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Echo Bruit
22
le magazine de l’environnement sonore
décembre
2010
l
Spécial “Acoustique, thermique et ventilation”
CONFORT D’ÉTÉ :
INERTIE THERMIQUE ET CORRECTION ACOUSTIQUE
Les processus de charge et de décharge ne concernant qu’une
faible épaisseur de matériau, de l’ordre de quelques dizaines de
millimètres, il faut donc de grandes surfaces d’échange entre l’air de
la pièce et la masse du bâtiment, telles que le plafond.
L’échange thermique entre le bâtiment et les utilisateurs se fait à
la fois par rayonnement et par convection. Le plafond y joue un
rôle crucial. La convection est d’autant plus présente que l’écart
de température est important entre les couches d’air supérieures
(au contact du plafond) et les couches basses (au contact des
utilisateurs). L’air réchauffé au bas de la pièce par les utilisateurs
ou les équipements s’élève jusqu’à rencontrer le plafond et s’y
refroidir pour ensuite retomber vers le sol. Le rayonnement est,
quant à lui, proportionnel à l’écart entre la température de peau des
utilisateurs (visage, nuque, avant-bras) d’une part, et les surfaces à
forte inertie visibles depuis les postes de travail d’autre part. Il est
considérablement diminué, voire annulé si on interpose un élément
opaque.
Performance acoustique des immeubles de
bureaux
On porte une attention accrue à la correction d’acoustique dans
les bureaux depuis quelques années. La Norme NF S31-080 [1] et
le référentiel HQE « Bâtiments tertiaires » [3] (Cible 9, Acoustique)
proposent chacun des objectifs précis et vérifiables pour les
différents de types pièces que l’on peut rencontrer dans un immeuble
de bureaux. Parmi ceux-ci, les espaces ouverts représentent la plus
grande difficulté. Pour la correction acoustique, la norme préconise
une valeur de taux de décroissance spatiale par doublement de
distance (DL2). Le référentiel HQE propose, quant à lui, une valeur
d’Aire d’Absorption Équivalente (
α
* S), cumulée sol + plafond,
traduisant une quantité d’absorption, AAEsol + plafond. Sachant que
l’absorption des revêtements de sol est très faible, il faut en pratique
que le plafond seul permette d’atteindre une valeur proche de ces
objectifs.
Le plafond est la surface continue la plus exposée à la pièce, la
moins encombrée et donc la plus efficace à traiter. C’est d’autant
plus vrai dans un bureau ouvert. Dans ce type d’espaces, la
surface cumulée des murs est à peu près équivalente à la surface
au sol (3 pour 1 dans un bureau individuel). Dans les bâtiments
utilisant l’inertie, l’intérieur des façades et les murs de refend sont
réfléchissants. Même si certains mobiliers sont revêtus de surfaces
absorbantes (dos d’armoires, cloisonettes, écrans), il ne reste que
le plafond pour le traitement acoustique. Surface la plus exposée à
la pièce, elle est aussi la plus à même de recevoir des matériaux
poreux absorbants. On a donc deux forces en opposition ; d’une
part une augmentation de la quantité totale d’absorption nécessaire
(référentiel et norme) ; d’autre part une réduction des surfaces
disponibles pour le traitement acoustique (technique d’inertie). Les
solutions de correction acoustique se doivent donc d’être de plus en
plus performantes par unité de surface.
Incidence des solutions acoustiques
flottantes sur les échanges thermiques
Les solutions de plafond acoustique flottant à base de laine de
verre existent depuis une dizaine d’années. Suffisamment espacés,
les panneaux entravent peu l’échange thermique. Si le principe
est simple, les performances doivent être quantifiées de manière
précise, pour fournir des données d’entrée fiables aux simulations
thermiques dynamiques. La société Ecophon a pour cela commandité
une étude sur l’incidence d’un plafond discontinu sur les échanges
thermiques entre sous face de dalle et pièce. Les mesures sont faites
dans une chambre pourvue d’un plafond rafraîchissant métallique
fonctionnant à l’eau. A partir du gradient de température entre eau
rentrante et eau sortante ainsi que du débit, on peut calculer l’effet
« plein régime » du plafond [2].
La procédure de test consiste à calculer l’écart en % entre la
situation considérée et la situation de « plein régime », et de cette
façon quantifier l’incidence des solutions acoustiques sur l’échange
thermique. Deux configurations de traitement acoustique ont été
testées. Six éléments de 1,2 m x 1,2 m ont été suspendus à deux
hauteurs différentes du plafond : 200 mm et 800 mm. La surface
cumulée des panneaux est d’environ 8,5 m2, ce qui représente
environ 45 % de la surface du local.
Illustration 2 : Schéma de contribution de l’inertie de la dalle béton au
confort thermique d’été, principalement par convection et accessoirement par
rayonnement. L’air chaud (en rouge) monte, se rafraîchit au contact de la sous face
de dalle béton plus froide et redescend dans la pièce (bleu). Les lignes pointillées
schématisent le rayonnement.