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Le triple défi des acousticiens

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Respect du voisinage, confort d’écoute, indépendance des locaux. Toutes les salles de concerts doivent limiter les nuisances sonores. La meilleure technique consiste à bâtir des boîtes étanches, mettre en œuvre des matériaux performants et limiter les « ponts acoustiques ».

Habituellement, les salles de musique sont situées en zones urbaines, près des moyens de transport ; et les aménagements internes se caractérisent par des studios d’enregistrement et de répétition qui se côtoient. Dès lors, l’isolation acoustique doit répondre à un triple défi : préserver le voisinage des nuisances sonores ; assurer à l’auditeur un confort d’écoute sans bruits extérieurs ni rumeurs de la ville ; éviter la propagation des ambiances sonores d’un local à l’autre.

La qualité d’une isolation phonique dépend autant de la forme architecturale que des matériaux et méthodes de mise en œuvre. C’est la raison pour laquelle l’acousticien doit intégrer l’équipe d’architecture dès l’appel d’offres et l’avant-projet sommaire (APS) d’une salle de musique. Ce tandem élabore alors un projet qui répond au cahier des charges ; il le dessine puis conçoit le bâti.
Selon Bruno Suner, ingénieur acousticien fondateur d’Euphonia et enseignant à l’école nationale supérieure d’architecture de Nantes (Ensan), ce phasage de l’étude aux travaux garantit la réussite du projet. Quatre points sont essentiels. D’abord, maîtriser les phénomènes de propagation du son dans un bâti. Ensuite, ne pas confondre l’isolation, c’est-à-dire la transmission du son d’un espace à l’autre, et l’absorption, soit la réduction de la propagation du son dans un espace. « On mélange souvent les deux, estime Bruno Suner. Le liège, par exemple, est encore commercialisé dans les grandes surfaces de bricolage comme un isolant acoustique. » Puis il s’agit de chasser les « décibels gratuits », en étudiant la répartition spatiale des locaux bruyants afin d’éviter les contiguïtés critiques, et de jouer sur les espaces tampons. Enfin, privilégier un traitement à la source de l’émission plutôt qu’à la réception.

Outils logiciels

L’étude commence par une approche sur le volume, la hauteur et la forme de la salle de concerts. Le travail est effectué en 3D avec les outils informatiques des architectes. Sous Rhino ou SketchUp pour les esquisses, puis en CAO, de plus en plus souvent dans un modèle de maquette numérique respectant les normes du BIM (Building Information Modeling). Pour l’intérieur de la salle, l’acousticien utilise des logiciels de type « tirs de rayons », afin de visualiser les zones où se réverbèrent et se propagent les sons. Ces outils calculent et analysent la transmission des ondes dans l’environnement (SoundPLAN), ou simulent leur propagation dans les autres locaux (CATT-Acoustic). Les résultats sont souvent exploités dans une restitution dynamique avec des moteurs de type jeux vidéo. D’autres applications (Acoubat ou Insul) estiment l’atténuation obtenue avec des couches de matériaux indépendants et situent les points faibles acoustiques.
L’isolation phonique intérieure et/ou extérieure procède de ces études. L’acousticien et l’architecte déterminent le bâti, détaillent les matériaux et la structure (béton classique, voiles, poteaux-poutres, bois, suspensions), en se posant trois questions.
Quel objectif ? L’isolation doit être définie dans les deux sens : émission et réception. Les sons courants sont atténués de 40 à 50 dB avec des cloisons de plâtre. Mais au-delà, pour des salles de concerts en centre-ville, il faudra doubler les composants.
Quelle isolation ? Les propriétés acoustiques des matériaux tels que le béton, le plâtre ou le bois sont connues et mesurées par des laboratoires, principalement celui du Centre scientifique et technique du bâtiment. L’effet de masse est le plus efficace pour amortir les ondes, aussi, plus le matériau est épais, plus le filtre sera élevé. Pour les basses et les très basses fréquences - nombreuses dans la musique contemporaine -, il faut des éléments constructifs massifs comme des parois en béton de 20 à 30 cm d’épaisseur en couche principale.
Quelle structure ? Sur une masse béton, les éléments supports diffusent, voire amplifient, les vibrations. Il en est de même des exutoires de désenfumage statique (lire l’encadré page suivante). Les couches isolantes doivent donc être indépendantes du bâti. Cela est primordial pour éliminer les points faibles, ponts acoustiques ou fuites sonores.
Pour obtenir un véritable silence, la monocouche massive ne suffit pas ; une deuxième couche d’isolation est nécessaire. Le plus simple est d’abord d’entourer la salle par des locaux tampons : couloirs d’accès, vestiaires, bar/foyer, ou locaux techniques. Dans les étages supérieurs où la salle est souvent en contact direct avec l’extérieur, il faut, comme en thermique, recourir à des solutions plus complexes de double mur. La plus efficace consiste à créer une boîte extérieure abritant une boîte intérieure, les deux étant séparées d’une dizaine de centimètres de vide. Deux techniques sont opérables.
La première consiste à édifier une boîte intérieure indépendante et autoportante, dont le plancher repose sur une dalle en béton dotée de ressorts ou couverte de plaques en néoprène épais (lire le focus p. 47). Les murs en béton allégé ou carreaux de plâtre de 10 à 15 cm seront fixés au plancher et supporteront un plafond léger. À cause des portées structurelles, cette solution est limitée aux salles de moins de 1 000 m².
Pour celles plus grandes, la seconde technique est appliquée. Elle consiste à désolidariser chaque élément : le sol sera flottant, sur chape, ressorts ou fixations désolidarisés ; les parois intérieures seront accrochées aux murs de la boîte extérieure par des fixations antivibratiles ou résilientes ; le plafond sera suspendu (lire le focus ci-contre).

Éviter l’effet diapason

L’efficacité sonore de la double boîte se trouve facilement dégradée par la mauvaise désolidarisation des éléments du second œuvre. Tous doivent être indépendants, afin de ne pas créer de « ponts acoustiques ». Les conduites d’eau doivent être dotées de manchons souples ; les chemins de câbles tronçonnés selon les appuis ; les fixations en matériau souple pour amortir des vibrations… Car il faut à tout prix éviter « l’effet diapason » : si dans l’air, on entend celui-ci faiblement, sur une plaque, il provoque des vibrations bruyantes. De même, un simple parement en bois boulonné à l’extérieur du bâti pourra déformer et amplifier le son vers l’extérieur.
L’isolation ne peut souffrir aucun raté. Lorsqu’une dalle flottante repose sur un petit point dur, cela aura un impact sur tout le projet et la seule solution sera de passer du temps à trouver et isoler ce contact. Cela rend très complexe toute intervention a posteriori pour isoler une salle existante. Voilà également pourquoi un chantier acoustique doit nécessairement être suivi au plus près.
Hubert d’Erceville

N°341

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