WO2008050028A2 - Vitrage isolant acoustique et profile creux constituant un dispositif d'amortissement acoustique - Google Patents

Vitrage isolant acoustique et profile creux constituant un dispositif d'amortissement acoustique Download PDF

Info

Publication number
WO2008050028A2
WO2008050028A2 PCT/FR2007/052123 FR2007052123W WO2008050028A2 WO 2008050028 A2 WO2008050028 A2 WO 2008050028A2 FR 2007052123 W FR2007052123 W FR 2007052123W WO 2008050028 A2 WO2008050028 A2 WO 2008050028A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
profile
glazing
section
glazing according
acoustic
Prior art date
Application number
PCT/FR2007/052123
Other languages
English (en)
Other versions
WO2008050028A3 (fr
Inventor
David Fournier
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
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 Saint-Gobain Glass France filed Critical Saint-Gobain Glass France
Publication of WO2008050028A2 publication Critical patent/WO2008050028A2/fr
Publication of WO2008050028A3 publication Critical patent/WO2008050028A3/fr

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B5/00—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor
    • E06B5/20—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor for insulation against noise
    • E06B5/205—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor for insulation against noise windows therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/67—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light
    • E06B3/6707—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light specially adapted for increased acoustical insulation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/673—Assembling the units
    • E06B3/67339—Working the edges of already assembled units

Definitions

  • the invention relates to acoustic insulating glazing.
  • Insulating glass units consisting of two or more sheets of glass associated together by means of an intermediate frame which keeps them at a distance from each other by trapping between them a blade of gas, air dry in general, are used in the majority of the cases to improve the thermal insulation of the premises or even possibly machines of locomotion.
  • the most common systems use glasses with a common thickness of 4 mm separated by a space between 6 and 20 mm. As they are, these glazings have limited acoustic performances, notably lower than those of a monolithic glass of the same overall surface mass, in particular at low frequency, below 500 Hz, and more precisely around 200 Hz.
  • a means difficult to use for glazing intended to equip windows but running in the interior partitions or in railway vehicles is to increase the thickness of the air space. But it is only for air thicknesses of several centimeters (5 or 6) that the effect is sensitive which prohibits making such variants in sealed insulating glass.
  • Another known means essentially for building glazing, is to provide the inside of the insulating glass and at its periphery with a waveguide, such as that described in EP 579 542 B1, which is embodied by a single profile around the glazing, along the sides of the insert.
  • This waveguide communicates with the air gap by several orifices made in the wall of the profile facing the air gap, the shape, the section and the position of these orifices being determined so as to detune the acoustic waves. and mechanics which are born respectively in the air space and on the sheets of glass when the glazing is subjected to an incident acoustic field.
  • this waveguide nevertheless remains complex by the boring of communication holes which must be properly positioned and dimensioned.
  • a waveguide is given in the patent application WO 00/75473 which describes a plurality of rectilinear tubular sections associated with the interlayer and inside the glazing. These profiles communicate with the cavity of the glazing by their ends which are open, and comprise an internal transverse partition which is positioned at a certain length of the profile to correspond to the vibro-acoustic mode of the cavity, that is to say of the blade of air, which one wishes to disorganize.
  • the inside of the glazing is provided with a profile attached against the spacer to form with the internal walls of the two glass sheets of thin air blades of which the width is between 0.2 mm and 1 mm, the side walls of the profile being provided with micro-slots.
  • the cavities formed by the thin blades and the micro-slots thus constitute zones of thermoviscous losses in which the acoustic waves are made to exhaust by friction, transforming the acoustic waves into heat energy.
  • the object of the invention is to provide yet another solution to the acoustic insulation of an insulating glazing unit by proposing an acoustic device of the waveguide type.
  • the acoustic insulating glazing unit comprises at least two sheets of glass, at least one interlayer which ensures spacing and tight assembly of the glass sheets and which defines between the glass sheets a cavity filled with gas, and an acoustic damping device which is disposed inside the cavity and which comprises at least one hollow profile, characterized in that the section is open at at least one of its ends free, the profile having a length L adapted so that its resonance frequency corresponds to, or does not deviate more than 150 Hz from a particular frequency of radiation f v glazing defined by
  • p is the density of the gas in the cavity of the glazing
  • c the speed of sound
  • pi the density of one of the glass sheets and its thickness
  • p 2 the density of the other glass sheet and hi its thickness
  • the noise outside a room comprising a glazing is transmitted including via the glazing.
  • an incident acoustic field exciting the glazing vibrates a glass sheet which in turn excites the fluid present in the gas plate which then vibrates the second glass sheet.
  • the coupling of the glass sheets by the fluid involves the transmission of noise inside the room.
  • the vibration of the glazing is done at several frequencies, said in the following description, radiation frequencies, which in fact depend on the composition of the glazing, such as in particular the thickness of the glass sheets, the type of gas, the volume of the glass. the cavity. These frequencies are generally low frequencies ranging from 50 to 350 Hz, and for the most common building glazings, these frequencies are in particular around 200 Hz.
  • the invention has chosen to consider the radiation frequencies which are located around the characteristic frequency f v defined above.
  • the invention uses a damping device formed by one or more profiles of the waveguide type whose resonance frequency is adapted to one or more radiation frequencies of the glazing so that the fluid of the cavity entering these profiles can lose energy and amortize.
  • the invention uses a different configuration of the profiles and the resonance frequency of these profiles is set to a radiation frequency of the glazing and not on the frequency of an acoustic mode of the cavity. This or these profiles open at at least one end, are in particular provided with solid side walls.
  • the section is open at each of its free ends to have a resonance frequency f equal to approximately c / 2L (where c is the speed of sound); this profile is called "half wave profile”.
  • the section is closed at one of its free ends to have a resonance frequency f equal to approximately c / 4L (where c is the speed of sound); this profile is called "quarter wave profile”.
  • the term "approximately” is used because if the relation c / 2L or c / 4L is satisfied for a completely hollow section, the resonant frequency varies on the other hand slightly if the section contains in its hollow space elements against which the acoustic waves come weaken further, such as absorbent material or microstructures generating heat-viscous losses. This resonance frequency can deviate by about 15% from the exact resonance frequency of a half-wave or quarter-wave section.
  • the glazing comprises a plurality of profiles of identical length or not, the length L of the profiles being adapted so that the resonant frequency of each profile is adjusted to a frequency in the range [f v - 150; f v + 150] Hz.
  • a profile With a plurality of profiles, these are spaced apart by at least 1 cm. Each profile operates independently with a resonance frequency of its own.
  • a profile has a section of dimension not exceeding 10 cm 2 .
  • the section is of polygonal shape or has one or more curvatures.
  • the acoustic damping device comprises acoustic wave dissipation means which are housed in at least one profile and constituted by at least one damping material with open porosity.
