EP2998443B1 - Mur antibruit - Google Patents

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EP2998443B1
EP2998443B1 EP15185547.5A EP15185547A EP2998443B1 EP 2998443 B1 EP2998443 B1 EP 2998443B1 EP 15185547 A EP15185547 A EP 15185547A EP 2998443 B1 EP2998443 B1 EP 2998443B1
Authority
EP
European Patent Office
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noise
protection wall
noise protection
shell
acoustic panel
Prior art date
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Active
Application number
EP15185547.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2998443A1 (fr
Inventor
Thierry DI PALMA
Robert DOUW
Raphael ZUMSTEEG
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.)
Nationale Des Chemins De Fer Luxembourgeois Ste
Original Assignee
Nationale Des Chemins De Fer Luxembourgeois Ste
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
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Publication of EP2998443A1 publication Critical patent/EP2998443A1/fr
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Publication of EP2998443B1 publication Critical patent/EP2998443B1/fr
Active 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
    • E01F8/0047Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic used in a wall type arrangement with open cavities, e.g. for covering sunken roads
    • E01F8/0064Perforated plate or mesh, e.g. as wall facing
    • E01F8/007Perforated plate or mesh, e.g. as wall facing with damping material
    • 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
    • E01F8/0035Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic used in a wall type arrangement with undulated surfaces

Definitions

  • the present invention relates to noise barriers.
  • Noise barriers have been used for a long time along roads, railways, airports etc. to reduce the impact of noise on people living and working near these noise sources.
  • noise barriers offer a good enough protection against noise.
  • the document FR 2,630,762 is more particularly an absorbent screen structure for wall and sound barrier wall covering.
  • This structure consists of a plurality of plates resting on one hand on posts and on the other hand on the wall thus being oriented so as to define with the vertical edge passing through the wall an angle at the vertex between 20 and 40 °.
  • the noise barrier is Z-shaped and consists of two substantially horizontal and parallel acoustic panels 3a comprising a sound absorbing material and a sloping portion absorbing the concrete noise.
  • the document DE 2936776 describes a soundproof wall on which are fixed parallel several rows of horizontal slats, one above the other.
  • the slats are attached to the front of the noise barrier, facing the source of the noise.
  • the protruding slats are inclined downwardly at an angle of about 45 ° to the horizontal and consist of a rigid layer under which is attached a thin layer comprising a sound absorbing material. This thin layer, absorbent, covers not only the underside of the protruding slats but also the front face of the noise barrier, between the slats.
  • the incident sound waves are reflected on the rigid layers, are deflected towards the absorbent layer of the lamella and are then absorbed by the absorbent material of the layer which covers the underside of the lamella and the absorbent material lying on the front of the noise barrier, between the slats.
  • the back side of the wall is smooth and flat.
  • the document DE 10 2005 055 521 presents a noise barrier similar to that described in the document DE 2936776 .
  • the projecting horizontal slats are inclined downward at an angle of about 30 ° to the horizontal.
  • the space between the projecting horizontal slat and the front of the noise barrier is completely filled by a wedge-shaped noise absorbing member.
  • the absorbent material and the lamellae are made of materials of plant origin.
  • the document DE 297 06 785 describes a sound barrier with noise protection elements interposed between load-bearing beams.
  • the noise-shielding elements have a non-isosceles prismatic shape, the shorter side of which is shorter, is provided with solar panels and the lower oblique side, the longer side, is provided with a perforated plate and a sound absorbing element arranged behind it.
  • the lower oblique side allows the sound to pass into the prismatic body where it will be reflected on the vertical wall of the prismatic body.
  • noise barriers The operating principle of these noise barriers is that the sound waves penetrate inside a sound-absorbing material where they generate friction, slight movements of fibers, which leads to a transformation of the energy of sound into a friction energy respectively in heat.
  • the sound absorbing material is therefore generally a low density material and therefore low mechanical stability. It is usually contained in a load bearing structure that has openings facing the noise source to allow sound waves to penetrate the absorbent material.
  • noise barriers Although very effective, these noise barriers have the disadvantage of being opaque, which can create security risks by creating shaded areas. In addition, these noise barriers have a poor aesthetic appearance.
  • noise barriers There are also transparent noise barriers.
  • the noise walls "Petra" of the company Postigo and “Acrylite” Armtec company are transparent and the borders can be painted as well as include ornamental and decorative elements.
  • These noise barriers provide increased visual comfort and even have very high noise reflection performance, but have the disadvantage of not achieving noise attenuation performance such as the other noise barriers described above.
  • the object of the present invention is therefore to create a sound barrier which avoids the creation of shadow areas and has high noise attenuation performance.
  • the present invention relates to a noise barrier as defined in claim 1.
  • the acoustic panels are horizontal and facing the ground in the case of a source of noise that is in front of the noise barrier.
