Comment construire une façade acoustique efficace dans la construction à ossature bois?
Composition et performances
La construction à ossature bois est une méthode de plus en plus adoptée par les particuliers et les professionnels. Mais pour mettre pleinement ses atouts en valeur, les concepteurs et les exécutants doivent respecter plusieurs règles en matière de sécurité incendie, d'hygrothermie, de stabilité et, last but not least, d'acoustique. D'abord et avant tout, nous nous concentrons sur la façade. Dans les articles suivants, nous discuterons de la construction de toits, de murs mitoyens, de sol séparatrices et, finalement, de l'intégration des portes et fenêtres.
Principe massa-ressort-masse
Un principe essentiel pour l'optimisation des performances acoustiques dans la construction à ossature bois est le principe masse-ressort-masse. Cela signifie que deux masses lourdes, séparées par un ressort flexible, permettent d'obtenir la meilleure isolation acoustique possible. Dans la construction de façades, cela signifie que le revêtement à l'intérieur et à l'extérieur forme les masses et que l'isolation flexible mais dense entre elles agit comme un ressort.
La particularité ici est que la sous-structure porteuse est assez solide, avec des sections de 190 mm x 45 mm et un intervalle de 600 mm. Ces sections en bois de conifères constituent des 'autoroutes' par lesquelles le son peut se déplacer de l'extérieur vers l'intérieur (ou inversement). Autrement dit, il est très important de désolidariser au maximum les deux masses de cette construction.
Modèle de base
Le graphique 1 nous donne une première idée des mesures à prendre pour optimiser la pire solution possible (les panneaux intérieurs et extérieurs sont simplement vissés sur la sous-structure). Les quatre schémas affichent une construction de l'intérieur vers l'extérieur. Côté intérieur, on peut voir une plaque de plâtre en guise de finition. Côté extérieur, on observe une plaque de fibrociment. Si l'on respecte une petite cavité, on peut choisir une façade en briques.
Du côté intérieur, il est habituel de prévoir un espace technique dans lequel on peut intégrer un câblage ou éventuellement des conduites d'eau. Cette cavité est créée en fixant la plaque de finition intérieure selon des règles de connexion résilientes à la plaque de plâtre renforcé de fibres, qui est à son tour fixée sur la sous-structure en bois.
C'est la situation que l'on peut voir dans le schéma 17. Mais cette configuration affiche encore des performances assez médiocres, surtout pour les basses fréquences.
Intégration d'un film PE
Une deuxième mesure consiste à remplacer la plaque de plâtre renforcé de fibres par un film PE qui fait office d'écran d'air. Ce film est à son tour maintenu dans un lattis en bois que l'on visse directement sur les montants. C'est cette situation que montre le schéma 18. Cette mesure rend la construction beaucoup plus légère: 34 kg/m² contre 46 kg/m².
Contrairement à ce qu'on pourrait penser intuitivement, elle est aussi plus performante sur le plan acoustique. Cela s'explique par le fait que le 'creux' entre les deux masses est maintenant plus large, ce qui est favorable pour compenser le bruit dans les basses fréquences. De plus, la surface de contact totale entre les panneaux intérieurs et la sous-structure est devenue beaucoup plus petite.
Ajout de masse
Alourdir la construction reste une des manières les plus simples et les plus efficaces pour améliorer l'acoustique d'un élément. Les schémas 18 et 19 sont identiques au schéma 17, mais contiennent plus de masse.
Façade avec revêtement
Le graphique 2 montre plusieurs schémas où la façade est dotée d'un revêtement. Cela permet de créer une cavité aussi bien côté extérieur (à l'avant sur le dessin) que côté intérieur (à l'arrière sur le dessin).
Une recherche en laboratoire sur les constructions de façades avec une cavité côté intérieur et côté extérieur montre que plus on écarte les masses, plus on les désolidarise et plus on remplit les cavités entre ces masses avec un matériau d'isolation acoustique souple mais dense, plus l'amortissement acoustique de la construction est bon.
Désolidariser
Dans les deux schémas (8 & 9), on crée cette cavité au moyen d'un lattis en bois. Ce lattis constitue un pont acoustique par lequel le son peut passer assez facilement. Le fait de prévoir de la laine minérale entre les lattes fait peu, voire pas de différence. La première chose à faire est donc de remplacer le lattis rigide par des montants métalliques résilients qui assurent une connexion plus souple entre les deux panneaux. Le résultat est maintenant nettement meilleur (voir schéma 10bis).
Matériau d'isolation acoustique
Maintenant que cette désolidarisation est réalisée, il est pertinent d'appliquer un matériau d'isolation acoustique souple dans la cavité. Notez la différence significative au niveau des performances acoustiques entre les schémas 10bis et 10.
Intégration d'un film PE
Comme pour le modèle de base dont on a parlé plus haut (voir figure 1), nous pouvons ici aussi remplacer les panneaux du côté intérieur de la sous-structure par un film PE. Cela élargit le creux (ressort) entre les deux masses extérieures, ce qui a surtout un impact positif dans les basses fréquences: voir schéma 12.
Désolidarisation complète
Une dernière mesure que nous pouvons prendre afin d'optimiser la construction, est d'améliorer la désolidarisation déjà réalisée. Par exemple, nous pouvons créer la cavité pour les conduites au moyen d'une ossature métallique indépendante isolée (principe d'une contre-cloison acoustique). On peut également améliorer la désolidarisation du lattis pour le revêtement de façade.
La meilleure performance mesurée (voir schéma 22) est obtenue en remplissant ces creux avec un matériau d'isolation amortissant le bruit.
Conclusions
Les principes suivants constituent des grandes règles pour un amortissement acoustique optimal:
- principe masse-ressort-masse;
- créez un creux le plus large possible (ressort) entre les deux masses;
- rendez les masses plus lourdes;
- assurez une désolidarisation optimale (le moins possible de points de contact rigides);
- remplissez tous les creux au moyen d'un matériau d'isolation acoustique dense.