FR2635603A1 - Internal acoustic absorption wall - Google Patents
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Abstract
Description
Le confort acoustique à l'intérieur des bâtiments de grand volume qu < il s'vagisse de bâtiments industriels, tertiaires, sportifs ou de loisirs, est devenu un élément prioritaire lors de la construction de ces bâtiments ou lors de leur aménagement. On l'assure généralement en disposant, sur la face interne des parois des bâtiments, un matériau d'absorption acoustique qui réduit la réflexion de l'énergie sonore émise par les différentes sources de bruit. Acoustic comfort inside large buildings, whether industrial, commercial, sports or leisure buildings, has become a priority in the construction of these buildings or in their development. It is generally provided by providing, on the inner face of the walls of buildings, an acoustic absorption material which reduces the reflection of the sound energy emitted by the different sources of noise.
Toutefois, le matériau d'absorption acoustique utilisé, qui est généralement à base de fibres agglomérées ou de mousse cellulaire d'origine minés rale, végétale ou synthétique, est exposé aux migrations de vapeur d'eau dues à l'état hygrométrique à l'intérieur du bâtiment. Ces migrations provoquent la dégradation du matériau à cause de son caractère fibreux qui le rend thermiquement résistant et perméable à la vapeur d'eau. Dans de nombreux cas, un pare-vapeur est monté sur la face avant du matériau d'absorption acoustique afin de le protéger et d'arrêter, ou au moins de freiner, le déplacement de la vapeur d'eau susceptible de provoquer des condensations en surface ou à l'intérieur du matériau.Malheureusement, ce pare-vapeur se comporte également comme une barriere entre les ondes sonores intérieures et le matériau d'absorption acoustique, ce qui a pour conséquence de réduire les performances de ce matériau et tout particulièrement les performances d'absorption des ondes sonores de fréquence moyenne et aigüe. However, the acoustic absorption material used, which is generally based on agglomerated fibers or cellular foam of mineral origin, vegetable or synthetic, is exposed to migrations of water vapor due to the hygrometric state at the same time. interior of the building. These migrations cause the degradation of the material because of its fibrous nature which makes it thermally resistant and permeable to water vapor. In many cases, a vapor barrier is mounted on the front face of the sound absorbing material to protect it and to stop, or at least slow, the movement of water vapor which can cause condensation in Unfortunately, this vapor barrier also acts as a barrier between the inner sound waves and the acoustic absorption material, which has the effect of reducing the performance of this material and especially the absorption performance of medium and high frequency sound waves.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en réalisant une paroi intérieure d'absorption acoustique dans laquelle les migrations de vapeur d'eau sont supprimées du fait que deux faces au moins du matériau d'absorption acoustique sont soumises aux mêmes conditions hygrothermiques, et qui est cependant d'une construction particulièrement simple. The object of the present invention is to remedy these drawbacks by producing an acoustic absorption inner wall in which the migrations of water vapor are suppressed because at least two faces of the acoustic absorption material are subjected to the same hygrothermal conditions. and which is however of a particularly simple construction.
Cette invention a en effet pour objet une paroi intérieure d'absorption acoustique comportant un bac nervuré, perforé au moins sur les flancs de ses nervures, et un matériau d'absorption acoustique, dans laquelle chaque nervure du bac contient une barre rigide de matériau d'absorption acoustique en appui contre son fond et est fermée par une plaque délimitant avec la barre un espace libre en communication avec l'extérieur par plusieurs des perforations des flancs des nervures. This invention relates to an acoustic absorption inner wall comprising a ribbed tray perforated at least on the flanks of its ribs, and an acoustic absorption material, in which each rib of the tray contains a rigid bar of plastic material. sound absorption in abutment against its bottom and is closed by a plate defining with the bar a free space in communication with the outside by several perforations of the flanks of the ribs.
Chacune des barres de matériau d'absorption acoustique est ainsi en contact avec l'atmosphère interne du bâtiment à la fois à travers les perforations des flancs des nervures et grâce à la circulation de l'air dans l'espace laissé libre entre elle et la plaque de fermeture des nervures, cette plaque pouvant, bien entendu1 être un mur ou autre sur lequel le bac est monté. Each of the bars of sound absorption material is thus in contact with the internal atmosphere of the building both through the perforations of the flanks of the ribs and through the circulation of air in the space left free between it and the plate closing the ribs, this plate can, of course1 be a wall or other on which the tray is mounted.