  • the sound waves emitted by the noise source are deflected on the inclined portion reflecting the sound waves and then enter the acoustic panel through the openings in its lower face, facing the ground. It is interesting to note that there are no sound absorbing elements facing the noise source.
  • the underside of the acoustic panel is perforated sheet.
  • the openings are round holes of +/- 4 mm in diameter.
  • An advantage of practicing the openings in the underside of the acoustic panel and only in it is to protect the sound-absorbing material from the elements. Indeed, as the sound absorbing materials are by their nature porous materials respectively fibrous and low density, they can foul quickly when subjected to the weather. Indeed, in the traditional panels in which the openings are in the vertical face, it is found that the dirty water projected by the traffic against these acoustic panels penetrates and can foul the cavities, stop them as and to reduce and significantly the long-term performance of this kind of panels.
  • the shell of the acoustic panel in which the noise-absorbing material is installed is self-supporting and can be made for example of aluminum. This creates lightweight but strong noise barriers.
  • the aluminum of the acoustic panel shell can be anodized or powder-coated polyester.
  • the underside of the shell of the acoustic panel comprises apertures / perforations which cover at least 35% of its surface.
  • the underside comprises apertures / perforations which cover at most 80% preferably at most 70, more preferably at most 60% of its surface.
  • the absorbent material is chosen from the numerous materials available on the market and preferably comprises a melamine resin type foam with or without hydrophobic impregnation, mineral wool, glass wool, rockwool, mineral fibers, fiberglass vegetable origin or mixtures thereof.
  • the inclined part must deflect the maximum of the incident sound waves towards the acoustic panel situated above it.
  • It preferably comprises laminated glass, safety glass, polymethyl methacrylate, polycarbonate or a combination of these materials. These materials have the advantage of being transparent and allow by their smooth surface to reflect a maximum of incident sound waves to the acoustic panel.
  • the inclination of the inclined portion is generally at least 50 ° and at most 70 ° relative to the horizontal. In this range of inclination angles, a majority of incident sound waves are diverted to the underside of the acoustic panel.
  • the inclined portion comprises a frame and seals to allow to easily fix the inclined portion in the construction and to ensure a perfect seal between the constituent elements.
  • the building elements preferably comprise metal poles, vertical uprights and frames, as well as fixing accessories necessary for the assembly and mounting of the sound elements.
  • the metal posts serve as a support for the sound elements and are fixed on the concrete foundations.
  • the figure 1 shows a view of the front of the modular noise barrier, which is the main receiving side of the noise.
  • the noise barrier 10 is composed of modules comprising phonic elements 12 and constructive elements 14.
  • the sound element 12 is Z-shaped, the inclined portion of which is made of a noise-reflecting material and the horizontal parts of which are acoustic panels. ie d. sound absorbing panels.
  • the inclined portion of the Z-shaped sound element 12 is located between two substantially parallel acoustic panels 16. It connects the rear part of a first acoustic panel to the front part of a second acoustic panel, located below the first panel to form a shaped element of the letter "Z".
  • a feature of the present invention is that the acoustic panels 16 have openings providing access to the sound absorbing materials exclusively on the downward facing side. No opening is made in the other sides of the shell so that no sound absorbing material is directed directly to the source of the noise.
  • the inclined portion 28 of the sound element 12 does not absorb the waves but reflects the incident sound waves and deviates to the acoustic panel above it.
  • the construction elements 14 comprise metal posts 18, vertical uprights 20 and frames 22, as well as fixing accessories necessary for assembling and mounting the sounding elements 12.
  • the metal posts 18 serve as support for the sound elements 12 and are fixed on the concrete foundations 24.
  • the noise barrier 10 of the Fig. 1 comprises 5 rows and 2 columns of sound elements 12. These have for example the following dimensions: height about 480 mm, width about 1500 mm, depth about 290 mm.
  • the noise barrier is composed of modular elements and these elements can be multiplied to obtain a sound barrier of the desired languor and height.
  • the reflective portion 28 is inclined with respect to the absorbent panel by about 60 degrees, so as to be able to reflect the sound waves converging towards it.
  • the sound elements 12 are assembled by three vertical uprights 20, two uprights at the front and rear ends respectively of the sound element 12 and an upright being arranged in the middle of the sound element 12.
  • the uprights at the ends allow the sound to be maintained.
  • the height of the noise barrier wall 10 is therefore about 2.00 m and the distance between the columns is about 4 , 20 m.
  • the acoustic panels (16) comprise a self-supporting shell or box and are filled with a sound absorbing material.
  • the shell 30 is perforated only on its sound-receiving face, i.e. the lower face which is directed towards the inclined portion, located below the shell 30.
  • the perforations cover about 44% of the surface of the receiving face of the shell 30.
  • the shell 30 is aluminum with a thickness of 2 mm.
  • Aluminum can be anodised or powder-coated polyester in a choice of colors, such as a RAL shade.