  • the acoustic wave dissipation means may comprise structures with a thermo-viscous loss effect which are arranged inside the section.
  • These structures are preferably formed of tubular cavities oriented in the longitudinal direction of the profile. They thus form in a single profile a plurality of waveguides.
  • the section of the tubular cavities is of identical shape or not, and of identical size or not; it has curved shapes or is polygonal, rectangular, square, or honeycomb type.
  • the section of the tubular cavities should not be too small to provide the waveguide function so that an acoustic wave can enter the cavities, and on the other hand the section of the tubular microstructures should not be too large to provide the property of depreciation by thermo-viscous losses.
  • the section is advantageously of the order of 0.01 mm 2 to 1 cm 2 .
  • thermo-viscous loss effect can be envisaged, such as lamellae oriented angularly with respect to the longitudinal axis of the section and arranged for example substantially in a staggered configuration.
  • the profile or profiles are associated with the interlayer. They may also be constituted by one or more rods inserted inside the cavity and associated with the face of one of the glass sheets, such as cross-lapped glass rods.
  • the invention relates to a most common insulating glass, that is to say whose glass sheets are of identical thickness.
  • insulating glazing units which are in themselves effective in terms of sound insulation because the glass sheets are for example of different thickness, or the glazing comprises, associated with the less one of the glass sheets, a plastic interlayer with improved acoustic damping property.
  • Insulating glazing according to the invention can be used in various applications, such as building, railway, aeronautical, or maritime.
  • the invention also relates to a hollow section for acoustic damping. This is characterized in that, are arranged inside the profile, means for dissipating acoustic waves by the effect of thermo-viscous losses.
  • the means of dissipation of the acoustic waves by the effect of thermo-viscous losses of the profile are formed of tubular cavities extending in the widest extension of the profile and having a section of shape and size, identical or not.
  • the cavities have a section between
  • the means for dissipating acoustic waves by the effect of thermoviscous losses consist of lamellae oriented angularly with respect to the longitudinal axis of the section and arranged for example substantially in staggered rows.
  • section may be open at both ends, or it may be open at one end and closed at its other end.
  • FIG. 1 is an elevational view of a glazing according to the invention
  • FIG. 2 is a partial sectional view of the glazing according to the invention.
  • FIG. 3 is a schematic view of a profile according to the invention.
  • FIGS. 10 to 12 illustrate the sound reduction index curves of examples of glazing according to the invention and of comparative examples.
  • FIGS. 1 and 2 illustrate a double glazing unit 1 which comprises two glass sheets 10 and 11 connected to each other over their entire periphery by a joint assembly and an interposed sealing frame generally designated by the reference numeral 2.
  • the frame keeps the glass sheets apart by trapping between them a cavity 12 containing a gas such as air.
  • the invention is here described with regard to double glazing but applies to any type of multiple insulating glass.
  • the seal assembly and interlayer sealing frame 2 may in known manner be realized in various ways.
  • the spacer consists of an aluminum profile 20 filled with molecular sieve, internally assembled between the glass sheets by butyl rubber 21, polysulfide type mastic 22 being reported in the throat separating the glass sheets, outside and away from the cavity 12.
  • an interior acoustic device 3 of the waveguide type is associated inside the cavity 12, for example associated with the assembly 2 at the periphery of the glazing, which comprises at least one hollow and oblong profile of length L.
  • the number and length L of the profiles are variable.
  • the length L is adapted so that the resonance frequency corresponds to a frequency in the frequency range for which the glazing radiates the most.
  • the tubular section 30 is delimited by solid side walls 31 and two free ends 32 and 33, at least one of which is open. It may have a shape with various sections, circular (Figure 3), oval, or polygonal such as square or rectangular ( Figures 6 and 7).
  • the profile is free of solid internal transverse partition, that is to say a partition which would be arranged inside the profile outside a free end of the profile and closing the profile in the direction of its length.
  • the profile is arranged as an example against the spacer and preferably has a width extending from one glass sheet to the other glass sheet, that is to say corresponding to the width of the cavity 12 or gas blade. But it could just as well be less broad. By occupying the entire width, the profile provides a greater internal volume and maximizes damping.
  • the profile may be disposed at another location in the cavity, for example remote from the edges of the glazing if it is provided by one of the rods which form the braces incorporated in certain architectural glazing, so-called “cross-window".
  • the profile is of the "half-wave" type, it has its two free ends 32 and 33 open, so that it has a resonance frequency f equal to c / 2L, with c the speed sound (of the order of 340 m / s) and L, the length of the profile.
  • the profile is of the "quarter-wave" type, it has a free end 32 open while the other end 33 is closed, so that it has a resonance frequency f equal to c / 4L, with c the speed of the sound and L, the length of the profile.
  • the closure of the profile is achieved for example by a plate of the same nature as the walls of the profile, or by any other rigid material of the metal type, plastic, hardening adhesive, or even by a rigid damping material.
  • the choice of one of the embodiments depends on the size of the glazing, the space available to install the device of the invention, and the frequency of the acoustic wave to be attenuated.
  • the length L of the profile is adapted according to the invention to a desired dimension so that the resonance frequency f of the profile corresponds to a particular frequency of radiation of the glazing, or approaches at most 150 Hz of this frequency particular of the glazing f v .
  • the radiation frequencies of a glazing depend on its composition and its dimensions, in particular are to consider the glass sheets (density and thickness) and the gas layer (thickness and type of gas).
  • one of the radiation frequencies of the glazing that is considered in the invention is the particular frequency f v defined by the relation (1):
  • p is the density of the gas in the cavity of the glazing
  • c the speed of sound
  • pi the density of one of the glass sheets and its thickness
  • p2 the density of the other glass sheet and hi its thickness
  • a glazing 4 (16) 4 comprising two sheets of glass of 4 mm thick and a 16 mm thick air gap, has the frequency f v equal to 210 Hz.
  • this length is too large to install such a profile in the glazing, then a smaller length can be provided.
  • This length can be divided by half then using a profile of 40.5 cm, the type "quarter wave" as it is closed at one of its ends.
  • the interest of a waveguide lies mainly in its longitudinal dimension. Indeed, the setting of the resonant frequency is obtained because of the tubular and elongated shape of the waveguide.
  • the profile section is considered marginal with respect to its length for the calculation of the resonance frequency. This is why the section of a profile does not exceed 10 cm 2 .
  • acoustic wave dissipation means 34 such as a damping material with open porosity, in particular glass wool or rock wool, for example inserted at the bottom of the profile when it is closed at one end ( Figure 3).
  • Other absorbent materials may be used, such as a porous mineral fiber-based fabric lining the interior of the profile walls.
  • a preferred variant of the dissipation means 34 consists of a system for the dissipation of energy by thermo-viscous losses which is preferably carried out by tubular microstructures extending along the largest dimension (the length) of the profile, over all or part of the length.
