EP0933475A1 - Parement amortisseur, acoustique pour mur anti-bruit - Google Patents

Parement amortisseur, acoustique pour mur anti-bruit Download PDF

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Publication number
EP0933475A1
EP0933475A1 EP99400195A EP99400195A EP0933475A1 EP 0933475 A1 EP0933475 A1 EP 0933475A1 EP 99400195 A EP99400195 A EP 99400195A EP 99400195 A EP99400195 A EP 99400195A EP 0933475 A1 EP0933475 A1 EP 0933475A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
block
siding according
mortar
cap
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99400195A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jurg Scheiwiller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AUDRESSET CREATIONS
Original Assignee
Pic Conseil Sarl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pic Conseil Sarl filed Critical Pic Conseil Sarl
Publication of EP0933475A1 publication Critical patent/EP0933475A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01FADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F8/00Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic
    • E01F8/0005Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic used in a wall type arrangement
    • E01F8/0041Free-standing grates
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01FADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F8/00Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic
    • E01F8/0005Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic used in a wall type arrangement
    • E01F8/0023Details, e.g. foundations

Definitions

  • the present invention relates to a facing shock absorber suitable for being attached and fixed to a wall anti-noise, to significantly improve performance acoustics of it.
  • Noise barriers are already known in the art erected vertically along certain roads or highways with heavy traffic, in urban or peri-urban areas, that is to say in which these paths cross agglomerations where are drawn in relative proximity of buildings or other living quarters, these walls to some extent protecting those who live in these premises vis-à-vis nuisances, sometimes excessive, due to vehicles traveling at high speeds often raised on these routes.
  • These walls are generally made using materials with insulating properties on the plan acoustic, so as to reflect sound waves or absorb them in part, in the best way possible.
  • These acoustic screens are generally made up of using agglomerated aggregates and incorporating various products shock absorbers that reduce the propagation of sound waves coming to hit their facade.
  • the subject of the present invention is a facing anti-noise wall damper which prevents these disadvantages.
  • the facing considered, intended to be attached and fixed on a noise barrier extending substantially vertically is characterized in that it consists of a hat arranged practically horizontally, able to be placed and secured to the top of the wall, this hat with extensions overflowing on either side of the lateral sides of this wall and preferably having a face downwards, generally rounded in shape and whose concavity is facing up.
  • the two hat extensions are symmetrical to each other with respect to the vertical plane median of the wall.
  • the hat is consisting of a plurality of adjacent blocks, similarly straight section, joined or nested in the extension each other at the top of the wall, depending on the length of this one.
  • each block is secured to the top of the wall by screwing, bolting or by any other means equivalent.
  • each block comprises in its central part an open housing in which to fit the top of the wall, to immobilize the hat vis-à-vis of it.
  • the face of the hat opposite the rounded face is flat, or slightly curved, each block having a maximum thickness in its center tapering towards its ends in each of the two extensions.
  • each hat block is consisting of a microporous mortar, formed of an aggregate of mineral particles, embedded in a binder.
  • the mortar consists of a mixture of aggregates of a silica-based material, especially particles of quartz or marble, and an agglomerate of terracotta clay, bonded by means of a synthetic resin, of the kind polyester or acrylic resin, this mortar which has a high mechanical resistance, presenting in each block a weight of the order of 25 to 35 kg per linear meter, imposing only a minimal load on the top of the wall.
  • the mortar which forms each block may include an internal recess reinforcement, in particular constituted by a mast, woven or not, of fibers of glass or the like.
  • the blocks of the hat may have an external coating, likewise natural and having a color identical to that of a similar coating provided on the side walls vertical, or on cladding panels applied against these surfaces.
  • the mortars making up the hat blocks are more particularly described in the request international WO 94/24381.
  • These mortars have the property of constituting an acoustic absorbent material comprising particles of mineral origin linked together by a binder at their only points of contact with each other, so that the surfaces (not being in contact with each other) particles delimit spaces allowing the circulation of air through the material (also designated by the expression "air voids"), making the aforesaid material porous, said particles, binder and air voids being distributed so homogeneous in the whole of said material, that is to say that the distribution of the particles of the air voids and of the binder, is substantially identical for each volume of one cm 3 of material.
  • the particles of mineral origin contained in the material constituting the facing according to the invention are advantageously gravels, in particular gravels of rolled or crushed quartz or silica aggregates, or limestone (especially marble), or balls or chips of glass, or clay balls crushed or not, and whose particle size is preferably from about 0.1 mm to about 10 mm, in particular from approximately 0.1 mm to approximately 5 mm, or alternatively from about 0.3 mm to about 3 mm, especially from about 0.5 mm to about 2.5 mm, preferably about 0.5 mm to approximately 1.25 mm, or approximately 0.5 mm to approximately 1 mm, or preferably also from about 1 mm to about 2 mm.
  • the above-mentioned particles have substantially the same particle size.
  • the binder is a natural or synthetic resin, especially chosen from methacrylate, epoxy resins, acrylic, polyester or polyurethanes.
  • the material constituting the facing according to the invention has an apparent density of approximately 100 to approximately 2000 kg / m 3 , or alternatively of approximately 1000 to approximately 1700 kg / m 3 , in particular approximately 1400 kg / m 3 to around 1600 kg / m 3 .
