l'une des parois opposées dudit module par au moins une liaison déformable élastiquement présentant un module de Young Y2, avec Y2/Y1 supérieure à 1.000, la fréquence de résonnance de chacun des couples masselottes/liaisons déformables associées correspondant à au moins une fréquence propre d'une paroi d'un ouvrage. [0011] De préférence, ledit module de construction pour l'absorption des vibrations mé- caniques et sonores comprend au moins deux masselottes reliées entre elles par au moins une simple ou une multi liaison compressible présentant un module de Young Y [0012] De préférence, ledit module de Young YI est inférieur à 200 MPa, [0013] Avantageusement, ledit module de Young Y, est supérieur à 1.000 MPa, [0014] Selon un mode de réalisation avantageux, chaque masselotte présente une masse cor- respondant à un dixième de la masse surfacique de la paroi, et plus généralement égale 3 à au moins un trentième de la masse modale dynamique des modes considérés de la paroi. [0015] Selon une première variante est réalisé par adjonction de deux demi-blocs contenant chacun une masselotte. [0016] Selon une deuxième variante, le module est réalisé par adjonction de deux demi- blocs contenant chacun au moins une masselotte. [0017] Selon une troisième variante, le module est réalisé à partir d'un demi-bloc contenant au moins une masselotte. [0018] Description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention [0019] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention qui suit, se référant aux dessins annexés où: [Fig.1] La figure 1 représente une vue de face d'une paroi comprenant un module selon l'invention [Fig.2] La figure 2 représente une vue éclatée d'un demi-bloc selon l'invention [Fig.3] La figure 3 représente une vue en perspective d'un demi-bloc [Fig.4] La figure 4 représente une vue en perspective d'un module assemblé [Fig.5] [Fig.6] [Fig.7] Les figures 5 à 7 représentent trois variantes de réalisation, les masses affichées étant purement indicatives et données à titre d'exemple selon un cas particulier de paroi. [0020] Principe général de l'invention [0021] La solution selon la présente invention consiste à introduire un accessoire de maçonnerie (1), en remplacement ou en juxtaposition d'un ou plusieurs éléments de maçonnerie constituant une paroi homogène (2) verticale ou horizontale, clans le but d'améliorer son affaiblissement acoustique. On entend par paroi homogène, un ouvrage constitué d'éléments de maçonnerie identiques, comme par exemple un mur ou une cloison ou un plancher à entrevous (voir. Fig.1). [0022] En fonction d'un dimensionnement judicieux de ses composants, relatif à la nature de la paroi homogène à traiter et aux choix des matériaux de ses composants, l'accessoire, placé à proximité du centre d'une paroi, proche du lieu d'une déformation modale dynamique maximale d'une paroi, optimisera l'amélioration de son affaiblissement acoustique. [0023] Structure d'un module selon l'invention [0024] La structure d'un module selon l'invention est représentée en référence aux figures 2 à 4. [0025] Un module dont la figure 4 représente une vue en perspective est constitué de deux demi-blocs (50, 60) illustrés par la figure 3, assemblés et collés. [0026] La figure 2 représente une vue éclatée d'un demi-bloc (50). [0027] Tl est constitué par : une coque (10) présentant un fond (11) et deux cotés (12, 13) s'étendant longitudinalement une masselotte (30) présentant une gorge longitudinale pour le positionnement d'une lame-ressort (20) une plaque en mousse compressible amortissante (40) éventuellement collée sur la masselotte (30) et sur hiles mousses (45/, 46), ou sur la/les masselottes (35/, 36) du demi-bloc adjacent (60), ou sur le module (50) ou sur la structure (2). [0028] Le demi-bloc illustré par la figure 3 constitue un résonateur multimodal. L'assemblage tâte-bâche de deux demi-blocs au moins forme un multi-résonateur multimodal. [0029] La mousse compressible amortissante (40) est une mousse de polymères ou un ca- outchouc ou une laine minérale qui lui confère un module de Young inférieur à 200 MPa. La mousse est subdivisible en plusieurs éléments à disposer sur les masselottes (30, 35, 36) et ne recouvre pas nécessairement toute la surface des masselottes reliées. En fonction de la hauteur de chaque composant (Mo-Ma-Re) (mousse masselotte ressort) selon l'axe 0y, la ou les mousses amortissantes (40, 45) sont plus ou moins écrasées, au moment de l'assemblage tête-bêche des demi-blocs. L'épaisseur nominale d'une des mousses est d'au moins 1 mm [0030] La masse vibrante (30) doit être supérieure à 1 % de la masse modale dynamique de la paroi. Dans certain cas, cette masse correspond au rapport de la masse surfacique (exprimée en Kg/m2) de la paroi lourde à traiter, sur la surface apparente de cette paroi (exprimée en m2). Dans certains cas, la masselotte (30) présente une masse (exprimée en Kg) correspondant à un dixième de la masse surfacique Ms de la paroi (exprimée en Kg/m2) ; ex. d'une paroi brique alvéolaire avec enduit Ms = 125 Kg/m2. Plus la masse vibrante (30) est grande, meilleure