  • FIG. 4 illustrates a quarter-wave profile with microtubes of identical length extending over the entire length of the profile.
  • FIG. 5 illustrates another example, a half-wave profile with microtubes of different lengths.
  • thermo-viscous losses that is to say transforming the acoustic energy into caloric energy.
  • the inside of the profile is thus partitioned along its length to form a plurality of juxtaposed tubular cavities whose section may or may not have the same shape, and may be of variable dimensions.
  • the length of each tubular cavity can also be defined independently in order to establish within the same section, a plurality of waveguides set at different resonant frequencies; the same profile can thus dampen waves of different vibration frequencies. It is for example a juxtaposition of identical microstructures, such as tubular rectangular section ( Figure 6) or tubular square section (Figure 7), or polygonal honeycomb section for example ( Figure 8) .
  • the section of a microstructure internal to the profile is chosen so as to dissipate a maximum of acoustic energy.
  • the smaller this section the greater the depreciation.
  • a section too small will not allow the fluid that moves in the air space to enter the microstructure; also, the section will be at least about 0.01 mm 2 .
  • the means for dissipating the acoustic waves with the effect of thermo-viscous losses consist of lamellae oriented angularly with respect to the longitudinal axis of the section and arranged, for example, substantially staggered (Figure 9). The fluid moving into the profile is exhausted by friction against and between the slats.
  • the device 3 of the invention may comprise a single profile 30 that can be placed on at least a part of the length of one side of the glazing, as it can extend on several sides without being closed on itself to the way of a frame.
  • this last embodiment of angled profile is not simple industrialization.
  • the device 3 may alternatively comprise a plurality of profiles 30, arranged distantly from one another as shown in FIG. 1, or adjacently without being butted, a separation distance between the profiles of at least 1 about cm being necessary.
  • Each profile preferably has a distinct length so as to provide a plurality of resonant frequencies which correspond respectively to the different radiation frequencies of the glazing for which it is desired to improve the sound insulation.
  • Their length is adapted so that the resonance frequencies are in the range [f v - 150; f v + 150] Hz.
  • thermoforming unit running on the composition market 4 (16) 4, that is to say comprising two 4 mm glass sheets. which are separated by an air gap of 16 mm.
  • the glazings have the dimensions 1480 mm x 1230 mm.
  • the first comparative example (ex C om P i) corresponds to a single glazing without any acoustic damping device.
  • Examples 1 to 3 (ex1, ex2 and ex3) glazing comprise a device of the invention which corresponds to four half-wave profiles each consisting of a PVC parallelepiped chute, open at its ends and section
  • Each of the four sections is arranged on one side of the glazing, attached to the interlayer being secured by gluing, for example, and has a different length so as to establish four distinct resonant frequencies.
  • the lengths of the profiles are 900 mm, 800 mm, 740 mm and 680 mm respectively and correspond to resonance frequencies of 190 Hz, 210 Hz, 230 Hz and 250 Hz respectively.
  • the resonant frequencies of the profiles are a frequency band of 180 to 260 Hz positioned around the radiation frequency of the glazing f v calculated on the basis of the relation (1).
  • the frequency f v of the glazing considered here is equal to 210 Hz.
  • the difference for these three examples is relative to the introduction or not into the profiles of an absorbent material.
  • Example 1 (ex1) are devoid of any absorbent material.
  • Example 2 (ex2) comprise glass wool in the center along a length of 120 mm.
  • Example 3 (ex3) have in the center over a length of 120 mm, open porosity foam, such as a polyurethane.
  • R A expressing the overall performance of the glazing and the weighted impairment index more representative of the low frequency noise isolation of the road or airplane type. These global indices R A and R Atr have been calculated according to the ISO 717-1 standard.
  • the device of Examples 4 and 5 (ex4 and ex5) comprises a plurality of quarter-wave lamellar profiles, that is to say closed at one end, which are contiguous to the interlayer.
  • Each of the lamellar sections of distinct length has an identical height of 27 mm, and internally comprises seven juxtaposed tubes, each with a rectangular section of width 2 mm and extending along the entire length of the profile.
  • the device of Example 4 comprises eight profiles of which four pairs are of different length.
  • two sections of 430 mm, two sections of 380 mm, two sections of 350 mm, and two sections of 320 mm are used, imposing by the formula (1) respective resonance frequencies of 188 Hz, 213 Hz, 231 Hz. , 252 Hz.
  • the resonant frequencies are slightly modified with respect to the resonant frequencies of completely hollow profiles or provided with an acoustic absorber, which is why the length of the quarter wave profiles has been adapted accordingly, and is in fact slightly smaller than half the length of the half wave profiles of Examples 1 to 3.
  • Example 5 it comprises thirteen profiles, each of respective length, 500 mm, 475 mm, 450 mm, 425 mm, 400 mm, 380 mm, 360 mm, 340 mm, 320 mm, 300 mm, 280 mm, 180 mm, 160 mm, providing according to formula (1) respective resonance frequencies, 162 Hz, 170 Hz, 179 Hz, 190 Hz, 202 Hz, 213 Hz, 224 Hz, 238 Hz, 252 Hz, 269 Hz , 288 Hz, 449 Hz, 505 Hz.
  • respective resonance frequencies 162 Hz, 170 Hz, 179 Hz, 190 Hz, 202 Hz, 213 Hz, 224 Hz, 238 Hz, 252 Hz, 269 Hz , 288 Hz, 449 Hz, 505 Hz.
  • the curves of FIG. 11 confirm that glazings with the device of the invention, whatever the variant, are preferable to glazing without a device (excompied).
  • the attenuation performances of examples 2 and 4 are comparable especially at low frequencies, with best performance still for the glazing with a device including means of dissipation by thermo-viscous losses (ex4) from medium frequencies (especially from 500 Hz) and high frequencies.
  • Example 5 provides further improved attenuation performance due to the increased amount of profiles (in all 13 profiles) which necessarily leads to an increase in available volume to provide damping.
  • This embodiment makes it possible to widen the frequency band for which the device is of interest, in particular for the low frequencies of 150 to 300 Hz.
  • Example 5 of the invention which gives the best results and was compared with the first comparative example (ex C om P i) and with a second comparative example ex C om P 2-
  • the second comparative example ex C om P 2 is a glazing 6 (16) 6 comprising two glass sheets 6 mm thick which are separated by a 16 mm air gap. This glazing has the same dimensions 1480 mm x 1230 mm.