  • the invention also relates to any block of the hat, as described above, comprising one or more several acoustic absorbent core (s) in cavities arranged for this purpose inside a material as described above, this absorbent core being especially chosen from fibrous materials such as glass or rock fibers, glass wool or rock, or cellulose fibers, or original fibers animal, or acoustic absorbent foams such as polyurethanes of melamine or polyethylene to open cells etc ... generally any material sound absorbing.
  • acoustic absorbent core being especially chosen from fibrous materials such as glass or rock fibers, glass wool or rock, or cellulose fibers, or original fibers animal, or acoustic absorbent foams such as polyurethanes of melamine or polyethylene to open cells etc ... generally any material sound absorbing.
  • Preparation of an absorbent acoustic facing such as described above is achieved by introducing into a molds a layer of mortar made of gravel, pigmented or not, added with resin. Then let crosslink.
  • the crosslinking time depends, in particular on the temperature of crosslinking for the resin used.
  • the gravel is wrapped in resin, colorless or colored, in order to be agglomerated and to form a mortar.
  • Such mortars are described in patent FR 2 622 223 and known under the name "C HROMOROC ".
  • the gravel used can also be calcined which allows them to be of an excellent whiteness.
  • the mortar can be prepared from gravel coming from a mixture of gravel, natural or pigmented by coating with colored resin.
  • any resin can be used able to agglomerate and harden the mortar, for example methacrylate, epoxy, acrylic, polyester or polyurethanes mentioned above.
  • methacrylate epoxy, acrylic, polyester or polyurethanes mentioned above.
  • polyurethane resins Preferably, we use polyurethane resins.
  • the binder, and especially when it comes to polyurethane is present in the mortar at concentrations of the order of 3 to 15% by weight, and preferably 5.5 to 8.5%, especially 7.5 to 8.5% by weight relative to the total weight of the mortar.
  • a first layer of mortar such as described above, is added with a resin, in particular a polyurethane resin, capable of slightly hardening during the crosslinking step, then we pose the case the armature and / or the absorbent core on this first layer, and we cover everything with a second layer of mortar with a resin, in particular a epoxy resin, which may harden considerably during the crosslinking step.
  • a resin in particular a polyurethane resin
  • the absorbent materials thus obtained therefore exhibit, on one of their faces, a hard layer of mortar particularly impact resistant, while the face opposite consists of a softer layer of mortar than the previous layer, this last layer being likely to further improve the absorbency of material, as well as its weather resistance in the time, and ultraviolet rays (and therefore its aesthetics).
  • a crosslinking catalyst such as derivatives organometallic in the case of polyurethane resin.
  • various additives which can give the mortar properties related to aesthetics, the final color with heat resistance properties or fire.
  • the aspect is flexible, in color and in grain size, by the choice of material, colored, neutral, mixed.
  • the invention also relates to the hat blocks the aforementioned sound absorbents having the property of being non-flammable (materials classified M1).
  • the aforementioned non-flammable materials are more particularly characterized in that they are obtained from binders, in particular the aforementioned resins, comprising alumina Al 2 o 3 , 3H 2 o.
  • the resin-alumina mixture used to obtain M1 materials according to the invention is advantageously such that the amount of alumina present in said mixture, is about one to about twice the weight of the resin in said mixture.
  • the invention also relates to absorbent facings acoustic as described above, presenting the property of being noncombustible (materials classified M0).
  • the resin-alumina mixture used to obtain M0 materials according to the invention is advantageously such that the amount of alumina present in said mixture, is about two to about three times the weight of the resin in said mixture.
  • the reference (1) schematically denotes a vertical noise barrier, only having been represented the upper part (2) of this wall.
  • a suitable material in particular formed by an aggregate of silica-based particles, agglomerated by a binder so as to form slabs with properties improved acoustics allowing them to partially absorb and reflect the sound waves that hit the wall, especially when it is erected near a traffic way.
  • the side walls wall may have external cladding or coating (3), improving the damping properties acoustics of the whole, this covering may have a surface appearance and color suitable for the aesthetics of construction.
  • the wall (1) has a height of the order of 2 to 3 meters or more, and a thickness which can vary from one realization to another but which, as a rule, represents a dimension of around 20 to 25 cm, so that the weight of the whole is not excessive and does not require preliminary foundation or foundation complex, which would considerably increase the price of returns from the noise barrier, which can extend over long distances depending on the urban, peri-urban area or other, to protect from noise pollution.
  • the wall (1) can be full and continuous, or else include glass parts or skylight with suitable deflectors, to break the monotony of the screen thus formed.
  • the present invention contemplates an acoustic facing which significantly improves the performance of a wall or anti-noise screen, allowing the speed of acoustic waves at the top of this wall, in "diffracting" these waves to a large extent and in particular by folding them down so that they do not cannot cross the summit without significant attenuation of it.
  • the invention consists in providing the top of the wall (2) of a hat (4) whose attached drawing illustrates a preferred embodiment, this hat being reported and secured to the upper part of this wall by any suitable fixing means.