est l'efficacité de l'accessoire acoustique en maçonnerie en basse fréquence. [0031] Le ressort (20) est une lame à géométrie simple ou complexe pouvant naturellement être déformée, telle que les déplacements modaux du résonateur soient dirigés quasi transversalement à la paroi (2), soit quasi perpendiculairement aux parois (12, 13). Les dimensions, la forme géométrique et le choix du matériau de cette lame concourent à l'efficacité de l'accessoire acoustique dans la gamme fréquentielle souhaitée. En fonction de la hauteur de chaque composant selon la direction verticale, perpendiculaire au fond (11)), les ressorts (20) des résonateurs peuvent être plus ou moins mis sous contrainte (en compression selon l'axe vertical, au moment de l'assemblage tête- bêche des demi-blocs (50, 60) avec une ou deux couches de mousse (40, 45) intercalaire(s) éventuellement collée(s) sur les deux masselottes (30, 35). Les couches de mousse ne sont pas nécessairement collées entre elles. [0032] La coque (10) peut être de nature comparable au matériau structurel de la paroi. Après assemblage (par collage), les coques des demi-blocs (50, 60) intégrant les résonateurs muid modaux (30, 35) ont la même hauteur hors tout selon l'axe Oy des éléments de maçonnerie de la paroi traitée. [0033] Alternative de réalisation [0034] Pour un traitement fréquentiel plus élevé en fréquence, des accessoires complé- mentaires peuvent être dimensionnées en subdivisant « linéiquement » selon l'axe longitudinal par discontinuité des masses vibrantes (30) et des ressorts (20), ou en changeant la nature et les dimensions des masses vibrantes (30) et/ou des ressorts (20) et/ou des mousses ou laines minérales (50). [0035] Les figures 5 à 7 représentent des exemples de mise en oeuvre avec respectivement : une masselotte inférieure (30) dc 12 kg et une masselotte supérieure (35) de 12 kg (figure 4) une masselotte inférieure de 12 kg et deux masselottes supérieures, l'une (35) de 7 kg et l'autre (36) de 5 kg(figure 5) une masselotte inférieure de 12 kg et deux masselottes supérieures (35, 36) de 6 kg. [0036] Les masses affichées sont données à titre d'exemple selon un cas particulier de paroi. [0037] L'efficacité d'un accessoire est optimale en l'éloignant d'au moins 0.5 m de toute jonction structurelle ou de tout chainage contigu à cette paroi. 6 REVENDICATIONS[Revendication 1] - Module de construction pour l'absorption des vibrations mécaniques et sonores comprenant au moins une masselotte (30, 35, 36) reliée entre elle(s), ou audit module (50) ou à la structure (2), par au moins une simple ou une mufti liaison compressible (40, 45) présentant un module de Young Y,, chacune desdites masselottes (30, 35, 36) étant également reliée à deux parois opposées dudit module par des liaisons (20, 25) déformables élastiquement présentant un module de Young Y2, avec Y2/Y1 supérieur à 1.000, les fréquences de résonnance de chacun des couples respectifs masselottes (30, 35, 36)! liaisons déformables associées (20, 25, 26) et (40, 45, 46) correspondant approximativement et préférentiellement aux fréquences propres d'une paroi (2) d'un ouvrage. [Revendication 2] - Module de construction pour l'absorption des vibrations mécaniques et sonores selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit module de Young Y, est inférieur à 200 MPa, [Revendication 3] - Module de construction pour l'absorption des vibrations mécaniques et sonores selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit module de Young Y2 est supérieur à 1.000 MPa, [Revendication 4] - Module de construction pour l'absorption des vibrations mécaniques et sonores selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque masselotte (30, 35, 36) présente une masse correspondant à au moins un trentième de la masse modale dynamique d'un mode propre considéré de la paroi (2) (expiimée en Kg), soit correspondant pour certains cas, à au moins un dixième de la valeur de la masse surfacique de la paroi (2) (exprimée en Kg/m2), [Revendication 5] - Module de construction pour l'absorption des vibrations mécaniques et sonores selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est réalisé par un demi-bloc contenant au moins une masselotte (30) ou (35), [Revendication 6] - Module de construction pour l'absorption des vibrations mécaniques et sonores selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est réalisé par adjonction de deux demi-blocs, contenant chacun au moins une masselotte (30) ou (35, 36), [Revendication 7] - Module de construction pour l'absorption des vibrations mécaniques et sonores selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est réalisé par adjonction de deux demi-blocs contenant pour l'un une masselotte (30) et pour l'autre deux masselottes (35, 36) de masses identiques, 7 [Revendication 8] - Module de construction pour l'absorption des vibrations mécaniques et sonores selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est réalisé par adjonction de deux demi-blocs contenant pour l'un une masselotte (30) et pour l'autre deux masselottes (35, 36) de masses différentes.