Lorsque la paroi est destinée à l'isolation d'une toiture, le bac nervuré étant disposé horizontalement, les barres de matériau d'absorption acoustique peuvent être simplement posées dans le fond des nervures et supportées par ces dernières. When the wall is intended for the insulation of a roof, the ribbed tank being disposed horizontally, the bars of sound absorbing material may simply be placed in the bottom of the ribs and supported by the latter.
Selon un autre mode de réalisation, la paroi comporte à l'intérieur de chaque nervure des plaquettes de maintien de la barre de matériau d'absorption acoustique qui sont accrochées à chacune de leurs extrémités dans les perforations des flancs de la nervure correspondante. According to another embodiment, the wall comprises inside each rib holding plates of the sound absorption material bar which are attached at each of their ends in the perforations of the sides of the corresponding rib.
Bien entendu, la paroi d'absorption acoustique selon l'invention peut être utilisée seule, directement sur un mur, ou autre, ou être associée à une protection thermique pour constituer une paroi d'isolation thermique et d'absorption acoustique. Of course, the sound absorption wall according to the invention can be used alone, directly on a wall, or other, or be associated with a thermal protection to form a wall of thermal insulation and sound absorption.
La description ci-dessous de modes de réalisation, donnés à titre d'exemple non limitatif et représentés aux dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir les avantages et caractéristiques de l'invention. Sur ces dessins
La figure 1 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, d'une portion de paroi d'isolation thermique et d'absorption acoustique.The following description of embodiments, given by way of non-limiting example and shown in the accompanying drawings, will also show the advantages and characteristics of the invention. On these drawings
Figure 1 is a perspective view, partially cut away, of a wall portion of thermal insulation and sound absorption.
La figure 2 est une vue en coupe verticale' de la paroi de la Fiv.1. Figure 2 is a vertical sectional view of the wall of Fiv.1.
La figure 3 est une vue analogue à la Fig.2 d'une variante de réalisation. Figure 3 is a view similar to Fig.2 of an alternative embodiment.
La figure 4 est une vue en perspective arrachée d'une portion de paroi intérieure d'absorption acoutisque verticale. Figure 4 is a cutaway perspective view of a vertical insulative absorption inner wall portion.
La figure 5 est une vue de détail, à plus grande échelle, d'une plaquette de maintien du matériau d'absorption acoustique. Figure 5 is a detail view, on a larger scale, of a plate for holding the sound absorption material.
La figure 6 est une vue de dessus à plus grande échelle, de l'extrémité de l'une des nervures de la paroi de la Fig.4. Figure 6 is a top view on a larger scale, the end of one of the ribs of the wall of Fig.4.
La paroi d'absorption acoustique et d'isolation thermique représentée sur la Fig.1 est une toiture légère comportant un bac nervuré et perforé 1 qui repose sur les poutres 2 de la charpente du bâtiment en étant fixé sur ces dernières à travers le fond 4 de ses nervures. Dans le mode de réalisation représenté, le fond 4 est plein, tandis que les flancs 6 et 8 de chacune des nervures sont perforés. Ces nervures ont, en section droite, la forme d'un trapèze dont la petite base est constituée par le fond 4, et comportent de préférence des nervures de raidissement 5 au voisinage de leurs grandes bases ouvertes. The acoustic absorption and heat-insulating wall shown in FIG. 1 is a light roof comprising a ribbed and perforated tank 1 which rests on the beams 2 of the building structure while being fixed on the latter through the bottom 4 of his ribs. In the embodiment shown, the bottom 4 is full, while the sides 6 and 8 of each of the ribs are perforated. These ribs have, in cross section, the shape of a trapezium whose small base is constituted by the bottom 4, and preferably comprise stiffening ribs 5 in the vicinity of their large open bases.
A l'intérieur de chacune des nervures 10 du bac 1 est disposée une barre 12 en matériau d'absorption acoustique qui est rigide et qui a une section droite trapézoidale de sorte qu'elle s'emboite exactement à l'intérieur de la nervure correspondante. Inside each of the ribs 10 of the tray 1 is disposed a bar 12 of acoustic absorption material which is rigid and which has a trapezoidal cross-section so that it fits exactly inside the corresponding rib .