  • the hat (4) is constituted by a succession of blocks, such as (5) and (6), attached to each other according to the length of the wall, these blocks having an identical cross section and being arranged side by side.
  • the blocks can include in their end faces means like tenons and mortises (not shown), allowing them to fit together mutually from one block to the next depending on the length of the wall.
  • each block comprises, substantially in its center and on the side facing the wall, an open housing (7) in which the top is embedded (8) likewise wall profile, to properly block the blocks of the cap (4) in position. Immobilization of these blocks is completed by means of screws (9) passing through all the thickness of the cap, or using bolts, of fishplates or other similar means providing the same result.
  • Each block (5) or (6) of the hat is made using a mortar preferably made up of a granulate of quartz or ground marble, mixed with a agglomerated clay clay, the whole being related to using synthetic resin, such as acrylic resin or polyester in particular.
  • a reinforcing reinforcement (not shown), consisting for example of a mast, woven or no, preferably fiberglass or any other suitable synthetic or even metallic material.
  • the cap (4) has a lower face (10) directed towards the bottom of the wall which has a shape rounded, whose concavity is directed upwards.
  • the opposite face (11) of the cap is flat or preferably has a slightly curved profile towards the center falling at both ends.
  • the cap (4) thus extends in a direction substantially horizontal at the top of the wall and presents in particular two lateral extensions, respectively (12) and (13), which decrease gradually from the top (8) of the wall towards the ends of the blocks (5) and (6).
  • each block extends from each side of the wall for a distance of about 40 to 50 cm, with a thickness in the central part of the order of 8 to 12 cm.
  • the blocks have a unit length of 1 m to 1.50 m, the nature of the mortar which constitutes them allowing these blocks not to exceed a weight between 25 kg and 35 kg per linear meter, the load they represent at top of the wall being limited and in particular not requiring that a modification of the base of this wall.
  • a external coating (14) whose nature and color may be identical to that of a coating or a cladding (15), provided on the lateral sides of the wall itself.
  • the hat placed at the top of the wall is little bulky, low cost and easily likely to be installed or removed. It can be in particular suitable for existing walls, without the need for particular modifications of these.
  • the blocks are light and solid, presenting by their nature good resistance to bad weather, corrosion, ultraviolet rays and incrustation of mosses or bacteria.
  • the choice of colors, like materials used in making the hat blocks is important, allowing to take care of the aesthetics of the construction and to adapt the facing to the wall as well as possible.
  • the invention allows above all an improvement particularly sensitive to the acoustic performance of the noise barrier, the damping of sound waves at level of the upper edge of the wall being at least 2 dBA, but can easily reach 4 dBA depending on the profile and nature of the hat material best adapted.
  • the modules were simply placed on a support wall metal height 3 m (Achrom).
  • HE facing IT screen + facing - HE screen only
  • Results were obtained by an average of 5 shots for each height and are provided for both third octave between 100 and 5000 Hz, and overall, in response to pink or road noise.

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Abstract

Ce parement acoustique, prévu pour être rapporté et fixé sur un mur anti-bruit (1) s'étendant sensiblement verticalement, est caractérisé en ce qu'il consiste en un chapeau (4) disposé pratiquement horizontalement, apte à être posé et solidarisé sur le sommet (8) du mur, ce chapeau présentant des extensions (12, 13) débordant de part et d'autre des côtés latéraux de ce mur et présentant de préférence une face (10) dirigée vers le bas, de forme générale arrondie et dont la concavité est orientée vers le haut.

Description

La présente invention est relative à un parement amortisseur, propre à être rapporté et fixé sur un mur anti-bruit, pour améliorer sensiblement les performances acoustiques de celui-ci.
On connaít déjà dans la technique les murs anti-bruit érigés verticalement le long de certaines routes ou autoroutes à grande circulation, en zone urbaine ou périurbaine, c'est-à-dire dans lesquelles ces voies traversent des agglomérations où sont tracées à proximité relative d'immeubles ou autres locaux d'habitation, ces murs protégeant dans une certaine mesure les personnes qui logent dans ces locaux vis-à-vis des nuisances, parfois excessives, dues aux véhicules qui circulent à vitesses souvent élevées sur ces voies.
Ces murs sont généralement réalisés à l'aide de matériaux présentant des propriétés isolantes sur le plan acoustique, de manière à réfléchir les ondes sonores ou à les absorber en partie, de la meilleure manière possible. Ces écrans acoustiques sont généralement constitués au moyen d'agrégats agglomérés et incorporent divers produits amortisseurs qui réduisent la propagation des ondes sonores venant frapper leur façade.
Toutefois, pour des raisons évidentes de coût, d'encombrement et d'esthétique, ces murs, pleins ou comportant le cas échéant des parties vitrées ou ajourées pour ne pas occulter totalement la lumière, ne présentent pas des hauteurs dépassant, en règle générale, 2 à 3 mètres.