  • the performance of the comparative glazing ex C om P 2 is similar to that of the glazing of the invention according to example 5. Nevertheless, below 200 Hz and beyond 1000 Hz (high frequencies), the glazing of the invention is unquestionably the most efficient. It thus makes it possible to very advantageously ensure acoustic insulation on all the frequencies.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)

Abstract

Vitrage isolant acoustique (1 ) comportant au moins deux feuilles de verre (10, 11 ), au moins un intercalaire (2) qui assure l'écartement et l'assemblage étanche des feuilles de verre et qui définit entre les feuilles de verre une cavité (12) remplie de gaz, et un dispositif d'amortissement acoustique (3) qui est disposé à l'intérieur de la cavité et qui comprend au moins un profilé creux (30), caractérisé en ce que le profilé (30) est ouvert à au moins l'une de ses extrémités libres (32, 33), le profilé présentant une longueur L adaptée de sorte que sa fréquence de résonance corresponde à, ou ne s'écarte pas plus de 150 Hz d'une fréquence particulière de rayonnement fv du vitrage définie par la formule (I).

Description

VITRAGE ISOLANT ACOUSTIQUE ET PROFILE CREUX CONSTITUANT UN DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT ACOUSTIQUE
L'invention concerne un vitrage isolant acoustique.
Les vitrages isolants, constitués de deux ou plusieurs feuilles de verre associées ensemble par l'intermédiaire d'un cadre intercalaire qui les maintient à une certaine distance l'une de l'autre en emprisonnant entre elles une lame de gaz, de l'air sec en général, sont utilisés dans la majorité des cas pour améliorer l'isolement thermique des locaux ou même éventuellement des engins de locomotion.
Les systèmes les plus courants utilisent des verres avec une épaisseur commune de 4 mm séparés par un espace compris entre 6 et 20 mm. Tels qu'ils sont, ces vitrages ont des performances acoustiques limitées, notablement inférieures à celles d'un verre monolithique de même masse surfacique globale, en particulier à basse fréquence, en dessous de 500Hz, et plus précisément autour de 200 Hz.
On dispose dans l'industrie de différents moyens pour améliorer les performances acoustiques des vitrages isolants. Le plus courant consiste à utiliser des verres d'épaisseurs fortes et différentes. Ce moyen a une efficacité limitée, il accroît le poids du vitrage ce qui peut obliger à utiliser une fenêtre renforcée. Par ailleurs, l'augmentation de coût n'est pas négligeable.
Un moyen difficilement utilisable pour les vitrages destinés à équiper des fenêtres mais courant dans les cloisons intérieures ou dans les véhicules de chemin de fer consiste à accroître l'épaisseur de la lame d'air. Mais c'est seulement pour des épaisseurs d'air de plusieurs centimètres (5 ou 6) que l'effet est sensible ce qui interdit de réaliser de telles variantes en vitrages isolants scellés.
Aussi, un moyen efficace réside dans l'utilisation de feuilletés spéciaux qui comportent un film intercalaire plastique à propriété améliorée d'amortissement acoustique, tel que décrit dans le brevet EP 844 075 B1.
Un autre moyen connu, essentiellement pour les vitrages de bâtiment, consiste à munir l'intérieur du vitrage isolant et à sa périphérie, d'un guide d'onde, tel que celui décrit dans le brevet EP 579 542 B1 , qui est matérialisé par un profilé unique faisant le tour du vitrage, le long des côtés de l'intercalaire. Ce guide d'onde communique avec la lame d'air par plusieurs orifices réalisés dans la paroi du profilé en regard de la lame d'air, la forme, la section et la position de ces orifices étant déterminées de manière à désaccorder les ondes acoustiques et mécaniques qui naissent respectivement dans la lame d'air et sur les feuilles de verre lorsque le vitrage est soumis à un champ acoustique incident.
La fabrication de ce guide d'onde reste néanmoins complexe par l'alésage de trous de communication qui doivent être convenablement positionnés et dimensionnés.
Un autre exemple de guide d'onde est donné dans la demande de brevet WO 00/75473 qui décrit une pluralité de profilés tubulaires rectilignes associés à l'intercalaire et à l'intérieur du vitrage. Ces profilés communiquent avec la cavité du vitrage par leurs extrémités qui sont ouvertes, et comportent une cloison transversale interne qui est positionnée à une certaine longueur du profilé pour correspondre au mode vibro-acoustique de la cavité, c'est-à-dire de la lame d'air, que l'on souhaite désorganiser.
Enfin, la demande de brevet WO 04/007886 propose une solution encore différente : l'intérieur du vitrage est pourvu d'un profilé rapporté contre l'intercalaire pour former avec les parois internes des deux feuilles de verre de minces lames d'air dont la largeur est comprise entre 0,2 mm et 1 mm, les parois latérales du profilé étant pourvues de micro-fentes. Les cavités formées par les minces lames et les micro-fentes constituent ainsi des zones de pertes thermovisqueuses dans lesquelles les ondes acoustiques sont amenées à s'épuiser par frottement, en transformant les ondes acoustiques en énergie calorifique.
L'invention a pour but de fournir encore une nouvelle solution à l'isolement acoustique d'un vitrage isolant en proposant un dispositif acoustique du type guide d'onde. Selon l'invention, le vitrage isolant acoustique comporte au moins deux feuilles de verre, au moins un intercalaire qui assure l'écartement et l'assemblage étanche des feuilles de verre et qui définit entre les feuilles de verre une cavité remplie de gaz, et un dispositif d'amortissement acoustique qui est disposé à l'intérieur de la cavité et qui comprend au moins un profilé creux, caractérisé en ce que le profilé est ouvert à au moins l'une de ses extrémités libres, le profilé présentant une longueur L adaptée de sorte que sa fréquence de résonance corresponde à, ou ne s'écarte pas plus de 150 Hz d'une fréquence particulière de rayonnement fv du vitrage définie par
Figure imgf000005_0001
où p est la masse volumique du gaz dans la cavité du vitrage, c la célérité du son, pi la masse volumique de l'une des feuilles de verre et h son épaisseur, p 2 la masse volumique de l'autre feuille de verre et hi son épaisseur, et d l'épaisseur de la cavité entre les deux feuilles de verre.
Rappelons en effet que les bruits extérieurs à une pièce comprenant un vitrage sont transmis notamment via ce vitrage. Ainsi, un champ acoustique incident excitant le vitrage fait vibrer une feuille de verre qui excite à son tour le fluide présent dans la lame de gaz qui met alors en vibration la seconde feuille de verre. Le couplage des feuilles de verre par le fluide implique la transmission du bruit à l'intérieur de la pièce. La vibration du vitrage se fait à plusieurs fréquences, dites dans la description qui suit, fréquences de rayonnement, qui dépendent en fait de la composition du vitrage, telle que notamment l'épaisseur des feuilles de verre, le type de gaz, le volume de la cavité. Ces fréquences sont généralement des basses fréquences allant de 50 à 350 Hz, et pour les vitrages de bâtiment les plus courants, ces fréquences sont en particulier situées autour de 200 Hz. L'invention a choisi de considérer les fréquences de rayonnement qui sont situées autour de la fréquence caractéristique fv définie plus haut.