Chaque barre 12 est en effet en appui par trois de ces côtés à la fois sur le fond 4 et sur la partie adjacente des flancs 6 et 8 de la nervure, mais a une face 14 parallèle au fond 4 qui est libre. La barre 12 ayant une épaisseur inférieure à la profondeur des nervures 10, la face 14 se trouve décalée par rapport aux plages 16 qui relient les nervures 10 et ménagent ainsi un espace libre 18 dans chaque nervure.Each bar 12 is in fact supported by three of these sides both on the bottom 4 and on the adjacent portion of the flanks 6 and 8 of the rib, but has a side 14 parallel to the bottom 4 which is free. The bar 12 has a thickness less than the depth of the ribs 10, the face 14 is offset from the beaches 16 which connect the ribs 10 and thus provide a free space 18 in each rib.
L'espace 18 est fermé par une plaque 20 qui, dans le mode de réalisation représenté sur les Fig.l et 2, est un pare-vapeur continu, constitué de feuilles souples reliées entre elles par recouvrement. The space 18 is closed by a plate 20 which, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, is a continuous vapor barrier consisting of flexible sheets interconnected by covering.
Ce pare-vapeur supporte un panneau 22 en matériau thermiquement isolant, lui-même recouvert d'une couche d'étanchéité 24. Le panneau 22 et le pare-vapeur 20 sont fixés sur les plages 16 du bac 1 par l'intermédiaire de dispositifs de fixation constitués par exemple par des plaquettes planes 28 traversées par des tiges de fixation 30.This vapor barrier supports a panel 22 of thermally insulating material, itself covered with a sealing layer 24. The panel 22 and the vapor barrier 20 are fixed on the surfaces 16 of the tray 1 via devices. fasteners consisting for example of flat plates 28 traversed by fixing rods 30.
Le pare-vapeur 20 isole totalement le panneau 22 des espaces 18 et des barres 12 de matériau d'absorption acoustique et ferme les nervures 10 entre les plages 16. The vapor barrier 20 completely isolates the panel 22 from the spaces 18 and bars 12 of acoustic absorption material and closes the ribs 10 between the surfaces 16.
Chaque espace 18 reste toutefois en communication avec l'atmosphère interne du bâtiment grâce aux perforations 32, 34 restées libres de chacun des flancs 6 et 8 de la nervure. L'air contenu à l'inté rieur du bâtiment peut traverser librement l'espace 18 qui constitue une lame d'air ventilée. La face 14 de chacune des barres 12 est ainsi soumise à la même humidité que l'intérieur du bâtiment. Comme il en est de même des deux faces latérales en appui sur les flancs 6 et 8 de la nervure, le matériau d'absorption acoustique est exposé aux mêmes conditions hygrothermiques sur toutes ses faces, de sorte que tout risque de condensation dans son épaisseur est supprimé.Par ailleurs, la propagation transversale et longitudinale d'ondes sonores dans la lame d'air 18 est atténuée par la face supérieure du matériau d' ab sorption acoustique. Each space 18, however, remains in communication with the internal atmosphere of the building through perforations 32, 34 remained free of each of the flanks 6 and 8 of the rib. The air contained inside the building can freely cross the space 18 which constitutes a ventilated air space. The face 14 of each of the bars 12 is thus subjected to the same humidity as the interior of the building. As is the same with both lateral faces resting on the sidewalls 6 and 8 of the rib, the acoustic absorption material is exposed to the same hygrothermal conditions on all its faces, so that any risk of condensation in its thickness is In addition, the transverse and longitudinal propagation of sound waves in the air gap 18 is attenuated by the upper face of the acoustic absorption material.
Bien entendu, le bac 1 peut comporter, comme représenté sur la partie extrême de droite de la
Fig.1, des plages 17 perforées de la même manière que les flancs 6 et 8 des nervures. Dans ce cas, le panneau d'isolation thermique 22 est de préférence un panneau de laine minérale qui contribue à l'absorption acoustique grâce aux perforations 36 des plages 17. En raison de l'assemblage à recouvrement entre les feuilles du pare-vapeur qui risque d'être plus ou moins étanche à la migration de vapeur d'eau, un tel mode de réalisation concerne de préférence les locaux à faible ou moyenne humidité de l'air.Of course, the tray 1 may comprise, as shown in the extreme right-hand part of the
Fig.1, 17 perforated beaches in the same way as the flanks 6 and 8 of the ribs. In this case, the thermal insulation panel 22 is preferably a mineral wool panel that contributes to the sound absorption through the perforations 36 of the beaches 17. Due to the overlap assembly between the sheets of the vapor barrier which may be more or less impervious to the migration of water vapor, such an embodiment preferably relates to local low or medium humidity of the air.