Pour améliorer l'effet obtenu, une solution pourrait consister à rehausser en partie de tels murs, soit lors de la fabrication et de la mise en place de ceux-ci, soit en reprise de façades déjà existantes. Cependant, ces solutions sont onéreuses et n'améliorent en fait les performances acoustiques que dans une très faible proportion, au maximum de 1dBA. Au contraire, une rehausse de ce type introduit une gêne pour les riverains qui sont à proximité d'un tel mur vertical de grande hauteur. En outre, cette adaptation n'est pas toujours possible, en raison du complément de poids qu'elle implique, le soubassement du mur n'étant pas nécessairement capable de le supporter, indépendamment de l'accroissement notable des efforts transversaux dus au vent, compte tenu de l'augmentation de la surface du mur offerte à celui-ci.
La présente invention a pour objet un parement amortisseur pour mur anti-bruit qui évite ces inconvénients.
A cet effet, le parement considéré, prévu pour être rapporté et fixé sur un mur anti-bruit s'étendant sensiblement verticalement, se caractérise en ce qu'il consiste en un chapeau disposé pratiquement horizontalement, apte à être posé et solidarisé sur le sommet du mur, ce chapeau présentant des extensions débordant de part et d'autre des côtés latéraux de ce mur et présentant de préférence une face dirigée vers le bas, de forme générale arrondie et dont la concavité est orientée vers le haut.
Selon une autre caractéristique du parement selon l'invention, les deux extensions du chapeau sont symétriques l'une de l'autre par rapport au plan vertical médian du mur.
Dans un mode de réalisation préféré, le chapeau est constitué d'une pluralité de blocs adjacents, de même section droite, accolés ou emboítés dans le prolongement les uns des autres au sommet du mur, selon la longueur de celui-ci.
De préférence, chaque bloc est solidarisé du sommet du mur par vissage, boulonnage ou par tout autre moyen équivalent. Avantageusement, chaque bloc comporte dans sa partie centrale un logement ouvert dans lequel s'encastre le sommet du mur, afin d'immobiliser le chapeau vis-à-vis de celui-ci.
Selon une autre caractéristique, la face du chapeau opposée à la face arrondie est plane, ou légèrement incurvée, chaque bloc présentant une épaisseur maximale en son centre en s'effilant vers ses extrémités dans chacune des deux extensions.
En règle générale, chaque bloc du chapeau est constitué d'un mortier microporeux, formé d'un agrégat de particules minérales, noyées dans un liant. De préférence, le mortier est constitué d'un mélange de granulats d'un matériau à base de silice, notamment de particules de quartz ou de marbre, et d'un aggloméré de terre cuite argileuse, liés au moyen d'une résine synthétique, du genre résine polyester ou acrylique, ce mortier qui comporte une grande résistance mécanique, présentant dans chaque bloc un poids de l'ordre de 25 à 35 kg par mètre linéaire, n'imposant sur le sommet du mur qu'une charge minimale.
Avantageusement, le mortier qui forme chaque bloc peut comporter une armature de renfoncement interne, notamment constituée par un mât, tissé ou non, de fibres de verre ou analogues.
Enfin et selon une autre caractéristique, les blocs du chapeau peuvent comporter un revêtement externe, de même nature et présentant un coloris identique à celui d'un revêtement similaire prévu sur les façades latérales du mur vertical, ou sur des plaques de bardage appliquées contre ces surfaces.
Les mortiers constituant les blocs du chapeau sont plus particulièrement décrits dans la demande internationale WO 94/24381.
Ces mortiers ont pour propriété de constituer un matériau absorbant acoustique comportant des particules d'origine minérale reliées entre elles par un liant au niveau de leurs seuls points de contact entre elles, de sorte que les surfaces (n'étant pas en contact entre elles) des particules délimitent des espaces permettant la circulation de l'air à travers le matériau (encore désignés par l'expression "vides d'air"), rendant le susdit matériau poreux, lesdites particules, liant et vides d'air étant répartis de façon homogène dans l'ensemble dudit matériau, c'est-à-dire que la répartition des particules des vides d'air et du liant, est sensiblement identique pour chaque volume d'un cm3 de matériau.
Les particules d'origine minérale contenues dans le matériau constituant le parement selon l'invention, sont avantageusement des graviers, notamment des graviers de quartz roulés ou concassés ou des granulats de silice, ou de calcaire (notamment de marbre), ou des billes ou éclats de verre, ou des billes d'argile broyées ou non, et dont la granulométrie est de préférence d'environ 0,1 mm à environ 10 mm, notamment d'environ 0,1 mm à environ 5 mm, ou encore d'environ 0,3 mm à environ 3 mm, notamment d'environ 0,5 mm à environ 2,5 mm, avantageusement d'environ 0,5 mm à environ 1,25 mm, ou d'environ 0,5 mm à environ 1 mm, ou de préférence également d'environ 1 mm à environ 2 mm.
Avantageusement, les particules susmentionnées ont sensiblement la même granulométrie.
Le liant est une résine naturelle ou synthétique, notamment choisie parmi les résines méthacrylates, époxy, acrylique, polyester ou polyuréthannes.
La répartition des particules, du liant et des vides d'air pour chaque volume d'un cm3 du matériau constituant le parement selon l'invention, est avantageusement la suivante :
  • particules (% en volume) : environ 50% à environ 80%, de préférence environ 55% à environ 70%,
  • liant (% en poids par rapport au poids des particules) : environ 1% à environ 35%, notamment environ 2% à environ 10%, de préférence environ 4% à environ 8%,
  • vides d'air (% en volume) : environ 20% à environ 50%, notamment 28% à 37%, de préférence environ 30% à environ 45%, notamment environ 40% à environ 45%.