Ainsi, l'invention utilise un dispositif d'amortissement formé par un ou plusieurs profilés du type guide d'onde dont on adapte la fréquence de résonance à une ou plusieurs fréquences de rayonnement du vitrage de sorte que le fluide de la cavité entrant dans ces profilés puisse perdre en énergie et s'amortisse. Notons que contrairement à la demande de brevet WO 00/75473, l'invention utilise une configuration différente des profilés et la fréquence de résonance de ces profilés est calée sur une fréquence de rayonnement du vitrage et non pas sur la fréquence d'un mode acoustique de la cavité. Ce ou ces profilés ouverts à au moins l'une de leur extrémité, sont en particulier pourvus de parois latérales pleines.
Selon un mode de réalisation, le profilé est ouvert à chacune de ses extrémités libres pour présenter une fréquence de résonance f égale à approximativement c/2L (c étant la célérité du son); ce profilé est dit « profilé demi-onde ».
Selon un autre mode de réalisation, le profilé est fermé à l'une de ses extrémités libres pour présenter une fréquence de résonance f égale à approximativement c/4L (c étant la célérité du son); ce profilé est dit « profilé quart d'onde ».
Le terme « approximativement » est utilisé car si la relation c/2L ou c/4L est vérifiée pour un profilé complètement creux, la fréquence de résonance varie en revanche légèrement si le profilé contient dans son espace creux des éléments contre lesquels les ondes acoustiques viennent s'affaiblir encore davantage, comme un matériau absorbant ou des microstructures générant des pertes thermo-visqueuses. Cette fréquence de résonance peut s'écarter d'environ 15 % de la fréquence de résonance exacte d'un profilé demi-onde ou quart d'onde.
Selon une caractéristique, le vitrage comporte une pluralité de profilés de longueur identique ou non, la longueur L des profilés étant adaptée pour que la fréquence de résonance de chaque profilé soit ajustée sur une fréquence située dans la plage [fv - 150 ; fv + 150] Hz.
Avec une pluralité de profilés, ceux-ci sont espacés entre eux d'au moins 1 cm. Chaque profilé fonctionne indépendamment avec une fréquence de résonance propre. Avantageusement, un profilé présente une section de dimension n'excédant pas 10 cm2. La section est de forme polygonale ou présente une ou des courbures.
Selon une caractéristique préférentielle, le dispositif d'amortissement acoustique comporte des moyens de dissipation des ondes acoustiques qui sont logés dans au moins un profilé et constitué par au moins un matériau amortissant à porosité ouverte. En variante, les moyens de dissipation des ondes acoustiques peuvent comprendre des structures à effet de pertes thermo-visqueuses qui sont agencées à l'intérieur du profilé.
Ces structures sont formées préférentiellement de cavités tubulaires orientées selon la direction longitudinale du profilé. Elles forment ainsi dans un seul et même profilé une pluralité de guides d'onde.
La section des cavités tubulaires est de forme identique ou non, et de dimension identique ou non ; elle présente des formes courbes ou est polygonale, du type rectangulaire, carrée, ou en nid d'abeille. D'une part, la section des cavités tubulaires ne doit pas être trop petite pour assurer la fonction de guide d'onde de façon qu'une onde acoustique puisse entrer dans les cavités, et d'autre part, la section des microstructures tubulaires ne doit pas être trop importante de manière à fournir la propriété d'amortissement par pertes thermo-visqueuses. Aussi, la section est avantageusement de l'ordre de 0,01 mm2 à 1 cm2.
D'autres structures à effet de pertes thermo-visqueuses peuvent être envisagées telles que des lamelles orientées angulairement par rapport à l'axe longitudinal du profilé et agencées par exemple sensiblement en quinconce.
Selon une caractéristique, le ou les profilés sont associés à l'intercalaire. Ils peuvent également être constitués par une ou des baguettes insérées à l'intérieur de la cavité et associées à la face de l'une des feuilles de verre, telles que des baguettes de vitrage à croisillons.
L'invention se rapporte à un vitrage isolant le plus courant, c'est-à-dire dont les feuilles de verre sont d'épaisseur identique. Mais elle peut bien entendu s'appliquer à des vitrages isolants qui sont déjà en soi performants sur le plan de l'isolement acoustique du fait que les feuilles de verre sont par exemple d'épaisseur différente, ou que le vitrage comporte, associée à au moins l'une des feuilles de verre, un intercalaire plastique à propriété améliorée d'amortissement acoustique. Un vitrage isolant selon l'invention peut être utilisé dans diverses applications, telles que bâtiment, ferroviaire, aéronautique, ou maritime.
L'invention est également relative à un profilé creux pour l'amortissement acoustique. Celui-ci est caractérisé en ce que, sont agencés à l'intérieur du profilé, des moyens de dissipation des ondes acoustiques par effet de pertes thermo-visqueuses.
Les moyens de dissipation des ondes acoustiques par effet de pertes thermo-visqueuses du profilé sont formés de cavités tubulaires s'étendant selon la plus grande extension du profilé et présentant une section en forme et en dimension, identique ou non. Les cavités présentent une section comprise entre
0,01 mm2 et 1 cm2. Elles ont une longueur identique ou non.
En variante, les moyens de dissipation des ondes acoustiques par effet de pertes thermo-visqueuses sont constitués de lamelles orientées angulairement par rapport à l'axe longitudinal du profilé et agencées par exemple sensiblement en quinconce.
Enfin, le profilé peut être ouvert à ses deux extrémités, ou bien il peut être ouvert à l'une de ses extrémités et fermé à son autre extrémité.
D'autres détails et avantages de l'invention vont à présent être décrit, en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en élévation d'un vitrage selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue partielle en coupe du vitrage selon l'invention ;
- la figure 3 est une vue schématique d'un profilé selon l'invention ;
- les figures 4 et 5 sont des vues en coupe de variantes de profilés selon l'invention ;
- les figures 6 et 7 sont des vues en perspective d'autres variantes de profilés;
- la figure 8 illustre la section d'une variante de profilé ;
- la figure 9 illustre une vue en coupe d'une variante supplémentaire de profilé ;
- les figures 10 à 12 illustrent les courbes d'indice d'affaiblissement acoustique d'exemples de vitrage selon l'invention et d'exemples comparatifs.
Les dessins ne sont pas à l'échelle pour en faciliter la lecture. Les figures 1 et 2 illustrent un double vitrage 1 qui comporte deux feuilles de verre 10 et 11 reliées entre elles sur toute leur périphérie par un ensemble joint et cadre étanche intercalaire désigné dans son ensemble par la référence 2. Le cadre maintient les feuilles de verre écartées en emprisonnant entre elles une cavité 12 contenant un gaz tel que de l'air.
