Depuis quelques années, le confort acoustique devient un aspect essentiel de la qualité d’un espace de travail. Pour rencontrer la satisfaction des travailleurs tout en garantissant une efficacité élevée, la nécessité d’un environnement de travail serein n’est en effet plus à démontrer. Retrouvez dans les rubriques ci-dessous des informations permettant de cerner l’ensemble de la problématique du confort dans le tertiaire.
Généralités acoustiques vous permettant de mieux comprendre les phénomènes observés dans les espaces tertiaires.
Le son
1. Définitions
Le son est une sensation auditive produite par une variation rapide de la pression de l’air. Cette variation est engendrée par la vibration d’un corps qui met en vibration l’air environnant.
Ainsi est créé une succession de zones de pression et de dépression qui constituent l’onde acoustique.
Quand cette onde arrive à l’oreille, elle fait vibrer le tympan : le son est alors perdu.
2. Les 3 phases d’un son
(1)Emission: une source vibre
(2)Propagation: le son se propage dans un ou plusieurs milieux
(3) Réception: le son est perçu par l’oreille, un sonomètre…
3. Les caractéristiques d’un son
-la fréquence / la période
En un point donné, la pression fluctue un certain nombre de fois autour de la pression atmosphérique.
Le nombre de fluctuations par seconde définit la fréquence du son f (en Hertz, Hz). La période T est le temps entre deux fluctuations (en secondes, s).
Si la période est longue, la fréquence est basse, le son est grave.
A l’inverse, si la période est courte, la fréquence est élevée, le son est aigu.
L’oreille humaine perçoit les sons entre 20 et 20.000 Hz.
– la longueur d’onde
La longueur d’onde L (en mètres, m) est la distance parcourue par une onde sonore pendant la durée d’une période.
La longueur d’onde est liée à la vitesse de propagation de l’onde dans les matériaux. Cette vitesse varie très fort avec la masse et l’élasticité du matériau (air : 340 m/s , béton: 3500m/s , acier: 5000 m/s).
– le niveau sonore
L’oreille humaine est sensible à des pressions acoustiques (en Pascal, Pa) allant de 0.00002 à 200 Pa, soit dans un rapport de 1 à 10 000 000.
Une échelle plus réduite (logarithmique) a été adoptée pour en rendre l’utilisation plus pratique : le décibel (dB).
Lp = 20 Log(P/P0)
A cause de cette loi logarithmique, l’addition de deux sons à 50 dB ne donnera pas 100 dB mais bien 53 dB.
Si un des sons est à plus de 10 dB au-dessus du second, il couvrira complétement celui-ci.
– le niveau de pression acoustique pondéré
L’oreille humaine n’est pas sensible de la même manière à toutes les fréquences ; le niveau dans les basses fréquences doit être plus élevé que dans les hautes pour obtenir la sensation de même intensité. La sensibilité maximale se situe autour de 1000 Hz.
Pour obtenir une échelle qui tient compte de la perception de l’oreille humaine, on a introduit le dB(A), obtenu par pondération du niveau en dB.
On ne peut donc pas comparer un niveau en dB et un niveau en dB(A) car ils correspondent parfois à des spectres perçus de manière très différente.
4. La transmission des sons
Les vibrations sonores se propagent par transfert d’énergie de particule à particule adjacente.
La transmission peut être aérienne, solidienne ou une combinaison des deux précédentes.
Le bruit
Le son devient un bruit lorsqu’il est génant (par son niveau, ses caractéristiques, son spectre…).
1. Les 4 types de bruits dans un bâtiment
– les bruits aériens intérieurs
– les bruits aériens extérieurs
– les bruits d’impact
– les bruits d’équipement
Selon la situation, l’acousticien est confronté à un problème d’isolation ou de correction acoustique.
2. L’isolation acoustique
L’isolement acoustique est une performance acoustique souhaitée pour un local par rapport aux locaux voisins, afin de limiter la transmission des bruits entre ces locaux.