Avantageusement, le matériau constituant le parement selon l'invention, présente une masse volumique apparente d'environ 100 à environ 2000 kg/m3, ou encore d'environ 1000 à environ 1700 kg/m3, notamment d'environ 1400 kg/m3 à environ 1600 kg/m3.
L'invention concerne plus particulièrement tout parement tel que décrit ci-dessus, et présentant :
  • une résistance à l'abrasion telle que l'on mesure une perte de volume d'environ 0,01 cm3 à environ 5 cm3, notamment d'environ 0,01 cm3 à environ 1 cm3, avantageusement d'environ 0,01 cm3 à environ 0,5 cm3, ou encore d'environ 0,01 cm3 à environ 0,1 cm3, notamment de 0,045 à 0,06 cm3, selon la méthode D-I-1 décrite dans les "Directives d'Agrément UEAtc" (cahier n° 2182 du CSTB, septembre 1987),
  • une résistance aux chocs telle :
    • qu'il n'y a rien à signaler en tout point du matériau, pour des chocs dont l'énergie varie entre 0,5 joule à 2,5 joule, dans le cadre du test de la résistance aux chocs d'occupation usuels décrit dans les "Directives d'Agrément UEAtc" susmentionnées,
    • qu'il n'y a pas de perforation totale du matériau dans le cadre du test de résistance aux chocs perforants décrit dans les "Directives d'Agrément UEAtc" susmentionnées, en utilisant des poinçons de 6, 8 et 10 mm,
  • aucun arrachement de granulat ou d'éclat dans le cadre du test de déplacement simulé du pied de meuble réalisé selon la méthode F.1 décrite dans les "Directives d'Agrément UEAtc" susmentionnées.
L'invention a également pour objet tout bloc du chapeau, tel que décrit ci-dessus, comprenant une ou plusieurs âme(s) absorbante(s) acoustique(s) dans des cavités aménagées à cet effet à l'intérieur d'un matériau tel que décrit ci-dessus, cette âme absorbante étant notamment choisie parmi les matières fibreuses telles que les fibres de verre ou de roche, la laine de verre ou de roche, ou les fibres de cellulose, ou les fibres d'origine animale, ou les mousses absorbantes acoustiques telles que les polyuréthannes de mélamine ou de polyéthylène à cellules ouvertes etc.., de façon générale, toute matière absorbante acoustique.
La préparation d'un parement absorbant acoustique tel que décrit ci-dessus, est réalisée en introduisant dans un moule une couche de mortier constituée de gravier, pigmenté ou non, additionné de résine. On laisse alors réticuler. Le temps de réticulation dépend, notamment de la température de réticulation pour la résine employée.
Les graviers sont enveloppés de résine, incolore ou colorée, afin d'être agglomérés et de former un mortier.
De tels mortiers sont décrits au brevet FR 2 622 223 et connus sous la dénomination "CHROMOROC". Les graviers utilisés peuvent être de plus calcinés ce qui leur permet d'être d'une blancheur excellente. Par ailleurs, le mortier peut être préparé à partir de graviers provenant d'un mélange de graviers, naturels ou pigmentés par enrobage de résine colorée.
Comme résine ou liant, on peut utiliser toute résine capable d'agglomérer et durcir le mortier, par exemple des résines méthacrylates, époxy, acrylique, polyester ou polyuréthannes susmentionnées. De préférence, on utilise des résines polyuréthannes.
Le liant, et notamment lorsqu'il s'agit de polyuréthanne est présent dans le mortier à des concentrations de l'ordre de 3 à 15% en poids, et de préférence de 5,5 à 8,5%, notamment de 7,5 à 8,5% en poids par rapport au poids total du mortier.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux du procédé de préparation des blocs du chapeau de l'invention, une première couche de mortier tel que décrit ci-dessus, est additionné d'une résine, notamment une résine polyuréthanne, susceptible de durcir faiblement lors de l'étape de réticulation, puis on pose le cas échéant l'armature et/ou l'âme absorbante sur cette première couche, et on recouvre le tout d'une seconde couche de mortier additionné d'une résine, notamment une résine époxy, susceptible de durcir fortement lors de l'étape de réticulation.
Les matériaux absorbants ainsi obtenus présentent donc, sur l'une de leurs faces, une couche dure de mortier particulièrement résistante aux chocs, tandis que la face opposée est constituée d'une couche de mortier plus souple que la couche précédente, cette dernière couche étant susceptible d'améliorer encore le pouvoir absorbant du matériau, ainsi que sa résistance aux intempéries dans le temps, et aux rayons ultraviolets (et donc son esthétique).
On peut utiliser, selon la nature de la résine, un catalyseur de réticulation, tel que des dérivés organométalliques dans le cas de résine polyuréthanne. Par ailleurs on peut incorporer divers additifs pouvant conférer au mortier des propriétés liées à l'esthétique, à la couleur finale aux propriétés de résistance à la chaleur ou au feu.
L'aspect est modulable, en couleur et en granulométrie, par le choix du matériau, coloré, neutre, en mélange.