  • the absorbent material may be a melamine resin foam board, of the BASOTECT G type, for example, or a melamine resin foam with a hydrophobic impregnation, such as PINTA Piano foam, with a thickness of about 50 mm.
  • the absorbent material may also be mineral wool, glass wool, rockwool, mineral fibers, plant fibers or other insulation materials. The advantage of using melamine resin results in very good sound absorption, low thermal conductivity, good fire resistance and low density.
  • the reflective portion 28 is a phonic laminated glass panel.
  • the glass is preferably a transparent safety glass.
  • the laminated glass consists of two 8 mm thick glass sheets glued between which is placed a plastic film of polyvinyl butyral (PVB) with a thickness of 0.75 mm or a standard clear film with a light transmission coefficient greater than 70%. Resistance to impacts of stone and gravel is ensured by the glass.
  • PVB polyvinyl butyral
  • the material used for the reflective portion 28 may be conventional layered glass (laminated glass), polymethyl methacrylate or polycarbonate or the like.
  • glass "Saflex QS 41" Eastman producer is chosen because of its high sound insulation index.
  • the frames 22 around the inclined portions 28 are made of aluminum and serve as support for the inclined portions.
  • the frame 22 is provided with a neoprene seal 32 on its periphery to guarantee the stability and the tightness of the sound element 12.
  • a system of glazing beads makes it possible to fix the glass on the frame 22.
  • a neoprene seal 32 is interposed at the level of the connecting joints between the various constituent elements, in particular between the acoustic panels 16 and the vertical uprights 20.
  • the metal posts 18 serve as a support and are composed of hollow rectangular metal tubes and have dimensions of approximately 150 mm x 100 mm and a thickness of 4 mm.
  • the metal posts 18 may be S235 steel welded on plates.
  • Each post 18 is an assembly of two half-posts 36, assembled by threaded rods and nuts 38 of stainless steel for holding the phonic elements 12 by pinching.
  • Each half-post 36 is fixed on the foundations 24 by means of anchors, the anchoring devices being in sufficient number per plate 34 as required.
  • a seal 32 is also interposed between each half-post 36 and the uprights 20 of the acoustic screen 10.
  • the foundations 24 on which the sound barrier wall and which allow the metal poles 18 to be fixed by anchoring are made of reinforced concrete.
  • the assembly of the various elements constitutes a rigid structure which is able to support its own weight, the thrusts of winds to which it is exposed, the pressures and depressions caused by the passage of the machine
  • the assembly is, by design, easy to maintain and damaged elements are easily replaceable individually.
  • the tightness of the system contributes to protection against long-term damage and corrosion.
  • the figure 2 shows a cross section of the noise barrier 10 along line AA of the Fig. 1 .
  • the inclined portion 28 for example a laminated glazing unit, reflects the sound waves and sends them to a large extent to the absorbent material located inside the perforated aluminum shell 30 with a melamine foam.
  • the noise barrier 10 has four rows of phonic elements 12 superimposed.
  • the figure 3 shows a view of the rear face of the noise barrier 10. This face is not intended to absorb the noise because it is not directly exposed to noise. Unlike the majority of noise barriers, its surface is not flat but is also Z-shaped due to the fact that for each sound element the reflecting part connects the rear part of a first acoustic element with the front part of a sound element. second acoustic element located below it. On the figure 3 it can also be seen that the upper row is composed of two acoustic panels 16 attached to a continuous element 40 which is connected to the vertical uprights 20 so as to close the top of the noise barrier wall 10.
  • the present noise barrier 10 has been designed to achieve attenuation of the typical transmission noise spectrum of more than 26dB. Studies carried out in collaboration with the University of Leuven were carried out using an in-situ measurement method at the station Noertzange (LU) according to the method of standard CEN / TS 1793-5. CEN / TS 1793-5 entitled "Noise reduction devices for road traffic. Test method for the determination of sound performance-Part 4: Intrinsic characteristics relating to the in-situ values of acoustic reflection and airborne sound insulation "has been applied to a section of the noise barrier described as in relation to with the figures 1-3 .
  • the inclined portion can be made by solar panels.
  • solar panels Particularly weather-resistant solar panels, such as in the case of heavy rain and hail, and exposure to salty air or other corrosive atmospheres are preferably used.
  • Solarwatt's solar panels such as the Solarwatt Blue or Orange types, are particularly suitable for this purpose.
  • the use of solar panels as noise-reflective inclined sections will - when the orientation of the noise-canceling wall in relation to the sun lends itself to it - produce renewable electricity.
  • Noise barrier 12 phonic element 14
  • constructive element 16 acoustic panel 18
  • metal post 20 uprights (vertical) 22 frame 24
  • absorbent part 28 reflective part (inclined part) 30 shell or box 32
  • neoprene seal 34 platinum 36 half-post 38 threaded rod and nut 40 continuous element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)

Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne des murs antibruit.