L'invention est ici décrite en regard d'un double vitrage mais s'applique à toute type de vitrage isolant multiple. L'ensemble joint et cadre étanche intercalaire 2 peut de manière connue être réalisé de diverses façons. A titre d'exemple ici, l'intercalaire est constitué d'un profilé 20 en aluminium rempli de tamis moléculaire, assemblé de manière interne entre les feuilles de verre par du caoutchouc butyle 21 , du mastic 22 du type polysulfure étant rapporté dans la gorge séparant les feuilles de verre, à l'extérieur et à l'opposé de la cavité 12.
L'intercalaire pourrait également en variante être disposé à l'extérieur et contre les tranches des feuilles de verre, en étant constitué d'un ruban d'écartement en aluminium collé de manière étanche, tel que décrit dans la demande de brevet WO 03/040507. Selon l'invention, pour augmenter l'isolation acoustique du vitrage, on associe à l'intérieur de la cavité 12, par exemple associé à l'ensemble 2 en périphérie du vitrage, un dispositif acoustique 3 du type guide d'onde qui comporte au moins un profilé 30 creux et oblong de longueur L.
Comme nous le verrons par la suite, le nombre et la longueur L des profilés sont variables. La longueur L est adaptée pour que la fréquence de résonance corresponde à une fréquence comprise dans la plage de fréquences pour lesquelles le vitrage rayonne le plus. Ainsi, une onde acoustique incidente excitant le vitrage, et donc le fluide présent entre les feuilles de verre, à une fréquence sensiblement égale à la fréquence de résonance du profilé sera amortie par ledit profilé, réduisant ainsi le rayonnement du vitrage, augmentant donc l'indice d'affaiblissement du vitrage, et diminuant ainsi le bruit émis.
Le profilé 30 tubulaire est délimité par des parois latérales pleines 31 et deux extrémités libres 32 et 33 dont une au moins est ouverte. Il peut présenter une forme à sections diverses, circulaire (figure 3), ovale, ou polygonale telle que carrée ou rectangulaire (figures 6 et 7).
Le profilé est exempt de cloison transversale interne pleine, c'est-à-dire une cloison qui serait disposée à l'intérieur du profilé en dehors d'une extrémité libre du profilé et fermant le profilé dans la direction de sa longueur. Le profilé est disposé à titre d'exemple contre l'intercalaire et présente de préférence une largeur s'étendant d'une feuille de verre à l'autre feuille de verre, c'est-à-dire correspondant à la largeur de la cavité 12 ou de la lame de gaz. Mais il pourrait tout aussi bien être moins large. En occupant toute la largeur, le profilé procure un plus grand volume interne et maximise ainsi l'amortissement.
En variante, le profilé peut être disposé à un autre endroit de la cavité, par exemple éloigné des bords du vitrage s'il est fourni par une des baguettes qui forment les croisillons incorporés dans certains vitrages architecturaux, dits « vitrages à croisillons ». Selon un premier mode de réalisation, le profilé est du type « demi-onde », il présente ses deux extrémités libres 32 et 33 ouvertes, de sorte qu'il présente une fréquence de résonance f égale à c/2L, avec c la célérité du son (de l'ordre de 340 m/s) et L, la longueur du profilé.
Selon un second mode de réalisation, le profilé est du type « quart d'onde », il présente une extrémité libre 32 ouverte tandis que l'autre extrémité 33 est fermée, de sorte qu'il présente une fréquence de résonance f égale à c/4L, avec c la célérité du son et L, la longueur du profilé. L'obturation du profilé est réalisée par exemple, par une plaque de même nature que les parois du profilé, ou par tout autre matériau rigide du type métallique, plastique, colle durcissante, ou même par un matériau amortissant rigide.
Lorsque plusieurs profilés constituent le dispositif d'amortissement, rien n'empêche de combiner des profilés demi-onde et quart d'onde.
Le choix de l'un des modes de réalisation dépend de la dimension du vitrage, de la place disponible pour installer le dispositif de l'invention, et de la fréquence de l'onde acoustique à atténuer. En effet, la longueur L du profilé est adaptée selon l'invention à une dimension souhaitée afin que la fréquence de résonance f du profilé corresponde à une fréquence particulière de rayonnement du vitrage, ou s'approche d'au plus 150 Hz de cette fréquence particulière du vitrage fv. Les fréquences de rayonnement d'un vitrage dépendent de sa composition et de ses dimensions, en particulier sont à considérer les feuilles de verre (densité et épaisseur) et la lame de gaz (épaisseur et type de gaz). De préférence, l'une des fréquences de rayonnement du vitrage que l'on considère dans l'invention est la fréquence particulière fv définie par la relation (1 ) :
Figure imgf000011_0001
où p est la masse volumique du gaz dans la cavité du vitrage, c la célérité du son, pi la masse volumique de l'une des feuilles de verre et h son épaisseur, p2 la masse volumique de l'autre feuille de verre et hi son épaisseur, et d l'épaisseur de la cavité entre les deux feuilles de verre.
A titre d'exemple, sachant que la masse volumique du verre est de 2500 kg/m3 et celle de l'air est de 1 ,2 kg/m3, un vitrage 4(16)4 comprenant deux feuilles de verre de 4 mm d'épaisseur et une lame d'air de 16 mm d'épaisseur, présente la fréquence fv égale à 210 Hz.
Aussi, pour désaccorder cette fréquence, l'utilisation d'un profilé « demi- onde » à extrémités ouvertes doit présenter une longueur L telle que L = c/2fv, avec c = 340 m/s et fv = 210 Hz, c'est-à-dire une longueur de 81 cm.
Si cette longueur est trop grande pour installer un tel profilé dans le vitrage, on peut alors prévoir une longueur plus petite. Cette longueur peut être divisée de moitié en utilisant alors un profilé de 40,5 cm, du type « quart d'onde » tel qu'il soit fermé à l'une de ses extrémités. L'intérêt d'un guide d'onde réside surtout en sa dimension longitudinale. En effet, le calage de la fréquence de résonance est obtenu en raison de la forme tubulaire et allongée du guide d'onde. Aussi, selon l'invention, la section du profilé est considérée comme marginale par rapport à sa longueur pour le calcul de la fréquence de résonance. C'est pourquoi, la section d'un profilé n'excède pas 10 cm2.
Il convient de préférence d'ajouter à l'intérieur du profilé des moyens de dissipation 34 des ondes acoustiques, tel qu'un matériau amortissant à porosité ouverte, notamment de la laine de verre ou de roche, par exemple inséré au fond du profilé lorsque celui-ci est fermé à l'une de ses extrémités (figure 3). D'autres matériaux absorbants peuvent être utilisés, tel qu'un tissu poreux à base de fibres minérales tapissant l'intérieur des parois du profilé. Une variante préférée des moyens de dissipation 34 consiste en un système de dissipation de l'énergie par pertes thermo-visqueuses qui est réalisé de préférence par des microstructures tubulaires s'étendant selon la plus grande dimension (la longueur) du profilé, sur toute ou partie de la longueur. La figure 4 illustre un profilé quart d'onde avec des microtubes de longueur identique s'étendant sur toute la longueur du profilé.