L'invention vise également les blocs du chapeau absorbants acoustiques susmentionnés présentant la propriété d'être ininflammables (matériaux classés M1).
Les matériaux ininflammables susmentionnés sont plus particulièrement caractérisés en ce qu'ils sont obtenus à partir de liants, notamment des résines susmentionnées, comportant de l'alumine Al2o3, 3H2o.
Le mélange résine-alumine utilisé pour obtenir des matériaux M1 selon l'invention, est avantageusement tel que la quantité d'alumine présente dans ledit mélange, représente environ une à environ deux fois le poids de la résine dans ledit mélange.
L'invention concerne également les parements absorbants acoustiques tels que décrits ci-dessus, présentant la propriété d'être incombustibles (matériaux classés M0).
Le mélange résine-alumine utilisé pour obtenir des matériaux M0 selon l'invention, est avantageusement tel que la quantité d'alumine présente dans ledit mélange, représente environ deux à environ trois fois le poids de la résine dans ledit mélange.
S'agissant des classements de réaction au feu d'un matériau (tels que les classements M1 et M0 susmentionnés), ces derniers sont définis dans l'article 88 de l'Arrêté du Ministère de l'Intérieur du 30 juin 1983, modifié par l'Arrêté du 28 Août 1991.
D'autres caractéristiques d'un parement amortisseur acoustique pour mur anti-bruit, apparaítront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel :
  • la figure 1 est une vue schématique en coupe et en perspective de la partie supérieure d'un mur anti-bruit muni d'un parement selon l'invention ;
  • la figure 2 est une vue en coupe transversale du mur et de son parement.
Comme on le voit sur ces figures, la référence (1) désigne schématiquement un mur vertical anti-bruit, seule ayant été représentée la partie supérieur (2) de ce mur. Celui-ci est de façon classique réalisé à l'aide d'un matériau approprié, notamment formé par un agrégat de particules à base de silice, agglomérées par un liant de manière à former des dalles présentant des propriétés acoustiques améliorées leur permettant d'absorber en partie et de réfléchir les ondes sonores qui viennent frapper le mur, notamment lorsque celui-ci est érigé à proximité d'une voie de circulation. Le cas échéant, les parois latérales du mur peuvent comporter un bardage externe ou un revêtement (3), améliorant les propriétés d'amortissement acoustique de l'ensemble, ce revêtement pouvant présenter un aspect de surface et un coloris appropriés à l'esthétique de la construction.
De façon usuelle dans la technique, le mur (1) présente une hauteur de l'ordre de 2 à 3 mètres ou plus, et une épaisseur qui peut varier d'une réalisation à l'autre mais qui, en règle générale, représente une dimension de l'ordre de 20 à 25 cm, de telle sorte que le poids de l'ensemble ne soit pas excessif et n'exige pas la réalisation préalable de fondations ou d'un soubassement complexe, qui grèveraient considérablement le prix de revient du mur anti-bruit, lequel peut s'étendre sur des distances importantes en fonction de la zone urbaine, périurbaine ou autre, à protéger des nuisances sonores.
Selon le cas, le mur (1) peut être plein et continu, ou bien comporter par endroit des parties vitrées ou à claire-voie avec des déflecteurs adaptés, pour rompre la monotonie de l'écran ainsi formé.
Or, avec un tel mur anti-bruit, on constate que l'efficacité de la construction n'est pas toujours parfaite, en particulier du fait de la hauteur relativement limitée du mur, laquelle ne peut gère aller au-delà des dimensions précitées, pour des raisons évidentes de coût, de capacité du soubassement à supporter la construction, ou de résistance de celle-ci vis-à-vis des effets du vent.
En particulier, il s'avère que les ondes sonores franchissent sans rencontrer d'obstacle l'arête ou sommet du mur, de telle sorte qu'elles se transmettent pour une part importante de l'autre côté de celui-ci.
La présente invention envisage un parement acoustique qui améliore très sensiblement les performances d'un mur ou écran anti-bruit, en permettant de modifier la vitesse des ondes acoustiques à la partie supérieure de ce mur, en "diffractant" ces ondes dans une large mesure et en particulier en les rabattant, de telle sorte qu'elles ne puissent pas franchir sans atténuation sensible le sommet de celui-ci.
A cet effet, l'invention consiste à munir le sommet du mur (2) d'un chapeau (4) dont le dessin annexé illustre une forme de réalisation préférée, ce chapeau étant rapporté et solidarisé de la partie supérieure de ce mur par tout moyen de fixation approprié.
Dans l'exemple considéré, le chapeau (4) est constitué par une succession de blocs, tels que (5) et (6), accolés l'un à l'autre selon la longueur du mur, ces blocs présentant une section droite identique et étant disposés côte à côte. Avantageusement, les blocs peuvent comporter dans leurs faces d'extrémités des moyens du genre tenons et mortaises (non représentés), permettant de les emboíter mutuellement d'un bloc au suivant selon la longueur du mur.
Avantageusement chaque bloc comporte, sensiblement en son centre et du côté en regard du mur, un logement ouvert (7) dans lequel vient s'encastrer le sommet (8) de même profil du mur, afin d'immobiliser convenablement les blocs du chapeau (4) en position. L'immobilisation de ces blocs est achevée au moyen de vis (9) traversant toute l'épaisseur du chapeau, ou encore à l'aide de boulons, d'éclisses ou autres moyens analogues procurant le même résultat.