  • Etat de la technique antérieure
  • Les murs antibruit sont utilisés depuis longtemps le long des routes, des axes ferroviaires, des aéroports etc. pour réduire l'impact du bruit sur les personnes vivant et travaillant à proximité de ces sources de bruit.
  • Dans le domaine du bruit causé par le trafic ferroviaire et routier, différents dispositifs ont été mis sur le marché dans un but de contribuer à un environnement plus calme et réduire les problèmes de santé liés aux bruits. En particulier, les murs antibruit offrent une assez bonne protection contre le bruit.
  • Le document FR 2 630 762 vise plus particulièrement une structure d'écran absorbant pour mur et revêtement de paroi anti-bruit. Cette structure est constituée d'une pluralité de plaques en appui d'une part sur des poteaux et d'autre part sur le mur en étant ainsi orientées de façon à définir avec l'arête verticale passant par le mur un angle au sommet compris entre 20 et 40°. L'écran antibruit est en forme de Z et est de deux panneaux acoustiques 3a sensiblement horizontaux et parallèles comprenant un matériau absorbant le bruit et d'une partie inclinée absorbant le bruit en béton.
  • Les documents WO 95/06167 A1 et FR 2 455 127 A1 décrivent tous les deux une paroi antibruit avec des éléments en forme de zigzag avec des éléments réfléchissant le bruit en alternance avec des éléments absorbant le bruit.
  • Le document DE 2936776 décrit un mur antibruit sur lequel sont fixées parallèlement plusieurs rangées de lamelles horizontales, les unes au-dessus des autres. Les lamelles sont fixées sur la face avant du mur antibruit, tournée vers la source du bruit. Les lamelles en saillie sont inclinées vers le bas d'un angle d'environ 45° par rapport à l'horizontale et sont constituées d'une couche rigide sous laquelle est fixée une couche mince comportant un matériau absorbant le bruit. Cette couche mince, absorbante, recouvre non seulement la face inférieure des lamelles saillantes mais aussi la face avant du mur antibruit, entre les lamelles. Les ondes sonores incidentes sont réfléchies sur les couches rigides, sont déviées vers la couche absorbante de la lamelle et sont ensuite absorbées par le matériau absorbant de la couche qui recouvre le dessous de la lamelle et le matériau absorbant se trouvant sur la face avant du mur antibruit, entre les lamelles. La face arrière du mur est lisse et plane.
  • Le document DE 10 2005 055 521 présente un mur antibruit similaire à celui décrit dans le document DE 2936776 . Les lamelles horizontales en saillie sont inclinées vers le bas d'un angle d'environ 30° par rapport à l'horizontale. L'espace entre la lamelle horizontale en saillie et la face avant du mur antibruit est entièrement rempli par un élément absorbant le bruit en forme de coin. Le matériau absorbant et les lamelles sont en des matériaux d'origine végétale.
  • Le document DE 297 06 785 décrit un mur antibruit muni d'éléments de protection contre le bruit interposés entre des poutres porteuses. Les éléments de protection contre le bruit ont une forme prismatique non isocèle dont le côté oblique supérieur, côté le plus court, est muni de panneaux solaires et le côté oblique inférieur, côté le plus long, est muni d'une plaque perforée et d'un élément absorbant le son agencé derrière celle-ci. Le côté oblique inférieur permet au son de passer dans le corps prismatique où il va être réfléchi sur la paroi verticale du corps prismatique.
  • Il existe de nombreux produits sur le marché p.ex. les murs antibruit commercialisés sous les dénominations « Alumna » et « Tavi » de la société R. Kohlhauer GmbH de D-76571 Gaggenau.
  • Le principe de fonctionnement de ces murs antibruit est que les ondes sonores pénètrent à l'intérieur d'un matériau absorbant le son où elles engendrent des frottements, de légers déplacements de fibres, ce qui conduit à une transformation de l'énergie du son en une énergie de frottement respectivement en chaleur.
  • Ces matériaux ont un coefficient d'absorption faible aux fréquences basses et élevé aux fréquences élevées. L'absorption aux fréquences basses est d'autant plus importante que le matériau est épais et que ses pores ou cavités sont grandes. Le matériau absorbant le son est donc en général un matériau à faible densité et donc à faible stabilité mécanique. Il est en général contenu dans une structure portante qui possède des ouvertures tournées vers la source de bruit pour permettre aux ondes sonores de pénétrer dans le matériau absorbant.
  • Bien que très efficaces, ces murs antibruit ont le désavantage d'être opaques, ce qui peut engendrer des risques de sécurité par la création de zones d'ombre. De plus, ces murs antibruit ont un aspect esthétique peu favorable.
