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Spécial « Vibrations dans les bâtiments »
Les réglementations, les normes et les référentiels concernant les vibrations et leur mesurage
Remarques
- les règles techniques sur le mesurage sont reprises
dans la norme française récente NF E 90-020 :2007 (voir
section suivante).
- il existe une norme ISO 4866 : 1990 sur le même sujet,
postérieure à la circulaire de 1986 et qui a repris le même
type d’approche.
- L’aspect «effet sur les personnes» est curieusement
mentionné dans la circulaire de 1986 par la phrase suivante :
«En règle générale, on observe que, lorsque l’étude séis-
mique a réglé le problème de la sécurité des construc-
tions, celui des autres nuisances des occupants de ces
constructions se trouve résolu».
Autres exemples européens
Il existe des normes nationales relatives aux vibrations
et leurs effets sur les structures dans de nombreux pays
européens : citons en particulier l’Allemagne (DIN 4150-
3:1999), le Royaume Uni (BS 7385-2:1993) et la Norvège
(NS 8141:2004) ; tous s’accordent sur l’utilisation de la
vitesse particulaire non pondérée (valeur crête) mesurée
sur un élément porteur proche des fondations.
Sources susceptibles de gêner les personnes
Toutes les sources de vibration sont susceptibles de gêner
les personnes. Il est intéressant à ce niveau de séparer
les sources internes aux bâtiments de type équipements
comme les ascenseurs, les conduits d’évacuation d’eau,
qui en général ne génèrent pas de niveaux vibratoires
perceptibles corporellement, mais génèrent du bruit soli-
dien, des sources externes (transport terrestre ou chan-
tier) plus puissantes.
Pour fixer les idées, l’ordre de grandeur de seuil de percep-
tion corporelle d’un individu est de 0,1 mm/s (Lv = 66
dB en niveau de vitesse réf. 5.10
-8
m/s) alors qu’un bruit
solidien d’une vingtaine de dB(A) dans un local (percepti-
ble la nuit) correspond à des niveaux vibratoires de dalle
béton de l’ordre de 45 dBlin, donc d’une vingtaine de dB
plus faibles que le seuil de perception. Notons que les
seuils relatifs à des dommages potentiels aux structures
«résistantes» présentés plus haut étaient plutôt de l’or-
dre de 10 mm/s, soit un facteur 100 en amplitude par
rapport au seuil de perception corporel des vibrations
(soit 40 dB au dessus).
Les sources internes au bâtiment
Les équipements de bâtiments d’habitation sont soumis à
la Réglementation Acoustique française (2001) qui impose
des limites en bruit d’équipement (bruits aérien et solidien
cumulés) de 30 dB(A) dans les pièces principales des loge-
ments (chambres et séjour) et 35 dB(A) dans les cuisines.
Cette réglementation est purement acoustique, mais inclut
les bruits solidiens ; les vibrations en sont exclues.
L’aspect normatif concernant la caractérisation aérienne et
structurale en laboratoire de ces équipements et la prédic-
tion des niveaux de bruits aérien et solidien qu’ils génèrent
sur site est traité au niveau européen par le CEN/TC126
(Building Acoustics) via deux groupes de travail actifs :
CEN/TC126/WG2 pour la prédiction du bruit sur site (CSTB
membre) et CEN/TC126/WG7 pour la caractérisation en
laboratoire (CSTB animateur).
Deux normes sont sorties récemment en 2009 et concer-
nent les installations d’équipement sur structures lourdes :
la norme EN 15657-1 qui traite de la caractérisation en
laboratoire de la puissance structurale de l’équipement sur
une paroi lourde de référence, et la norme EN 12354-5 qui
estime le bruit solidien rayonné sur site à partir de cette
puissance de référence.
Les deux groupes travaillent actuellement aux installations
d’équipement sur structures légères à ossature et à la trans-
mission du bruit solidien dans ce type de structure.
Les sources externes au bâtiment
Ces sources, comme les vibrations générées par les trans-
ports terrestres et le ferroviaire en particulier, sont suscep-
tibles de générer dans les bâtiments des niveaux vibratoi-
res perceptibles corporellement et auditivement.
Le cadre réglementaire et normatif existant français rela-
tif à l’effet des vibrations sur les personnes est d’abord
présenté puis, au vu des manques, les réponses données
par les textes internationaux ISO et nationaux de certains
pays d’Europe plus en avance sont analysés.
Le cas français
Il n’y a pas de réglementation française traitant de l’effet
des vibrations environnementales sur les personnes et le
seul texte normatif qui pourrait apporter des réponses
est la norme NF E 90-020 : 2007, très générale comme
le montre son titre : «Vibrations et chocs mécaniques -
Méthode de mesurage et d’évaluation des réponses des
constructions, des matériels sensibles et des occupants».
Concernant les effets des vibrations sur les personnes, la
norme donne des informations sur la méthode de mesu-
rage (mesure des vibrations sur les planchers, là où les
niveaux sont maximaux, intervalles de mesurage…) et
surtout sur le traitement de signal (filtrage 1/3 octave,
calcul FFT, calcul de valeurs rms, pondération fréquen-
tielle), mais ne donne aucune indication sur les descrip-
teurs d’exposition à utiliser et aucune valeur seuil.
Il faut donc rechercher des réponses au niveau interna-
tional (norme ISO) et dans les pays plus avancés comme
l’Allemagne, le Royaume Uni...
Les textes ISO «primaires»
Ces textes sont dits «primaires» car ils définissent les gran-
deurs qui sont ensuite reprises par les normes nationa-
les des pays. Deux normes sont d’importance : ISO 2631-
1:1997 et ISO 2631-2:2003.
La norme
ISO 2631-1:1997
donne des spécifications
générales :
- grandeur de base : valeur rms sur la durée de mesurage
de l’accélération pondéré :
- calcul de a
w,rms
:
- spectre 1/3 octave de valeurs rms non pondérées
de l’accélération (en général en dB)
- pondération 1/3 octave des spectres (pondéra-
tion donnée en linéaire et en dB dans l’ISO 2631-1)
- calcul de a
w,rms
(en linéaire ou en dB) par somme
énergétique des valeurs pondérées par 1/3 octave.