Chaque bloc (5) ou (6) du chapeau est réalisé au moyen d'un mortier constitué de préférence à l'aide d'un granulat de quartz ou de marbre broyé, mélangé avec un aggloméré de terre cuite argileuse, le tout étant lié à l'aide d'une résine synthétique, du genre résine acrylique ou polyester notamment. Avantageusement, on peut prévoir de noyer dans le mortier une armature de renforcement (non représentée), constituée par exemple d'un mât, tissé ou non, de préférence en fibres de verre ou en tout autre matériau synthétique, voire métallique approprié.
En outre, et selon une caractéristique importante de l'invention, le chapeau (4) présente une face inférieure (10) dirigée vers le bas du mur qui présente une forme arrondie, dont la concavité est dirigée vers le haut. La face opposée (11) du chapeau est plane ou de préférence présente un profil légèrement incurvé vers le centre en se relevant à ses deux extrémités.
Le chapeau (4) s'étend ainsi selon une direction sensiblement horizontale à la partie haute du mur et présente notamment deux extensions latérales, respectivement (12) et (13), lesquelles s'amenuisent progressivement depuis le sommet (8) du mur vers les extrémités des blocs (5) et (6).
Dans le mode de réalisation préféré représenté, les extensions (12) et (13) de chaque bloc s'étendent de chaque côté du mur sur une distance d'environ 40 à 50 cm, avec une épaisseur dans la partie centrale de l'ordre de 8 à 12 cm. Les blocs présentent une longueur unitaire de 1 m à 1,50 m, la nature du mortier qui les constitue permettant à ces blocs de ne pas dépasser un poids compris entre 25 kg et 35 kg par mètre linéaire, la charge qu'ils représentent au sommet du mur étant limitée et en particulier n'exigeant qu'une modification du soubassement de ce mur.
Selon l'invention, on peut également prévoir de réaliser sur les blocs (5) et (6) du chapeau (4), lors de leur fabrication avant montage au sommet du mur, un revêtement externe (14) dont la nature comme le coloris peuvent être identiques à celui d'un revêtement ou d'un bardage (15), prévu sur les côtés latéraux du mur lui-même.
On réalise ainsi un parement acoustique qui présente de nombreux avantages.
Le chapeau mis en place au sommet du mur est peu encombrant, d'un prix de revient faible et est facilement susceptible d'être posé ou déposé. Il peut être notamment adapté sur des murs déjà existants, sans nécessiter de modifications particulières de ceux-ci.
Les blocs sont légers et solides, présentant de par leur nature une bonne tenue aux intempéries, à la corrosion, aux rayons ultraviolets et à l'incrustation de mousses ou de bactéries.
Le choix des coloris, comme des matériaux entrant dans la réalisation des blocs du chapeau est important, permettant de soigner l'esthétique de la construction et d'adapter au mieux le parement vis-à-vis du mur.
L'invention permet surtout une amélioration particulièrement sensible des performances acoustiques de l'écran anti-bruit, l'amortissement des ondes sonores au niveau de l'arête supérieur du mur étant au minimum de 2 dBA, mais pouvant aisément atteindre 4 dBA selon le profil et la nature du matériau du chapeau les mieux adaptés.
Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit et représenté, elle en embrasse au contraire toutes les variantes.
ETUDE ACOUSTIOUE I - Introduction
Ces essais ont pour but de mesurer les performances, en diffraction, de modules de longueur 1200 mm.
Trois type de modules ont été testés :
  • 1 ○2 ○ en béton de résine et granulats d'argile poreux de forme convexe (parement inverse de celui de la présente invention, encore désigné module 1 ○) ou concave (parement concave selon la présente invention, encore désigné module 2 ○) d'épaisseur variant de 20 à 170 mm. La face intérieure est constituée d'une épaisseur de 10 mm d'aggloméré de quartz.
  • 3 ○ en tôle d'acier perforé ⊘ 5 mm, entraxe 12,5 mm sur les deux faces. Le profil est rempli de laine minérale Panolène VV épaisseur 50 mm.
  • Les modules ont été simplement posés sur un mur support métallique de hauteur 3 m (Achrom).
    II - Principe de la méthode et procédure d'essais II.1. Principe
    La méthode retenue et celle qui utilise un signal transitoire de détonation, décrite dans la norme expérimentale NF S 31-089 "Code d'essai pour la détermination in situ de caractéristiques acoustiques d'écrans utilisés en champ libre" (Centre Expérimental de Recherches et d'Etudes du Bâtiment et des Travaux Publics).
    Le principe consiste à mettre en place un micro de référence (M1) en avant de l'écran et un micro de réception (M2) derrière celui-ci ; les distances respectives sont indiquées ci-dessous :
    • source/écran :   4,5 m
    • source M1/écran :   3 m
    • source M2/écran :   5 m
    Les hauteurs sélectionnées du micro M2 sont les suivantes :
    • 2,8 m
    • 3,0 m
    • 3,2 m
    • 3,4 m
    • 3,6 m
    Seule l'incidence normale est testée.
