La transmission du son et sa relation avec le coupe-feu
 
La construction de bâtiments a évolué rapidement au cours de la dernière décennie. De nouveaux matériaux ont été développés et les matériaux existants ont évolué, repoussant les limites de la conception pour les architectes et les ingénieurs. Ces bâtiments modernes ont une variété d'occupants et d'utilisations, et la transmission du son à travers les assemblages de murs et de planchers à l'intérieur de ces bâtiments constitue un facteur de conception important pour répondre aux besoins des occupants. Bien que plusieurs conceptions de murs et de planchers soient disponibles avec des indices de transmission du son (ITS) éprouvés, la situation devient complexe lorsque ces assemblages doivent également maintenir des indices de résistance au feu. Des séparations coupe-feu sont souvent nécessaires entre les occupants, et l’ITS de même que le degré de résistance au feu de ces assemblages sont compromis par la présence de pénétrations de plomberie, d'électricité et de mécanique. Les joints dynamiques créés entre les assemblages de murs et de planchers compromettent également ces indices de performance. Les systèmes coupe-feu, qui assurent une protection passive contre le feu, sont sollicités pour maintenir les indices de transmission du son et de résistance au feu des assemblages.

Comment les indice de transmission du son sont-ils déterminés ?
 
Les essais de transmission du son comportent des paramètres d'essai complexes utilisés pour déterminer la performance des matériaux. L'American Society of Testing and Materials (ASTM) a élaboré plusieurs normes d'essai pour déterminer les propriétés acoustiques de différents produits et matériaux. La norme ASTM E90 - Standard Test Method for Laboratory Measurement of Airborne Sound transmission Loss of Building partitions and Elements (Essais de perte de transmission des bruits aériens des cloisons et composants de construction) est une norme fréquemment utilisée. Cette norme décrit la méthode et les procédures pour mesurer la perte de transmission sonore dans les assemblages et calculer l’indice de transmission du son global. Tout comme un essai de résistance au feu, la norme évalue les performances de l'ensemble du système (y compris l'assemblage lui-même, les joints, les espaces et les pénétrations à l'intérieur de l'assemblage) afin de mesurer et de déterminer l’indice d’affaiblissement acoustique (STL) et l'indice de transmission du son (ITS) qui en résultent. 
 
La méthode d'essai définie par la norme ASTM E90 utilise deux pièces séparées par une cloison, comme le montre la figure 1. L'une des pièce est désignée comme la pièce source et l'autre comme la pièce de réception. L'échantillon d'essai est installé dans la cloison de séparation et l'appareil d'essai est conçu de manière à ce que le son ne soit transmis que par l'échantillon d'essai.  

Figure 1 : Configuration type ASTM E-90

Au cours de cet essai, les matériaux sont évalués pour vérifier qu'ils peuvent maintenir l’indice souhaité pour l’assemblage. En ce qui concerne les degrés de résistance au feu, lorsqu'un assemblage doit maintenir une cote F de 2 heures, les matériaux installés doivent être capables de maintenir cette cote. Il en va de même lorsque des indices de transmission du son sont requis. Si un mur de séparation est conçu pour offrir un ITS de 50, l'assemblage complet, y compris les matériaux utilisés pour sceller les ouvertures et les joints, doit pouvoir maintenir l'ITS de 50. Notez que l’indice de transmission du son, tout comme une cote F, ne s'applique pas au produit lui-même, mais est plutôt indiqué pour une condition d'assemblage spécifique dans une construction de mur ou de plancher spécifique.
 
Détermination de la base de conception des ensembles classés pour le feu et l'acoustique
 
Lors de l'évaluation de la performance acoustique d'un matériau coupe-feu, il est recommandé de comprendre la performance de base* du mur dans lequel le matériau est testé.
 
*La performance de base d'un mur est définie comme la performance ITS du mur avant l'introduction d'un joint ou d'une pénétration.
 
Il est souvent impossible de rechercher une valeur ITS unique pour un matériau coupe-feu qui corresponde à l'intention de conception d'un assemblage mural particulier, car l'introduction d'un système de joint dynamique approprié, par exemple, entraînera une valeur ITS inférieure à la valeur de base de ce mur.
 
Par exemple, si la fiche technique d'un produit d'étanchéité coupe-feu indique une performance ITS de 56, et que la spécification ITS du mur est de 56, ce produit peut sembler viable pour votre projet. Cependant, après évaluation des données de base de l'assemblage testé du produit d'étanchéité coupe-feu, vous pouvez constater que la valeur de base était beaucoup plus élevée, par exemple, un ITS de 61. Ce produit coupe-feu a permis une dégradation de 5 points de l'ITS de l'assemblage de base. Ce n'est qu'avec ces informations que l'on peut évaluer la véritable performance acoustique d'un produit. Hilti a réalisé ces essais ITS de base pour de nombreux produits coupe-feu qui sont utilisés pour protéger les ouvertures autour des pénétrations et pour sceller les joints de construction créés entre deux assemblages. 