Contrairement à l’isolation thermique, une erreur même faible de mise en oeuvre a des conséquences très importantes sur le résultat final.
Les matériaux isolants sont lourds et étanches à l’air.
Deux possibilités existent pour obtenir un isolement acoustique: soit en augmentant la masse des parois, soit en doublant ces parois avec incorporation de laine minérale.
3. La correction acoustique
Lorsqu’une onde sonore rencontre une paroi, un partie de son énergie va être absorbée par la paroi tandis que le reste va être réfléchie.
Certains matériaux diminuent la part réfléchie; ce sont des absorbants. Ils sont caractérisés par le coefficient Sabine. Plus celui-ci est élevé, plus le matériau sera absorbant: un matériau dont l’ Sabine est de 0.80 absorbera 80% de l’énergie sonore incidente et en réfléchira 20%, alors qu’un matériau avec un Sabine de 0.99 en absorbera 99% et réfléchira 1%.
Il convient de noter que l’énergie transmise au travers d’une paroi n’est pas modifiée par le placement de matériaux absorbants sur cette paroi; la correction acoustique est indépendante de l’isolation acoustique vers le local voisin.
Les matériaux absorbants sont de trois types: les fibreux et les mousses à cellules ouvertes qui absorbent surtout les médiums et les aigues, les membranes qui absorbent les graves, et les résonateurs qui absorbent surtout à une fréquence particulière fonction de leur gabarit.
Le temps de réverbération permet de caractériser l’absorption un local; il s’agit du temps en secondes nécessaire pour que le niveau sonore dans ce local diminue de 60 dB lors de l’arrêt brusque d’une source sonore. Plus ce temps est important, plus le local est réverbérant.
Le temps de réverbération d’un local est un des paramètres permettant de quantifier le niveau de confort d’un local.
Pour abaisser le temps de réverbération ainsi que le niveau sonore dans un local, il suffit de placer une surface bien définie de matériaux absorbants, à des endroits judicieux.
Qu’est-ce qui différencie l’acoustique dans les domaines industriels et tertiaire?
En milieu industriel, le problème principal est souvent le niveau de bruit, qui est très élevé, plutôt que le type de bruit (souvent continu, contenant parfois des tons purs).
Par contre, les plaintes en milieu tertiaire ne touchent que très rarement le niveau de bruit, qui est faible et bien en-dessous des limites fixées par la législation, mais plutôt la qualité du paysage acoustique: concentration des travailleurs et confidentialité des propos, dérangement par les collègues…
Les influences du bruit
Nul ne l’ignore, une exposition plus ou moins longue à des niveaux sonores très élevés peut déteriorer de manière définitive nos facultés d’audition. Il s’agit d’un des effets les plus marqués du bruit; d’autres, moins extrémes mais parfois très néfastes, existent et constituent une source importante de plaintes.
Les effets physiques d’une exposition au bruit se manifestent dés 60 dB(A): le rythme cardiaque s’accélère, les fonctions digestives sont contrariées, la salivation s’accentue… Le psychique n’est pas en reste: un effet de stress et une fatigue inhabituels sont observés.
Au-delà de 80 dB(A) et pour une durée d’exposition variable suivant le niveau sonore, l’oreille interne risque de perdre une partie de sa sensibilité. Ces dommages sont irréversibles, et souvent constatés très tard, bien après le traumatisme.
Le seuil de la douleur se situe aux alentours de 120 dB(A).
Mais le corps réagit aussi aux niveaux très bas: en-dessous de 20 dB(A), on entend la circulation sanguine dans les oreilles, les bruits provenant de la digestion, le craquement des articulations lors des mouvement, le froissements des habits sur la peau… Cette situation est extrêmement déstabilisante pour l’être humain; un accès de panique ou des troubles psychologiques peuvent résulter d’une exposition à de telles conditions.