La figure 5 illustre un autre exemple, un profilé demi-onde avec des microtubes de longueur différente.
Le fluide présent entre les feuilles de verre mis en mouvement dans le profilé est amené à s'épuiser par frottement contre les cloisons des microstructures, provoquant des pertes thermo-visqueuses, c'est-à-dire transformant l'énergie acoustique en énergie calorique.
L'intérieur du profilé est ainsi cloisonné selon sa longueur pour former une pluralité de cavités tubulaires juxtaposées dont la section peut présenter ou non la même forme, et peut être de dimensions variables. De plus, la longueur de chaque cavité tubulaire peut également être définie indépendamment afin d'établir à l'intérieur même du profilé, une pluralité de guides d'onde calés sur des fréquences de résonance distinctes ; un même profilé pourra ainsi amortir des ondes de différentes fréquences de vibration. II s'agit par exemple d'une juxtaposition de microstructures identiques, telles que tubulaires à section rectangulaire (figure 6) ou tubulaires à section carrée (figure 7), ou encore à section polygonale en nid d'abeille par exemple (figure 8). On parlera dans la suite de la description de profilé lamellaire, pour un profilé pourvu de cavités tubulaires à section rectangulaire. La section d'une microstructure interne au profilé est choisie de manière à dissiper un maximum d'énergie acoustique. A cette fin, plus cette section est petite, plus l'amortissement est important. Néanmoins, une section trop petite ne permettra pas au fluide qui se déplace dans la lame d'air de s'introduire dans la microstructure ; aussi, la section sera au moins de 0,01 mm2 environ. En variante, les moyens de dissipation des ondes acoustiques à effet de pertes thermo-visqueuses sont constitués de lamelles orientées angulairement par rapport à l'axe longitudinal du profilé et agencées par exemple sensiblement en quinconce (figure 9). Le fluide en mouvement entrant dans le profilé s'épuise par frottement contre et entre les lamelles.
Le dispositif 3 de l'invention peut comprendre un unique profilé 30 pouvant être disposé sur au moins une partie de la longueur d'un côté du vitrage, comme il peut s'étendre sur plusieurs côtés sans pour autant être refermé sur lui-même à la manière d'un cadre. Cependant, cette dernière variante de réalisation de profilé en équerre n'est pas simple d'industrialisation.
Le dispositif 3 peut en variante comprendre une pluralité de profilés 30, disposés de manière éloignée les uns des autres comme représenté sur la figure 1 , ou de manière adjacente sans pour autant être aboutés, une distance de séparation entre les profilés d'au moins 1 cm environ étant nécessaire.
Chaque profilé a de préférence une longueur distincte de manière à fournir une pluralité de fréquences de résonance qui correspondent ainsi respectivement aux différentes fréquences de rayonnement du vitrage pour lesquelles on souhaite améliorer l'isolement acoustique. Leur longueur est adaptée pour que les fréquences de résonance soient comprises dans la plage [fv - 150 ; fv + 150] Hz.
Pour montrer l'intérêt de l'invention, plusieurs exemples de vitrages incorporant un dispositif de l'invention ont été réalisés ainsi que deux exemples comparatifs de vitrage sans dispositif.
Tous les exemples de l'invention ainsi que le premier exemple comparatif présentés ci-après sont obtenus avec un vitrage courant sur le marché de composition 4(16)4, c'est-à-dire comportant deux feuilles de verre de 4 mm d'épaisseur qui sont séparées par une lame d'air de 16 mm. Pour assurer les mesures d'indices d'affaiblissement conformément à la norme idoine, les vitrages présentent les dimensions 1480 mm x 1230 mm.
Le premier exemple comparatif (exComPi) correspond à un vitrage seul sans aucun dispositif d'amortissement acoustique.
Les exemples 1 à 3 (ex1 , ex2 et ex3) de vitrages comportent un dispositif de l'invention qui correspond à quatre profilés demi-onde constitués chacun par une goulotte parallélépipédique en PVC, ouverte à ses extrémités et de section
15 x 15 mm2. Chacun des quatre profilés est disposé sur un des côtés du vitrage, accolé à l'intercalaire en étant solidarisé par collage par exemple, et présente une longueur différente de façon à établir quatre fréquences de résonance distinctes.
Les longueurs des profilés sont respectivement de 900 mm, 800 mm, 740 mm, 680 mm et correspondent respectivement à des fréquences de résonance de 190 Hz, 210 Hz, 230 Hz, 250 Hz. Ainsi, on cale les fréquences de résonance des profilés dans une bande de fréquences de 180 à 260 Hz positionnée autour de la fréquence de rayonnement du vitrage fv calculée sur la base de la relation (1 ). La fréquence fv du vitrage considérée est ici égale à 210 Hz. La différence pour ces trois exemples est relative à l'introduction ou non dans les profilés d'un matériau absorbant.
Les profilés tubulaires de l'exemple 1 (ex1 ) sont dépourvus de tout matériau absorbant.
Les profilés tubulaires de l'exemple 2 (ex2) comportent de la laine de verre au centre sur une longueur de 120 mm.
Les profilés tubulaires de l'exemple 3 (ex3) comportent au centre sur une longueur de 120 mm, de la mousse à porosité ouverte, tel qu'un polyuréthane.
Pour chacun des vitrages des exemples 1 à 3 et de l'exemple comparatif excomp-i, il a été mesuré, selon la norme ISO 140-3, l'indice d'affaiblissement acoustique R par tiers d'octave pour les fréquences allant de 100 à 3150 Hz. Les résultats sont donnés sous forme de courbes illustrées à la figure 10.
On donne par ailleurs dans le tableau I ci-dessous l'indice d'affaiblissement
RA exprimant la performance globale du vitrage et l'indice d'affaiblissement pondéré
Figure imgf000014_0001
davantage représentatif de l'isolement aux bruits chargés en basses fréquences du type routier ou d'avion. Ces indices globaux RA et RAtr ont été calculés selon la norme ISO 717-1.
Tableau
Figure imgf000014_0002
Figure imgf000015_0001
On constate d'après la courbe de la figure 10 que pour les fréquences de 200 à 2000 Hz, la courbe de l'exemple comparatif exComPi est en dessous des exemples de l'invention ex1 , ex2 et ex3; les exemples de l'invention assurent indéniablement des performances d'isolement acoustique. Les exemples 2 et 3 pourvus en outre d'un matériau absorbant, en particulier l'exemple 2 avec la laine de verre, fournissent encore un meilleur amortissement aux basses fréquences sur la plage 200-315 Hz. Ces résultats sont confirmés par le tableau I.
