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Bois dans la construction Vitrage : un composant de la fenêtre aux performances multiples (2 e partie) Cet article fait suite à un premier article sur les exigences en matière d’esthétique, d’éclairement et de sécurité publié dans le n° 92 de CTBA INFO (novembre 2001). CTBA INFO N° 94 – Avril/mai 2002 Le vitrage est devenu aujourd’hui un composant à part entière du bâtiment. Par les fonctions qu’il assure, il doit répondre à un certain nombre de d’exigences sur les plans de l’esthétique, de l’éclairement, de la sécurité et du confort acoustique et thermique. Ce deuxième article aborde les performances portant sur le confort acoustique et thermique, ainsi que les conséquences des caractéristiques thermiques des vitrages actuels sur la future conception des fenêtres en bois. Découvert 4 000 ans avant J-C, le verre n’a été utilisé dans la construction pendant des siècles que sous forme d’éléments de faibles dimensions : vitraux puis fenêtres à petits carreaux, en raison de son coût de production élevé. L’amélioration des techniques de production et les plus grandes exigences en termes de confort et de sécurité ont conduit à un enrichissement technique de ce matériau. Aujourd’hui, le vitrage n’est plus un simple matériau en plaque, mais un composant du bâtiment à part entière. A ce titre, il doit assurer un certain nombre de fonctions : – esthétique, – éclairement, – sécurité (chute de personnes, feu, intrusion), 12 – acoustique, – thermique. Les trois premières fonctions ont fait l’objet d’un premier article plublié dans le n° 92 de CTBA INFO (novembre 2001). Ce deuxième article fait le point sur le rôle du vitrage sur le plan du confort acoustique et thermique, ainsi que les conséquences des performances des vitrages sur la conception des fenêtres. Dans un premier temps, il est utile de rappeler quelques notions d’acoustique et de réglementation. Les essais acoustiques sont réalisés selon la norme NF EN ISO 140-3 dans les fréquences comprises en 100 et 3150 Hz ; cet intervalle est partagé soit
en octaves (double de la fréquence précédente, par exemple intervalle 100-200 Hz), soit en tiers d’octave. On ne mesure pas le bruit par une valeur absolue, mais en en comparant la pression acoustique (P) à une pression acoustique de référence P 0 égale à 2.10 –5 Pa, de façon à obtenir des niveaux. Comme le rapport entre les grandeurs mesurées en pratique et la grandeur de référence est très élevé, on prend le logarithme du rapport de ces deux grandeurs. On obtient le niveau acoustique, exprimé en décibels (dB) : L = 20 log (P/P 0). La méthode de mesure est définie dans la norme NF EN ISO 140-3. Pour chaque tiers d’octave, on mesure le niveau dans la pièce d’émission et dans la pièce de réception, séparées par la fenêtre. On calcule ensuite la différence de niveau tiers d’octave par tiers d’octave. La méthode d’évaluation de l’indice global d’affaiblissement est définie dans la norme NF EN ISO 717-1. On compare, par bandes de tiers d’octave, les performances obtenues à une courbe de référence et l’on obtient ainsi un indice d’affaiblissement acoustique Rw. Pour les fenêtres, destinées par nature à faire écran au bruit de trafic, on corrige Rw par une facteur Ctr pour tenir compte du spectre des bruits routiers. Ce facteur est toujours négatif, par exemple : – 3 dB si Rw = 30 dB et – 5 dB si Rw = 38 dB. Le résultat peut être annoncé de deux manières : – soit sous la forme Rw (C ; Ctr) ; par exemple Rw (C ; Ctr) = 30 (0 ; –5), – soit sous forme RA, tr = Rw + Ctr ; par exemple RA, tr = 30 – 5 = 25 dB. L’essai d’une fenêtre met en évidence, à une fréquence donnée, une perte de performance notable, souvent de 10 à 15 dB. C’est la fréquence dite de résonance. La recherche technique consiste donc à l’abaisser en dessous de 100Hz de façon à ne bénéficier que de l’effet double paroi. La réglementation (arrêté du 30 juin 1999) précise que l’isolement acoustique standardisé pondéré des pièces principales et de la cuisine contre les bruits extérieurs doit être d’au moins 30 dB. Les fenêtres doivent donc concourir, avec les parties opaques de la façade, à l’obtention de cette valeur minimale. Pour des niveaux de bruit extérieur plus élevés (rues fréquentées par exemple), il faut se reporter à la classification des sites auprès des Directions Départementales de l’Équipement (DDE). L’isolement de la façade est donné en fonction du niveau moyen de bruit extérieur. Le tableau ci-dessous définit les classes d’isolement requis et l’indice d’affaiblissement acoustique correspondant pour des fenêtres certifiées ACOTHERM. Pour les fenêtres ne bénéficiant pas du label ACOTHERM, le R A, tr requis est supérieur de 2 dB et correspond à l’exigence d’isolement prévu pour la façade. Le vitrage et l’acoustique Le vitrage simple répond à la loi des parois simples caractérisée par la loi de masse, selon laquelle la performance acoustique s’améliore avec la croissance de la masse et donc de l’épaisseur de la paroi. Ainsi pour un verre simple de 6 mm, R A, tr est de 29 dB et de 31 dB pour une 13 Bois dans la construction La réglementation actuelle exige que l’isolement acoustique standardisé pondéré des pièces principales et de la cuisine contre les bruits extérieurs soit au moins de 30 dB. verre de 10 mm. Pour un verre isolant constitué de deux feuilles de verre de 4 mm séparées par une lame d’air et intégré dans une fenêtre bois, la fréquence de résonance se situe vers 200 Exigence d’isolement (dB) R A, tr (dB) mini ACOTHERM Classe ACOTHERM 30 28 AC1 35 33 AC2 38 36 AC3 42 40 AC4 Hz et R A, tr se situe vers 27-28 dB. Pour atteindre un indice d’affaiblissement acoustique de 33 dB correspondant au seuil de la classe acoustique AC2 du label ACOTHERM, il faut faire appel à un vitrage asymétrique : un verre de 4 mm et un verre de 10 mm par exemple ; on diminue ainsi les chutes au niveau de la fréquence critique, tout en accroissant la performance en basse fréquence. Dans la conception actuelle des fenêtres avec le vitrage pris en feuillure, l’épaisseur du verre est limitée par l’espace disponible dans la feuillure à verre. Augmenter l’épaisseur des feuilles de verre conduit donc à une CTBA INFO N° 94 – Avril/mai 2002
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