  • Il existe aussi des murs antibruit transparents. Ainsi les murs antibruit « Petra » de la société Postigo et « Acrylite » de la société Armtec sont transparents et les bordures peuvent être peintes ainsi que comprendre des éléments ornementaux et décoratifs. Ces murs antibruit permettent un confort visuel accru et ont même des performances très élevées concernant la réflexion du bruit, mais ont le désavantage de ne pas atteindre les performances d'atténuation du bruit comme les autres murs antibruit décrits plus haut.
  • Objet de l'invention
  • Le but de la présente invention est donc de créer un mur antibruit qui évite la création de zones d'ombre et qui a des performances d'atténuation du bruit élevées.
  • Description générale de l'invention
  • La présente invention concerne un mur antibruit comme défini dans la revendication 1.
  • De manière surprenante, il a été trouvé que, contrairement à ce que l'on pouvait croire, il n'est pas nécessaire d'orienter les panneaux acoustiques directement dans la direction de la source du bruit afin d'obtenir une atténuation importante du bruit. Dans ce mur antibruit, les panneaux acoustiques sont horizontaux et orientés vers le sol dans le cas d'une source de bruit qui se situe devant le mur antibruit. Les ondes sonores émises par la source de bruit sont déviées sur la partie inclinée réfléchissant les ondes sonores pour ensuite pénètrer dans le panneau acoustique par les ouvertures pratiquées dans sa face inférieure, tournée vers le sol. Il est intéressant de noter qu'il n'y a pas d'éléments absorbant le bruit tournés vers la source de bruit.
  • Dans un mode de réalisation particulier, la face inférieure du panneau acoustique est en tôle perforée. De préférence les ouvertures sont des trous ronds de +/- 4 mm en diamètre.
  • Un avantage de pratiquer les ouvertures dans la face inférieure du panneau acoustique et uniquement dans celle-ci est de protéger le matériau absorbant le bruit contre les intempéries. En effet comme les matériaux absorbant le bruit sont de par leur nature des matériaux poreux respectivement fibreux et peu denses, ils peuvent s'encrasser rapidement lorsqu'ils sont soumis aux intempéries. En effet, dans les panneaux traditionnels dans lesquels les ouvertures sont dans la face verticale, on constate que l'eau sale projetée par le trafic contre ces panneaux acoustiques y pénètre et peut encrasser les cavités, les boucher au fur et à mesure et diminuer ainsi sensiblement les performances à long terme de ce genre de panneaux.
  • Un autre avantage de ces nouveaux éléments phoniques réside dans le fait qu'ils peuvent être transparents et contribuer ainsi à augmenter la sécurité routière. La création de zones d'ombre est évitée. Aucun effet « tunnel » n'est créé et les usagers peuvent contempler le paysage environnant. Les risques d'accident dus à des trajets monotones -entre deux murs - sont diminués.
  • Selon un mode de réalisation préféré, la coque du panneau acoustique dans laquelle est installée le matériau absorbant le bruit est autoportante et peut être réalisée par exemple en aluminium. Ceci permet de créer des murs antibruit légers mais solides. L'aluminium de la coque du panneau acoustique peut être anodisé ou peint par poudrage polyester.
  • Il faut évidemment prévoir assez d'ouvertures dans la face inférieure de la coque du panneau acoustique pour permettre aux ondes sonores de pénétrer efficacement dans le matériau absorbant le bruit. Selon un mode de réalisation préféré, la face inférieure de la coque du panneau acoustique comprend des ouvertures / perforations qui couvrent au moins 35% de sa surface.
  • Par contre, il n'est pas nécessaire de laisser la face inférieure complètement ouverte pour atteindre les performances acoustiques requises. Il est effectivement préférable que la face inférieure comprenne des ouvertures / perforations qui couvrent au plus 80% de préférence au plus 70, de manière préférée au plus 60% de sa surface.
  • Le matériau absorbant est choisi parmi les nombreux matériaux disponibles sur le marché et comprend de préférence une mousse de type résine mélamine avec ou sans imprégnation hydrophobe, la laine minérale, la laine de verre, la laine de roche, les fibres minérales, les fibres d'origine végétales ou leurs mélanges.
  • La partie inclinée doit dévier le maximum des ondes sonores incidentes vers le panneau acoustique situé au-dessus d'elle. Elle comprend de préférence du verre feuilleté, du verre de sécurité, du polyméthacrylate de méthyle, du polycarbonate ou une combinaison de ces matériaux. Ces matériaux ont l'avantage d'être transparents et permettent par leur surface lisse de réfléchir un maximum d'ondes sonores incidentes vers le panneau acoustique.
  • Afin d'optimiser la performance du mur antibruit, l'inclinaison de la partie inclinée est en général d'au moins 50° et d'au plus 70° par rapport à l'horizontale. Dans cette gamme d'angles d'inclinaison, une majeure partie des ondes sonores incidentes est déviée vers la face inférieure du panneau acoustique.
