L’isolation contre le bruit est un élément-clé du sentiment de bien-être des occupants dans un bâtiment. Comment le bois, reconnu plutôt pour ses performances acoustiques, peut-il aussi faire partie de la solution? Analyse.
Des critères de bien-être, comme la santé et le confort des occupants, prennent une place grandissante dans les préoccupations des acteurs de l’industrie de la construction, qui doivent parfois modifier leurs méthodes de conception pour tenir compte de cette tendance lourde.
La performance acoustique figure parmi les éléments qui influencent ces critères. Cet aspect apparait aussi sur la liste des projets d’étude de la programmation de recherche de la Chaire industrielle de recherche sur la construction écoresponsable en bois (CIRCERB).
Bien que le temps et les couts de construction soient réduits avec les structures à ossature légère, une conséquence potentielle de celles-ci est que la qualité d'isolation acoustique subjective soit considérée comme inférieure à celle d'une structure lourde (à base de béton).
Une analyse de la performance acoustique d’une conception de plancher en bois lamellé-croisé (Cross Laminated Timber ou CLT) apparent a révélé des problèmes au sein de bâtiments multiétages en bois massif. Des occupants se sont plaints de nuisances sonores, notamment en ce qui a trait aux bruits d’impact de basse fréquence, tels que les bruits de pas.
L’isolation aux bruits aériens
Dans le cadre d’un projet de doctorat en génie civil à l’Université du Québec à Chicoutimi, Chen Qian, sous la direction de Sylvain Ménard (UQAC), Delphine Bard (Université de Lund) et Jean-Luc Kouyoumji (FCBA), a étudié le comportement vibroacoustique d’un plancher complet composé d’un panneau de CLT sur lequel ont été déposés une plaque de gypse, un matériau d’isolation acoustique et une couche de béton. Son modèle a permis, entre autres, d’estimer l'influence de la couche de béton sur l'amélioration de l'isolation acoustique, en particulier dans les basses fréquences, d'où proviennent généralement la plupart des nuisances dans les constructions à ossature légère.
Un modèle de prédiction avec l’IA
Dans le cadre du même programme de recherche au sein de la CIRCERB, l’étudiant Mohamad Bader Eddin a réalisé un autre projet de doctorat sous la direction de Sylvain Ménard, Delphine Bard et Jean-Luc Kouyoumji. Celui-ci visait à développer un modèle de prédiction pour estimer la performance acoustique des structures légères.
Ce second projet portait cette fois sur les bruits aériens et d'impact dans les bâtiments à plusieurs étages, préfabriqués et à ossature légère en bois. Plus précisément, il visait à développer un modèle de prédiction utilisant l'approche des réseaux de neurones artificiels en collectant des mesures standardisées de différents laboratoires tels que : FPInnovations, le Conseil national de la recherche Canada (NRC-CRC), l'Université de Lund en Suède et le FCBA en France.
Écart plus grand pour les hautes fréquences
Douze structures de plancher ont été sélectionnées à partir du nombre total de mesures pour estimer leurs performances acoustiques (isolation aux bruits aériens et d’impact) dans la gamme de fréquences 50Hz - 5kHz en utilisant l'erreur quadratique moyenne (REQM) pour mesurer la précision du modèle.
De façon générale, on remarque que les courbes prédites sont proches de celles mesurées, en particulier dans les gammes de basses fréquences, tandis que les écarts augmentent dans certains cas dans les bandes de hautes fréquences.
En conclusion, puisque le son se propage par le moindre petit trou, la performance acoustique des bâtiments est affectée par le choix des matériaux utilisés. De plus, cette performance est aussi affectée par la qualité de la conception. Cette réalité est d’autant plus vraie dans les bâtiments en bois, puisque ce matériau impose des défis en matière d’acoustique en raison de sa faible masse et l'absence d'outil de prédiction précis.
Rappelons que quatre grands principes s’appliquent pour améliorer l’acoustique d’un bâtiment : la densité des matériaux, la masse et la résilience, les cavités et les surfaces, puis la désolidarisation (dissocier les matériaux de haute densité les uns des autres pour éviter les transferts du son). Dans le domaine de l’acoustique, comme dans bien des domaines, le diable est dans les détails!
Un article technique sur le sujet peut être consulté dans la section Du labo au chantier sur le site Web de Cecobois.
