FR2624640A1 - Resonateur pour correction acoustique d'un local et mur faisant application - Google Patents

Abstract

Le résonateur selon l'invention est constitué par un caisson 1 parallélépipédique en tôle pliée comportant en façade une fente 2 formant un col pour faire communiquer le volume intérieur du caisson rempli d'un matériau 3 absorbant les sons avec l'extérieur.

Description

La correction acoustique d'un local consiste à éviter La réverbération des sons par les parois de ce local qui ne sont pas prévues pour cet effet. Ainsi tout dépend de la nature du local et de sa destination. En effet, une salle de concert doit posséder des réflecteurs, notamment au plafond pour renvoyer le son de La scène émis vers le haut en direction des spectateurs. En revanche, une réverbération par les murs latéraux diminue rapidement les qualités acoustiques de la salle. Par ailleurs, un studio d'enregistrement doit quant à lui être exempt le plus possible de réverbération acoustique. Dans ce cas même le plafond doit être absorbant.

La présente invention entend proposer un dispositif acoustique, fonctionnant sur le principe du résonateur d'Helmotz, qui permet par sa mise en oeuvre judicieuse de corriger des locaux existants ou d'être intégré dans une nouvelle construction, de manière définitive ou de manière amovible pour permettre des variations dans les qualités acoustiques recherchées.

L'un des principaux avantages du dispositif seLon l'invention résulte de sa structure qui permet de manière simple d'adapter parfaitement sa fonction absorbante, et tout particulièrement la plage de fréquences sonores à absorber, en fonction du résultat escompté. Il permet égaLement une démarche par approximation successive facile à mettre en oeuvre car les éLéments- à manipuler pour modifier les caractéristiques d'absorption sont simples et peu nombreux. Enfin, son prix de revient est, du fait de La technique de fabrication employée, extrêmement bas et Le dispositif peut être considéré comme un matériau de construction.

A cet effet, l'invention a donc pour objet un résonateur pour correction acoustique d'un local qui est constitué par un caisson rectiligne parallélépipédique dont l'enveloppe définit un volume intérieur clos sur cinq faces et dans Lequel est logée une matière absorbant les sons, la sixième face possédant une fente Longitudinale, par laquelle le volume intérieur communique avec l'extérieur, et qui comporte des parois latérales dirigées vers l'in- térieur pour former le col du résonateur.

Les paramètres qui influencent la gamme de fréquences absorbées sont principalement : le volume du caisson, La largeur de la fente et la hauteur du col. Sa forme possède également une légère influence selon qu'elle est ou non convergente.

Ainsi, pour avoir la possibilité d'agir aisément sur ces paramètres, en fonction des résultats du calcul de la correction ou plus prosaCquement, par t tonnements et approximations successives, un mode préféré de réalisation consiste en ce que le caisson est formé par une t8le pliée en U dont la base en constitue la paroi arrière, et les ailes les parois latérales, et par deux tôles chacune possédant deux plis parallèles la divisant en trois panneaux, l'un des panneaux de bord formant une aile de liaison de La tôle à l'une des parois latérales susdites, le panneau central formant la paroi frontale du résonateur et l'autre panneau de bord constituant une paroi du col susdit.

On comprend bien que l'on peut standardiser la partie arrière de profil en U du caisson tout en pouvant jouer sur les dimensions de la fente et la hauteur ou profondeur du col. On peut également donner à ce col un profiL convergent ou non, voire orienter son axe général selon une direction qui n'est pas perpendiculaire à la face frontale du caisson. On peut également très facilement jouer sur le volume du caisson en prévoyant des cloisons transversales, amovibles ou non, pour diviser le tronçon en segments.

Ces adaptations, notamment au niveau de la fente, sont facilitées par le fait que la matière absorbant les sons est réalisée sous forme d'une portion de coquille cylindrique d'axe parallèle à l'axe longitudinal du caisson et de concavité tournée vers la fente.

Dans le cas où le résonateur n'est pas intégré à une structure de génie-civil, il sera avantageux de garnir la face extérieure de sa paroi arrière d'un matériau absorbant du point de vue acoustique, pour éviter une réflexion d'ondes sur cette face.

On peut également équiper le résonateur de volets qui viennent ou non occulter la fente. Ces volets seront de préférence articulés au voisinage d'un bord longitudinal de
La façade du résonateur et seront recouverts d'un matériau acoustiquement absorbant sur leur face qui s'applique contre la fente. De cette manière, quand le résonateur est intégré dans une structure de support à demeure, on peut modifier l'acoustique de La salle en rabattant ou non certains des volets sur Le résonateur. Le volet en position fermée présente une face réverbérante du côté de la salle.

Ouvert, il s'applique contre La paroi voisine du résonateur et constitue un élément absorbant supplémentaire.

L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-apres à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et Les caractéristiques secondaires.

Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique extérieure d'un résonateur conforme à l'invention,
- Les figures 2 à 6 montrent par des coupes transversales les différents éléments constituant le résonateur de l'invention,
- la figure 7 montre un exemple d'intégration du résonateur dans une paroi de génie civil,
- la figure 8 est un autre exemple de cette intégiration.