  • Selon un mode de réalisation préféré, la partie inclinée comporte un cadre ainsi que des joints pour permettre de fixer facilement la partie inclinée dans la construction et de garantir une étanchéité parfaite entre les éléments constitutifs.
  • Les éléments constructifs comportent de préférence des poteaux métalliques, des montants verticaux et des cadres, ainsi que des accessoires de fixation nécessaires à l'assemblage et au montage des éléments phoniques. Les poteaux métalliques servent de support aux éléments phoniques et sont fixés sur les fondations en béton. Les montants verticaux et les cadres, en aluminium par exemple, servent d'éléments de maintien.
  • Brève description des dessins
  • Les caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux présentés ci-dessous, à titre d'illustration, en se référant aux dessins suivants :
    • Fig. 1 : représente une vue frontale d'un mode de réalisation préféré de la présente invention,
    • Fig. 2 : représente une coupe selon la ligne A-A de la Fig. 1 et;
    • Fig. 3 : représente le mur antibruit vu de dos.
    Description d'une exécution préférée
  • La figure 1 montre une vue de la face avant du mur antibruit modulaire, qui est la face principale réceptrice du bruit. Le mur antibruit 10 est composé de modules comprenant des éléments phoniques 12 et des éléments constructifs 14. L'élément phonique 12 est en forme de Z dont la partie inclinée est en un matériau réfléchissant le bruit et dont les parties horizontales sont des panneaux acoustiques 16 c.-à-d. des panneaux absorbant le bruit.
  • La partie inclinée de l'élément phonique 12 en forme de Z est située entre deux panneaux acoustiques 16 sensiblement parallèles. Elle relie donc la partie arrière d'un premier panneau acoustique à la partie avant d'un deuxième panneau acoustique, situé en dessous du premier panneau pour former un élément en forme de la lettre « Z ».
  • Une particularité de la présente invention réside dans le fait que les panneaux acoustiques 16 présentent des ouvertures donnant accès aux matériaux absorbant le bruit exclusivement sur la face tournée vers le bas. Aucune ouverture n'est pratiquée dans les autres faces de la coque de sorte qu'aucun matériau absorbant le bruit n'est orienté directement vers la source du bruit.
  • La partie inclinée 28 de l'élément phonique 12 n'absorbe pas les ondes mais réfléchit les ondes sonores incidentes et les dévie vers le panneau acoustique situé au-dessus d'elle.
  • Les éléments constructifs 14 comportent des poteaux métalliques 18, des montants verticaux 20 et des cadres 22, ainsi que des accessoires de fixation nécessaires à l'assemblage et au montage des éléments phoniques 12. Les poteaux métalliques 18 servent de support aux éléments phoniques 12 et sont fixés sur les fondations 24 en béton. Les montants verticaux 20 et les cadres 22, en aluminium par exemple, servent d'éléments de maintien.
  • Le mur antibruit 10 de la Fig. 1 comporte 5 rangées et 2 colonnes d'éléments phoniques 12. Ceux-ci a par exemple les dimensions suivantes : hauteur environ 480 mm, largeur environ 1500 mm, profondeur environ 290 mm. Le mur antibruit est donc composé d'éléments modulaire et ces éléments peuvent être multipliés afin d'obtenir un mur anti-bruit de la langueur et de la hauteur souhaitée.
  • La partie réfléchissante 28 est inclinée par rapport au panneau absorbant d'environ 60 degrés, pour ainsi pouvoir réfléchir les ondes sonores qui convergent vers celle-ci.
  • Les éléments phoniques 12 sont assemblés par trois montants verticaux 20, deux montants se situant aux extrémités avant respectivement arrière de l'élément phonique 12 et un montant étant agencé au milieu de l'élément phonique 12. Les montants aux extrémités permettent le maintien de l'écran acoustique 10 entre les poteaux métalliques 18, qui eux sont fixés sur les fondations 24 du mur antibruit 10. La hauteur du mur antibruit 10 est donc d'environ 2,00 m et l'entraxe entre les colonnes est d'environ 4,20 m.
  • Les panneaux acoustiques (16) comprennent une coque ou un caisson 30 autoportant et est rempli d'un matériau absorbant le bruit. La coque 30 est perforée uniquement sur sa face réceptrice du son, c.à.d. la face inférieure qui est dirigée vers la partie inclinée, située en dessous de la coque 30. Les perforations couvrent environ 44% de la surface de la face réceptrice de la coque 30.
  • La coque 30 est en aluminium d'une épaisseur de 2 mm. L'aluminium peut être anodisé ou peint par poudrage polyester dans une teinte au choix, comme par exemple une teinte RAL.
  • Le matériau absorbant peut être un panneau de mousse résine mélamine, du type BASOTECT G par exemple ou une mousse résine de mélamine avec une imprégnation hydrophobe, comme la mousse PINTA Piano, d'une épaisseur d'environ 50 mm. Le matériau absorbant peut aussi être en laine minérale, en laine de verre, en laine de roche, en fibres minérales, en fibres d'origine végétale ou en autres matériaux d'isolation. L'avantage d'utiliser de la résine mélamine se traduit par une très bonne absorbation du son, une conductivité thermique basse, une bonne résistance au feu et une faible densité.