    Les signaux, incident et diffracté, ainsi obtenus sont traités afin d'obtenir la perte par insertion de l'ensemble écran (mur) + parement diffracteur grâce à la formule :
    Figure 00140001
    Par ailleurs, un essai complémentaire destiné à mesurer la perte par insertion de l'écran seul, permet d'obtenir la caractéristique recherchée du parement seul : ILparement = ILécran + parement - ILécran seul
    II.2. Appareillage de mesures
    L'appareillage utilisé est le suivant :
    • Source : revolver d'alarme 9 mm, sans filtre,
    • Microphones en M1 1/4" type 4136 BK
    • Microphones en M2 1" type 4144 BK
    • Analyseur FFT 2 voies type 2032 BK
    • Enregistreur numérique type 7400 BK
    • Micro-ordinateurs et logiciels de dépouillement CEBTP (Centre Expérimental de Recherches et d'Etudes du Bâtiment et des Travaux Publics).
    La source de bruit possède les caractéristiques suivantes :
    • Niveau 150 dB environ à 1,5 m dans la direction du canon,
    • Pente inférieure à 6 dB/octave jusqu'à 2500 Hz.
    Des séries de 5 tirs ont été effectuées sur site.
    III - RESULTATS D'ESSAIS
    Les résultats ont été obtenus par une moyenne sur 5 tirs pour chaque hauteur et sont fournis à la fois pour les tiers d'octave compris entre 100 et 5000 Hz, et en global, en réponse aux bruits rose ou route.
    Le tableau 1 ci-dessous résume les principaux résultats obtenus.
    IL en dBA
    H(m) avec parement sans parement efficacité parement
    Module 1 ○ Module 3 ○ Module 2 ○ Module 1 ○ Module 3 ○ Module 2 ○
    2.9 17.5 17.5 18.7 16.4 + 1.1 + 1.1 + 2.3
    3.1 13.2 17.1 18.2 - - - -
    3.3 16.3 16.6 17.3 15.2 + 1.1 + 1.4 + 2.1
    3.5 15.7 16.0 16.1 - - - -
    3.7 15.0 15.6 15.4 14.4 + 0.6 + 1.2 + 1.0
    IV - CONCLUSION
    Le résultat essentiel est celui obtenu vis-à-vis du bruit routier ; il correspond à la moyenne arrondie de 3 hauteurs testées :
    Module 1 ○ convexe
    Pertes par insertion en dBA + 1
    Module 3 ○
    Pertes par insertion en dBA + 1
    Module 2 ○ concave
    Pertes par insertion en dBA + 2

    Claims (11)

    1. Parement acoustique, prévu pour être rapporté et fixé sur un mur anti-bruit (1) s'étendant sensiblement verticalement, caractérisé en ce qu'il consiste en un chapeau (4) disposé pratiquement horizontalement, apte à être posé et solidarisé sur le sommet (8) du mur, ce chapeau présentant des extensions (12, 13) débordant de part et d'autre des côtés latéraux de ce mur et présentant de préférence une face (10) dirigée vers le bas, de forme générale arrondie et dont la concavité est orientée vers le haut.
    2. Parement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux extensions (12, 13) du chapeau (4) sont symétriques l'une de l'autre par rapport au plan vertical médian du mur (1).
    3. Parement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le chapeau (4) est constitué d'une pluralité de blocs adjacents (5,6), de même section droite, accolés ou emboítés dans le prolongement les uns des autres au sommet (8) du mur (1), selon la longueur de celui-ci.
    4. Parement selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque bloc (5, 6) est solidarisé du sommet (8) du mur par vissage (9), boulonnage ou par tout autre moyen équivalent.
    5. Parement selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque bloc (5,6) comporte dans sa partie centrale un logement ouvert (7) dans lequel s'encastre le sommet (8) du mur.
    6. Parement selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la face (11) du chapeau (4) opposée à la face arrondie (10) est plane, ou légèrement incurvée, chaque bloc présentant une épaisseur maximale en son centre en s'effilant vers ses extrémités dans chacune des deux extensions (12, 13).
    7. Parement selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que chaque bloc (5, 6) du chapeau (4) est constitué d'un mortier microporeux, formé d'un agrégat de particules minérales noyées dans un liant.
    8. Parement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le mortier est constitué d'un mélange de granulats d'un matériau à base de silice, notamment de particules de quartz ou de marbre, et d'un aggloméré de terre cuite argileuse, liés au moyen d'une résine synthétique, du genre résine polyester ou acrylique.
    9. Parement selon la revendication 8, caractérisé en ce que le poids de chaque bloc est de l'ordre de 25 kg à 35 kg par mètre linéaire.
    10. Parement selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le mortier comporte dans chaque bloc une armature de renforcement interne, notamment constituée par un mât, tissé ou non, de fibres de verre ou analogues.
    11. Parement selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que les blocs (5, 6) du chapeau (4) comportent un revêtement externe (14), de même nature et présentant un coloris identique à celui d'un revêtement similaire (15) prévu sur les façades latérales du mur vertical, ou sur des plaques de bardage appliquées contre ces surfaces.
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