Selon une variante de réalisation représentée sur la Fig.3, lorsque le bac 1 comporte des plages 16 pleines, le pare-vapeur peut être constitué par des bandes adhésives 40 disposées longitudinalement audessus de chaque nervure. Chacune de ces bandes 40 adhère le long de ces deux bords aux deux plages 16 adjacentes de manière étanche. En outre, il peut être prévu des bandes adhésives transversales (non représentées) pour renforcer la fixation des bandes longi tudinales 40 et isoler ainsi complètement la lame d'air ventilée 18 du matériau d'isolation thermique 22. According to an alternative embodiment shown in FIG. 3, when the tank 1 has solid areas 16, the vapor barrier may consist of adhesive strips 40 arranged longitudinally above each rib. Each of these strips 40 adheres along these two edges to the two adjacent pads 16 sealingly. In addition, transverse adhesive strips (not shown) may be provided to reinforce the fastening of the longitudinal strips 40 and thus completely isolate the ventilated air plate 18 from the thermal insulation material 22.
Comme dans le mode de réalisation précédent, la barre 12 est soumise aux conditions hygrothermiques ambiantes et l'air peut circuler dans l'espace 18. As in the previous embodiment, the bar 12 is subjected to ambient hygrothermal conditions and the air can circulate in the space 18.
De préfrence, chacune des barres 12 est constituée par un matériau d'absorption acoustique à base de fibres minérales telles que de la laine de verre, de la laine de roche ou des fibres de bois qui sont découpées ou moulées de façon à avoir une grande cohésion assurant à la barre une rigidité longitudi- nale suffisante pour permettre sa manipulation sans risque de tassement, de déformations ou de cassures. Preferably, each of the bars 12 is constituted by an acoustic absorption material based on mineral fibers such as glass wool, rockwool or wood fibers which are cut or molded so as to have a large Cohesion ensuring the bar longitudinal rigidity sufficient to allow its handling without risk of settlement, deformation or breakage.
En outre, chaque barre de matériau fibreux a une densité et par suite un poids relativement important qui lui permet de résister aux efforts exercés par la circulation de l'air et de se maintenir au fond de la nervure correspondante quelle que soit la pression exercée par l'air intérieur du bâtiment sous l'action, par exemple, d'une ventilation ou d'une pression ou dépression du vent sur le bâtiment.In addition, each bar of fibrous material has a density and therefore a relatively large weight that allows it to withstand the forces exerted by the air flow and to stay at the bottom of the corresponding rib regardless of the pressure exerted by the indoor air of the building under the action, for example, of ventilation or pressure or wind pressure on the building.
En outre, chacune des barres de matériau d'absorption acoustique 12 ainsi constituée est protégée contre un défibrage risquant de provoquer la chute de particules de fibres à travers les perforations des flancs 6 et 8 en direction de l'intérieur du bâtiment, par une protection telle qu'un voile de verre 42 faisant obstacle au passage des particules et recouvrant au moins trois des faces de la barre 12, c'est-à-dire les trois faces en appui contre la nervure. Cette protection anti-défibrage peut également être constituée par un revêtement de liant assurant la cohésion des fibres en surface. Une émulsion polymérique à base de résines est alors pulvérisée en couche mince sur la barre 12.Une fois séchée, elle forme sur la surface extérieure de cette barre une structure microporeuse qui assure le blocage des fibres en surface, mais permet le passage des ondes sonores vers le matériau d'absorption acoustique. In addition, each of the bars of sound absorption material 12 thus formed is protected against defibration that may cause the falling of fiber particles through the perforations of the sidewalls 6 and 8 towards the interior of the building, by a protection such that a glass veil 42 obstructing the passage of the particles and covering at least three of the faces of the bar 12, that is to say the three faces bearing against the rib. This anti-defibration protection may also consist of a binder coating ensuring the cohesion of the surface fibers. A polymer emulsion based on resins is then sprayed in a thin layer on the bar 12. Once dried, it forms on the outer surface of this bar a microporous structure which ensures the blocking of the fibers on the surface, but allows the passage of sound waves to the sound absorption material.