  • La partie réfléchissante 28 est un panneau en verre feuilleté phonique. Le verre est de préférence un verre de sécurité transparent. Le verre feuilleté est constitué de deux feuilles de verre de 8 mm d'épaisseur collées entre lesquelles est placé un film en plastique de polyvinyle butyral (PVB) d'une d'épaisseur de 0,75 mm ou un film clair standard d'un coefficient de transmission lumineux supérieur à 70%. Une résistance aux impacts de pierre et de gravillons est ainsi assurée par le verre.
  • Le matériau utilisé pour la partie réfléchissante 28 peut être du verre usuel collé en couche (verre feuilleté), du polyméthacrylate de méthyle ou du polycarbonate ou autre. De préférence, du verre « Saflex QS 41 » du producteur Eastman est choisi, à cause de son indice d'isolation acoustique élevé.
  • Il s'agit donc d'un système contre le bruit qui est en grande partie transparent, ouvert à la vue. La lumière incidente est en grande partie transmise de l'autre côté du vitrage, une partie est réfléchie et une infime partie est absorbée. La lumière réfléchie est en partie projetée sur la partie absorbante 26 et protège ainsi contre l'éblouissement.
  • Les cadres 22 autour des parties inclinées 28 sont en aluminium et servent d'appuis aux parties inclinées. Le cadre 22 est muni d'un joint néoprène 32 sur son pourtour afin de garantir la stabilité et l'étanchéité de l'élément phonique 12. Un système de parcloses permet la fixation du verre sur le cadre 22.
  • Afin de garantir l'étanchéité du système, un joint néoprène 32 est intercalé au niveau des joints d'assemblage entre les différents éléments constitutifs, notamment entre les panneaux acoustiques 16 et les montants verticaux 20.
  • Les poteaux métalliques 18 servent de support et sont composés de tubes métalliques de forme rectangulaire creuse et ont des dimensions approximatives de 150 mm x 100 mm et une épaisseur de 4 mm. Les poteaux métalliques 18 peuvent être en acier S235 soudés sur des platines. Chaque poteau 18 constitue un ensemble de deux demi-poteaux 36, assemblés par des tiges filetées et écrous 38 en acier inoxydable permettant le maintien des éléments phoniques 12 par pincement. Chaque demi-poteau 36 est fixé sur les fondations 24 à l'aide d'ancrages, les dispositifs d'ancrage étant en nombre suffisant par platine 34 selon les besoins. Un joint 32 est également intercalé entre chaque demi-poteau 36 et les montants 20 de l'écran acoustique 10.
  • Les fondations 24 sur lesquelles repose le mur antibruit et qui permettent aux poteaux métalliques 18 d'être fixés par ancrage sont en béton armé.
  • L'assemblage des différents éléments constitue une structure rigide qui est apte à supporter son poids propre, les poussées de vents auxquelles elle est exposée, les pressions et dépressions causées par le passage de l'engin
  • (pénétration dans l'air), les dilatations thermiques etc. L'assemblage est, de par sa conception, facile à entretenir et des éléments endommagés sont aisément remplaçables individuellement. L'étanchéité du système contribue à la protection contre les détériorations à long terme et contre la corrosion.
  • La figure 2 montre une coupe transversale du mur antibruit 10 selon la ligne A-A de la Fig. 1. La partie inclinée 28, par exemple un vitrage feuilleté, réfléchit les ondes sonores et envoie celles-ci en grande partie vers le matériau absorbant situé à l'intérieur de la coque 30 en aluminium perforé avec une mousse mélamine.
  • Sur la figure 2, le mur antibruit 10 comporte quatre rangées d'éléments phoniques 12 superposés.
  • La figure 3 montre une vue de la face arrière du mur antibruit 10. Cette face n'est pas destinée à absorber le bruit car elle n'est pas exposée directement au bruit. Contrairement à la majorité des murs antibruit, sa surface n'est pas plane mais est également en forme de Z due au fait que pour chaque élément phonique la partie réfléchissante relie la partie arrière d'un premier élément acoustique avec la partie avant d'un deuxième élément acoustique situé en dessous de celui-ci. Sur la figure 3, on peut également voir que la rangée supérieure est composée de deux panneaux acoustiques 16 attachés à un élément continu 40 qui est relié aux montants verticaux 20 pour ainsi refermer le haut du mur antibruit 10.