Essais en laboratoire disponibles pour les produits coupe-feu Hilti
 
Hilti est allée au-delà des essais ASTM E90 sur un seul point et a également testé des produits dans diverses configurations d'assemblage et types de construction. Les essais acoustiques supplémentaires ont consisté à mesurer la classe de transmission du son pour les systèmes de joints en tête de mur, conformément à la norme ASTM E90. Il s'agit d'évaluer le joint entre les assemblages de murs à cadre en gypse et les assemblages de planchers/plafonds en béton plat. Un exemple de produit testé est le joint de rail supérieur CFS-TTS, un produit d’étanchéité coupe-feu, coupe-fumée et coupe-son préformé. Cette solution est installée aux joints de tête de mur, entre la dalle de béton plate et l'ensemble rail supérieur et mur de gypse.
 
Le programme d'essai a permis de comparer deux méthodes principales de remplissage des joints de tête de mur : le produit d'étanchéité et les dispositifs préformés. Les essais ont montré que les deux méthodes avaient des performances similaires et permettaient d'atteindre la parité avec une paroi insonorisée. Les résultats de l'essai ont été résumés ci-dessous dans le tableau 1, le tableau de rapport sur les écarts de l'ITS. Ces données permettent aux prescripteurs et aux entrepreneurs d'évaluer les performances des produits par rapport à la base de référence de l'assemblage original. Les figures 2 et 3 montrent la configuration de l'essai.

Tableau 1 : Tableau de rapport sur les écarts ITS

Figure 2 : Configuration de l'essai 1 pour le joint de rail supérieur CFS-TTS

Figure 3 : Configuration de l'essai 2 pour le joint de rail supérieur CFS-TTS

 

 
Le résumé complet du rapport des essais en laboratoire peut être consulté sur le lien ci-dessous : https://www.hilti.com/medias/sys_master/documents/h98/h31/9700864065566/Test-Report-ASSET-DOC-LOC-16344076.pdf

Essai sur place pour évaluer l'atténuation du son
 
Les essais en laboratoire selon la norme ASTM E90 peuvent être utilisés pour évaluer les performances du produit dans des conditions de laboratoire, mais ces conditions, dans la plupart des cas, ne correspondent pas aux conditions réelles du chantier. Pour mieux comprendre les performances acoustiques du joint de rail supérieur CFS-TTS, il était important de l'évaluer dans les conditions de terrain, lorsqu'il était installé sur un projet réel. Pour ce faire, Hilti a chargé Veneklasen Associates d'effectuer des mesures acoustiques des cloisons de séparation sur le site du projet en question (figure 4) afin d'évaluer la performance acoustique du joint en tête de mur, comme le montre la figure 5.  

Figure 4 : Projet de mesures acoustiques sur le terrain - Extérieur

Figure 5 : Mesures acoustiques sur le terrain du joint de rail supérieur CFS-TTS

 
Dans le cadre de ce projet, le joint de rail supérieur coupe-feu CFS-TTS de Hilti a été utilisé pour la fermeture de la partie supérieure du mur, sans aucun autre produit d'étanchéité acoustique. Veneklasen a mesuré les performances acoustiques sur le terrain des assemblages de murs de séparation des chambres hôtes en utilisant deux méthodes pour quantifier la transmission du son à travers le détail du haut du mur : Indices de classe d'isolation sonore (NNIC) et mesures d'intensité sonore normalisés. Le rapport de la figure 6 documente leurs mesures, leurs résultats et leur évaluation (anglais): 

Figure 6 : Rapport sommaire des essais acoustiques sur place

Tableau 2 : Rapport sommaire des essais acoustiques sur place – Résultats des essais acoustiques sur place

 

Le rapport complet peut être consulté en cliquant sur le lien ci-dessous : https://www.hilti.com/medias/sys_master/documents/h96/h35/9684294336542/Test-Report-ASSET-DOC-LOC-14798897.pdf

Sommaire des essais acoustiques sur place
 
Les essais acoustiques sur place ont conclu que (figure 6) :

• La construction murale avec fermeture par CFS-TTS de Hilti a fourni une atténuation sonore suffisante pour maintenir les performances acoustiques de la construction murale mise à l'essai tout comme le même assemblage avec une fermeture par scellement pour ce projet et cette procédure AQ/CQ.
• Les indices à un chiffre mesurés pour les murs de séparation étaient conformes à la performance statistique pour la même construction de mur utilisant un scellant acoustique à la fermeture du haut du mur, selon les résultats des essais antérieurs. 
• La fermeture par CFS-TTS a fourni une performance conforme à la performance moyenne pour ce type de mur avec une fermeture traditionnelle par scellement.

 
 
En savoir plus :
 
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Auteur: Joshua Close