Selon une variante de réalisation, la barre 12 placée dans la nervure 10 du bac est maintenue contre le fond 4 de cette nervure au moyen d'une plaquette de retenue 44 (Fig.4 à 6). Cette plaquette comporte une partie centrale 45 dont la longueur correspond à la largeur de la surface 14 de la barre 12 et deux joues latérales 46 inclinées par rapport à cette partie plane. Chacune des joues 46 est découpée pour former une languette 48 repoussée vers l'extérieur et destinée à coopérer avec l'une des perforations 32, 34 des flancs 6, 8 de la nervure pour assurer l'immobilisation de la plaquette 44 (Fig.6). According to an alternative embodiment, the bar 12 placed in the rib 10 of the tray is held against the bottom 4 of this rib by means of a retaining plate 44 (Fig.4 to 6). This plate comprises a central portion 45 whose length corresponds to the width of the surface 14 of the bar 12 and two lateral flanges 46 inclined with respect to this flat portion. Each of the cheeks 46 is cut to form a tab 48 pushed outwardly and intended to cooperate with one of the perforations 32, 34 of the sidewalls 6, 8 of the rib to ensure the immobilization of the plate 44 (Fig.6 ).
Des plaquettes de fixation 44 sont ainsi disposées, à intervalles réguliers, sur la longueur de la nervure pour maintenir la barre 12 et empêcher son déplacement notamment par rapport au fond 4. Fastening plates 44 are thus arranged, at regular intervals, along the length of the rib to hold the bar 12 and prevent its movement in particular with respect to the bottom 4.
Ces plaquettes sont particulièrement utiles lorsque la paroi d'absorption acoustique forme une cloison verticale. Comme le montre plus particulièrement la Fig.4, la plaque de fermeture des nervures 10 et des espaces 18 est alors constituée par un mur 50 ou analogue. Le bac 1 est appliqué contre ce mur de façon que ses nervures 10 soient disposées verticalement et il est fixé par des organes de fixation, schématisés en 52, qui traversent les plages 16. These pads are particularly useful when the acoustic absorption wall forms a vertical partition. As shown more particularly in Fig.4, the closing plate of the ribs 10 and spaces 18 is then constituted by a wall 50 or the like. The tray 1 is applied against this wall so that its ribs 10 are arranged vertically and it is fixed by fasteners, schematized at 52, which cross the beaches 16.
Chaque nervure 10 contient, comme précédemment, une barre 12 en matériau d'absorption acoustique qui est de préférence munie d'une protection anti-défibrage 42. I,a barre 12 appuie contre le fond 4 de la nervure 10 ainsi que contre la partie adjacente des flancs 6 et 8 de cette nervure et délimite avec le mur 50 une lame d'air ventilée 18. La rigidité de la barre 12 est suffisante pour lui permettre de rester ainsi verticalement en étant simplement retenue à la distance désirée du mur 50 par tout moyen approprié et notamment par des plaquettes 44 régulièrement espacées sur sa longueur.Each rib 10 contains, as before, a bar 12 of acoustic absorption material which is preferably provided with an anti-defibration protection 42. I, a bar 12 bears against the bottom 4 of the rib 10 and against the part adjacent flanks 6 and 8 of this rib and delimits with the wall 50 a vented air gap 18. The rigidity of the bar 12 is sufficient to allow it to remain thus vertically being simply retained at the desired distance from the wall 50 by any appropriate means and in particular by plates 44 regularly spaced along its length.
De préférence, dans ce mode de réalisation, comme dans les précédents, la hauteur des nervures est du même ordre de grandeur que la largeur des plages de telle sorte que les nervures sont suffisamment rapprochées pour offrir une capacité d'absorption optimale des ondes sonores. Preferably, in this embodiment, as in the previous ones, the height of the ribs is of the same order of magnitude as the width of the beaches so that the ribs are sufficiently close together to offer an optimal absorption capacity of the sound waves.
Bien entendu, le fond 4 des nervures peut être perforé, comme représenté sur la Fig.4, afin d'augmenter la performance d'absorption acoustique de la paroi. Of course, the bottom 4 of the ribs can be perforated, as shown in Fig.4, to increase the sound absorption performance of the wall.
Dans tous les cas, on obtient, par un montage très simple, une absorption acoustique efficace et facilement adaptable aux caractéristiques du local concerné. En effet, la densité, l'épaisseur et la composition du matériau d'absorption acoustique peuvent être choisies de façon à moduler la courbe d'absorption acoustique en fonction de la fréquence des ondes sonores incidentes. In all cases, we obtain, by a very simple installation, an effective sound absorption and easily adaptable to the characteristics of the local concerned. Indeed, the density, the thickness and the composition of the acoustic absorption material can be chosen so as to modulate the acoustic absorption curve as a function of the frequency of the incident sound waves.
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