En se reportant tout d'abord aux figures 1 et 2 on voit la constitution du résonateur selon l'invention, à savoir essentiellement un caisson 1 ouvert sur une face par une fente longitudinale 2 et rempli d'un matériau 3 absorbant les sons. Le caisson est rectiligne et allongé, c'est-å-dire que les dimensions de sa section (de l'ordre du décimètre) sont d'un ordre inférieur à celles de sa longueur (de l'ordre du mètre). Dans un mode très simple de réalisation, Le caisson est réalisé en tôle pliée.

Bien entendu, il comporte des parois d'extrémité qui sont constituées par des panneaux de tôle rabattus.

La figure 2 montre plus précisément, par une vue en coupe transversale, la constitution du résonateur selon l'invention. Le caisson est en réalité, pour des raisons de rationalisation de la fabrication et pour ménager de grandes possibilités d'adaptation, formé par trois parties. Une première tôle pliée 4 forme un U dont le fond constitue la paroi arrière 4a du ca-isson et les ailes les parois latérales 4b et 4c. La face avant du caisson est constituée par deux. éléments 5 et 6 également en tôle pliée, chacun possédant trois panneaux 5a, 5b, 5c et 6a, 6b, 6c.

Les panneaux 5a, 6a sont glissés à l'intérieur des ailes 4b, 4c et y sont retenus par tout moyen de fixation approprié. Ceux-ci sont symbolisés par des têtes de vis ou de rivets 7,8 qui constituent en outre des points d'attache pour des éléments d'ancrage 9 du caisson dans une structure de support, comme on le verra en regard de la figure 7. Les panneaux centraux 5b, 6b constituent la paroi de façade proprement dite du caisson dans laquelle est ménagée la fente 2. Les autres panneaux d'extrémité 5c, 6c constituent enfin les parois de la fente 2 en retour vers l'intérieur du caisson qui définissent la hauteur h du col du résonateur et son ouverture (Largeur) a. Par les traits pointillés, sur la figure 2, on montre que les parois 5c, 6c du col peuvent être plus ou moins convergentes et que leur hauteur peut également être réglée. On peut ainsi jouer sur les paramètres h et a qui influencent la longueur d'onde concernée par le résonateur.

Enfin sur cette figure on voit que le matériau absorbant est en forme de demi-coquille cylindrique 10 dont la concavité est tournée du côté de la fente 2. Le matériau peut être toute matière fibreuse appropriée (laine de verre, de roche, ou toute matière synthétique). Cette forme présente l'avantage de convenir quelle que soit la configuration de La fente adoptée, comme on Le voit sur les figures 2 à 6.

Sur la figure 3 on retrouve certain des éléments déjà décrits avec les mêmes références.C'est ainsi que l'on retrouve les éléments 5 et 6 de la figure 2 qui peuvent être remplacés par des éléments 11 et 12 de plus grandes dimensions.

La figure 4 montre que les éléments 13,14,15,16 définissant la façade et la fente du résonateur, peuvent affecter un profil dissymétrique, qui permet de définir une fente 2 orientée dont L'axe 2a (ou 2b),n'est pas perpendiculaire à la façade du résonateur. Cette disposition permet de prendre en compte, notamment pour des murs latéraux d'une salle de concert, la direction générale de propagation du son et d'en capter une plus grande part.

La figure 5 montre que l'on peut disposer dans le travers du résonateur une cloison 17 de partition de son volume intérieur, ce de place en place. On sait en effet que le volume intérieur du résonateur est un facteur influençant la longueur d'onde absorbée par le résonateur.

Avec des cloisons 17 amovibles, on peut très facilement jouer sur ce facteur.

La variante de réalisation représentée en figure 6 concerne un résonateur utilisable indépendamment de son implantation dans une structure de support. IL devient alors un élément mobile du genre élément de mobilier et pour améliorer ses performances, il peut comporte sur la face extérieure de sa paroi arrière 4a un revêtement de matière absorbante 18, ici rapportée sur le caisson par rivetage.On notera à ce propos que la réalisation d'un tel caisson est un peu différente de celles décrites précédemment par le fait que la tôle pliée 19 formant faces arrière et latérales du caisson a sa concavité tournée vers l'extérieur, pour accueillir le matériau 18, le volume intérieur étant alors définit entre les éléments 5 et 6 de façade dont les panneaux extérieurs 5a, 6a sont de hauteur suffisante pour contenir la matière 10 et être agrafés par l'extérieur aux ailes de la tôle pliée 19.

En figure 7 un résonateur du type de celui de la figure 2 est noyé dans une structure de support 20 (par exemple une paroi bétonnée) et est maintenu accroché à cette paroi par ses éléments d'ancrage 9. La fente 2, et ici toute la façade du résonateur, peut être recouverte par un volet 21 d'obturation qui est articulé en 22- à la structure 20 (ou à tout élément de support convenable) au voisinage d'un bord longitudinal du résonateur. Le volet 21 possède une face reverbérante 21a et une face absorbante 21b (au moyen d'un revêtement en un matériau adéquat) telles que la face 21b est en regard de la fente 2 lorsque le volet est rabattu sur la résonateur, et découverte Lorsque le voLet est rabattu sur la paroi 20 voisine du résonateur.On peut, par ce moyen, modifier le comportement acoustique de la paroi 20 et disposer d'un moyen d'accord variable du local selon son utilisation. Au cas où la paroi 21 est un plafond, on aura prévu'des dispositifs de: maintien du volet 21 dans ses positions à L'encontre de la force de la pesanteur.