  • Le présent mur antibruit 10 a été conçu pour atteindre une atténuation du spectre type du bruit routier par transmission de plus de 26dB. Des études menées en collaboration avec l'Université de Leuven ont été réalisées en utilisant un procédé de mesurage in-situ à la Gare de Noertzange (LU) selon la méthode de la norme CEN/TS 1793-5. La norme CEN/TS 1793-5 intitulée « Dispositifs de réduction du bruit trafic routier. Méthode d'essai pour la détermination de la performance acoustique-Partie4 : Caractéristiques intrinsèques relatives aux valeurs in-situ de la réflexion acoustique et de l'isolation aux bruits aériens » a été appliquée sur une section du mur antibruit décrit tel qu'en relation avec les figures 1-3.
  • D'une manière surprenante, il a été constaté que l'atténuation du bruit dépasse de loin le but que l'on s'était fixé. Ainsi l'atténuation du bruit mesuré pour l'élément phonique 12 était de 28,4 dB et de 30,7 dB pour les supports/poteaux 18. Avec une procédure équivalente de pondération pour un bruit ferroviaire, des valeurs de 31,4 dB pour l'élément phonique et de 32,7 dB les supports/poteaux 18 ont été obtenues. Il s'agit de valeurs d'atténuation de loin supérieures aux attentes.
  • L'isolation acoustique de l'écran « Z » par rapport au bruit ferroviaire est supérieure aux produits équivalents existants sur le marché, atteignant des valeurs aux environs de DLr =29dB. Il est à noter que les produits existants sur le marché présentent des valeurs mesurées en laboratoire, alors que les valeurs de l'écran « Z » ont été mesurées « in situ ».
  • Selon un autre mode de réalisation, dans un ou plusieurs des éléments phoniques, la partie inclinée peut être réalisée par des panneaux solaires. Des panneaux solaires particulièrement résistants aux intempéries, comme dans les cas de pluies fortes et de grêle, et comme l'exposition à l'air salin ou à d'autres atmosphères corrosives sont de préférence utilisés. Les panneaux solaires de la société Solarwatt, comme les types Solarwatt Blue ou Orange, s'y prêtent particulièrement bien. L'utilisation de panneaux solaires en tant que parties inclinées réfléchissant le bruit permettra - lorsque l'orientation du mur antibruit par rapport au soleil s'y prête - de produire de l'électricité renouvelable. Légende:
    10 Mur antibruit
    12 élément phonique
    14 élément constructif
    16 panneau acoustique
    18 poteau métallique
    20 montants (verticaux)
    22 cadre
    24 fondation
    26 partie absorbante
    28 partie réfléchissante (partie inclinée)
    30 coque ou caisson
    32 joint néoprène
    34 platine
    36 demi-poteau
    38 tige filetée et écrou
    40 élément continu

Claims (12)

  1. Mur antibruit (10) comprenant des éléments phoniques (12) et des éléments constructifs (14),
    dans lequel l'élément phonique (12) est en forme de Z, et comprend:
    • deux panneaux acoustiques (16) sensiblement horizontaux et parallèles
    • une partie inclinée (28)
    a. située entre le premier panneau acoustique et le deuxième panneau acoustique
    b. reliant une partie arrière du premier panneau acoustique à une partie avant du deuxième panneau acoustique situé en dessous du premier panneau acoustique
    caractérisé en ce que
    la partie inclinée (28) consiste en un matériau réfléchissant le bruit, et en ce que chaque panneau acoustique (16) comprend une coque (30) ayant une face supérieure, une face inférieure et un matériau absorbant le bruit, la coque (30) du premier panneau acoustique présentant des ouvertures donnant accès au matériau absorbant le bruit uniquement sur sa face inférieure.
  2. Mur antibruit (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coque (30) est autoportante.
  3. Mur antibruit (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coque est en aluminium.
  4. Mur antibruit (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face inférieure de la coque (30) comprend des ouvertures / perforations qui couvrent au moins 35% de sa surface.
  5. Mur antibruit (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face inférieure de la coque (30) comprend des ouvertures / perforations qui couvrent au plus 80% de sa surface.
  6. Mur antibruit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau absorbant est choisi parmi une mousse de type résine mélamine avec ou sans imprégnation hydrophobe, la laine minérale, la laine de verre, la laine de roche, les fibres minérales, les fibres d'origine végétales ou de leur mélanges.
  7. Mur antibruit (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie inclinée (28) comprend du verre feuilleté, du verre de sécurité, du polyméthacrylate de méthyle, du polycarbonate ou une combinaison de ces matériaux.
  8. Mur antibruit (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'inclinaison de la partie inclinée (28) est d'au moins 50° par rapport à l'horizontale.
  9. Mur antibruit (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'inclinaison de la partie inclinée (28) est d'au plus 70° par rapport à l'horizontale.
  10. Mur antibruit (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie inclinée (28) comporte un cadre.
  11. Mur antibruit (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments constructifs comportent des poteaux métalliques (18), des montants verticaux et des cadres pour fixer les éléments phoniques (12).
  12. Mur antibruit (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mur antibruit est modulaire.
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