Enfin, la figure 8 illustre une paroi 25 (par exemple un mur vertical) équipée de paires 30 de résonateurs 30a, 30b, qui se font face, séparés d'une distance sensiblement. égale à la largeur de la fente 2, les fentes 2 en regard L'une de l'autre, ces paires 30 étant espacées les unes des autres d'une distance prescrite en fonc.tion de l'étude, du calcul ou de l'expérience, l'intervalle étant recouvert d'un matériau 31 absorbant phoniquement. On remarquera que les résonateurs 30a, 30b peuvent présenter des caractéris tiques différentes comme veulent le montrer les différentes formes de fentes 2 représentées.

A une certaine distance du mOr 25 on a disposé des panneaux de parement 32, de préférence en matériau Léger et poreux (béton léger) qui possèdent des fentes 33 à ouverture évasée 33a, qui sont situées juste en face de chaque paire 30 de résonateur. Cette disposition procure une absorption des sons de très haute qualité.

Le résonateur selon l'invention, comme on l'a vu ci-dessus est un organe technique de fabrication très simple qui peut s'adapter à toute architecture et à toute paroi en construction ou déjà existante. Il devient presque, du fait de sa simplicité, un matériau de construction dont l'usage par des acousticiens est extrêmement aisé. Il se prête à une fabrication de série et à la réalisation de gammes selon les dimensions et les fréquences qu'il absorbe.

L'invention trouve une application intéressante à la fois dans le domaine de l'acoustique et le domaine des travaux publics.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Résonateur pour correction acoustique d'un

local, caractérisé en ce qu'il est constitué par un caisson (1) rectiligne parallélépipédique dont l'enveloppe définit un volume intérieur clos sur cinq faces et dans lequel est logée une matière (3) absorbant les sons, la sixième face possédant une fente longidunale (2), par laquelle le volume intérieur communique avec l'extérieur, et qui comporte des parois latérales (5c, 6c) dirigées vers l'intérieur pour former le col du résonateur.

2. Résonateur selon la revendication 1 caractéri sé en ce que le caisson C 1') est formé par une tôle (4) plisée en U dont la base (4a) en constitue la paroi arrière et les ailes (4b, 4c) les parois latérales, et par deux tôles (5,6) chacune possédant deux plis parallèles la divisant en trois panneaux (5a, 5b, 5c, 6a, 6b, 6c) l'un des panneaux (5Sj 6a) de bord formant une aile de liaison de la tôle (5,6) à l'une des parois (4b, 4c) latérales susdites, le panneau (5b, 6b) central formant la paroi frontale du résonateur et l'autre panneau (5c, 6c) de bord constituant une paroi du col susdit.

3. Résonateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la largeur dudit panneau central (5b,6b) de chaque tôle pliée est fonction de la largeur souhaitée pour la fente (2), dans un caisson (1) de dimensions prédéterminées.

4. Résonateur selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'angle de pliage dudit autre panneau (5c, 6c) de bord avec le panneau central (5b, 6b) est fonction de la forme convergente ou non de la section du col et de la largeur souhaitée pour La fente (2), dans un caisson (-1) de dimensions prédéterminées.

5. Résonateur selon L'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la matière absorbante (3) est en forme de portion de coquille (10) cylindrique dont la concavité est tournée vers la fente (2).

6. Résonateur selon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des cloisons (17) de partition transversales divisant le volume intérieur du caisson < 1).

7. Résonateur selon la revendication 6 caractérisé en ce que ces cloisons (17) sont amovibles.

8. Résonateur selon L'une quelconque des reven dictions précédentes caractérisé en ce que sa paroi arrière (4a) est extérieurement revêtue d'une matière absorbante(18).

9. Résonateur selon l'une quelconque~des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un volet (21) d'obturation au moins partielle de la fente (2), articulé (22 > sur un support voisin de l'un des bords longitudinaux du caisson (1) et revêtu d'un matériau absorbant (21 b) les sons sur sa face en regard de la fente (2) lorsqu'il est rabattu sur celle-ci.

10. Mur (25) corrigé acoustiquement au moyen de résonateurs selon L'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de résonateurs (30a, 30b) fixés à sa surface de manière à être associés par pures (30) régulièrement'espacées le long de cette surface, les résonateurs de chaque paire (30a, 30b) se faisant face par leur paroi fendue à une distance l'un de l'autre sensiblement égale à la largeur de la fente (2), Les intervalles entre les paires de résonateurs étant revêtus d'un matériau (31) absorbant les sons, et un ensemble de panneaux (32) de parement maintenu écarté du mur (25) et des résonateurs (30) et présentant une fente (33) en regard de chacune desdites paires (30).