Le dispositif des exemples 4 et 5 (ex4 et ex5) comporte une pluralité de profilés lamellaires quart d'onde, c'est-à-dire fermés à une extrémité, qui sont accolés à l'intercalaire. Chacun des profilés lamellaires de longueur distincte présente de manière identique une hauteur de 27 mm, et comprend en interne sept tubes juxtaposés, chacun à section rectangulaire de largeur 2 mm et s'étendant selon toute la longueur du profilé. Le dispositif de l'exemple 4 comporte huit profilés dont quatre paires sont de longueur différente. Ainsi, sont utilisés deux profilés de 430 mm, deux profilés de 380 mm, deux profilés de 350 mm, et deux profilés de 320 mm, imposant par la formule (1 ) des fréquences de résonance respectives de 188 Hz, 213 Hz, 231 Hz, 252 Hz. Par l'agencement des microtubes dans chaque profilé qui entraînent des pertes thermo-visqueuses, les fréquences de résonance sont légèrement modifiées par rapport aux fréquences de résonance de profilés complètement creux ou pourvus d'un absorbant acoustique, c'est pourquoi la longueur des profilés quart d'onde a été adaptée en conséquence, et est en fait légèrement plus petite que la moitié de la longueur des profilés demi-onde des exemples 1 à 3.
Quant au dispositif de l'exemple 5, il comporte treize profilés, chacun de longueur respective, 500 mm, 475 mm, 450 mm, 425 mm, 400 mm, 380 mm, 360 mm, 340 mm, 320 mm, 300 mm, 280 mm, 180 mm, 160 mm, fournissant selon la formule (1 ) des fréquences de résonance respectives, 162 Hz , 170 Hz, 179 Hz, 190 Hz, 202 Hz, 213 Hz, 224 Hz, 238 Hz, 252 Hz, 269 Hz, 288 Hz, 449 Hz, 505 Hz. Pour chacun des vitrages des exemples 4 et 5 (ex4 et ex5), comme pour les exemples précédents, il a été mesuré l'indice d'affaiblissement acoustique R par tiers d'octave pour les fréquences allant de 100 à 3150 Hz. Ces résultats ainsi que les résultats de l'exemple comparatif exComPi et de l'exemple 2 (ex2) qui donne la meilleure performance avec les profilés demi-onde, sont donnés sous forme de courbes illustrées à la figure 11.
On donne par ailleurs dans le tableau II ci-dessous, les indices d'affaiblissement RAet RAtr-
Tableau II
Figure imgf000016_0001
Les courbes de la figure 11 confirment que des vitrages avec le dispositif de l'invention quelque soit la variante sont préférables au vitrage sans dispositif (excompi)- Les performances d'affaiblissement des exemples 2 et 4 sont comparables surtout aux basses fréquences, avec une meilleure performance encore pour le vitrage avec un dispositif incluant des moyens de dissipation par pertes thermo-visqueuses (ex4) à partir des moyennes fréquences (en particulier à partir de 500 Hz) et des hautes fréquences.
L'exemple 5 assure des performances d'affaiblissement encore améliorées en raison de la quantité augmentée de profilés (en tout 13 profilés) qui conduit nécessairement à un accroissement du volume disponible pour assurer l'amortissement. Ce mode de réalisation permet d'élargir la bande de fréquences pour laquelle le dispositif présente un intérêt, en particulier pour les basses fréquences de 150 à 300 Hz.
Enfin, sur la figure 12, on a considéré l'exemple 5 de l'invention qui donne les meilleurs résultats et on l'a comparé au premier exemple comparatif (exComPi) et à un second exemple comparatif exComP2- Le second exemple comparatif exComP2 est un vitrage 6(16)6 comportant deux feuilles de verre de 6 mm d'épaisseur qui sont séparées par une lame d'air de 16 mm. Ce vitrage présente les mêmes dimensions 1480 mm x 1230 mm.
On donne dans le tableau III ci-dessous, les indices d'affaiblissement RA et
Tableau III
Figure imgf000017_0001
Les courbes de la figure 12, comme le calcul de RAH-, montrent que le vitrage comparatif exComP2 est plus affaiblissant acoustiquement en basse et moyenne fréquences (de 200 à 1000 Hz) que le vitrage comparatif exComPi- Ces résultats étaient attendus en raison de l'effet de masse, la masse surfacique du verre du second exemple comparatif exComP2 étant plus importante du fait de l'épaisseur accrue des feuilles de verre (passage de 4 à 6 mm).
Pour ces mêmes fréquences, la performance du vitrage comparatif exComP2 est similaire à celle du vitrage de l'invention selon l'exemple 5. Néanmoins, en dessous de 200 Hz et au-delà de 1000 Hz (hautes fréquences), le vitrage de l'invention est sans conteste le plus performant. Il permet ainsi d'assurer très avantageusement un isolement acoustique sur toutes les fréquences.
Enfin, si l'on considère l'exemple comparatif exCOmPi qui est un vitrage couramment utilisé, on constate d'après le tableau III, qu'en lui associant le dispositif d'amortissement de l'invention selon l'exemple 5, on obtient de bonnes performances puisque l'on gagne 3 dB d'affaiblissement en basses fréquences.

Claims

REVENDICATIONS
1. Vitrage isolant acoustique (1 ) comportant au moins deux feuilles de verre (10, 11 ), au moins un intercalaire (2) qui assure l'écartement et l'assemblage étanche des feuilles de verre et qui définit entre les feuilles de verre une cavité (12) remplie de gaz, et un dispositif d'amortissement acoustique (3) qui est disposé à l'intérieur de la cavité et qui comprend au moins un profilé creux
(30), caractérisé en ce que le profilé (30) est ouvert à au moins l'une de ses extrémités libres (32, 33), le profilé présentant une longueur L adaptée de sorte que sa fréquence de résonance corresponde à, ou ne s'écarte pas plus de
150 Hz d'une fréquence particulière de rayonnement fv du vitrage définie par
Figure imgf000018_0001
où p est la masse volumique du gaz dans la cavité du vitrage, c la célérité du son, pi la masse volumique de l'une des feuilles de verre et h son épaisseur, ρ2 la masse volumique de l'autre feuille de verre et hi son épaisseur, et d l'épaisseur de la cavité entre les deux feuilles de verre.
2. Vitrage isolant acoustique selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le profilé comporte des parois latérales (31 ) pleines.
3. Vitrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le profilé (30) est ouvert à chacune de ses extrémités libres pour présenter une fréquence de résonance f égale à approximativement c/2L, avec c la célérité du son.
4. Vitrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le profilé (30) est fermé à l'une de ses extrémités libres pour présenter une fréquence de résonance f égale à approximativement c/4L, avec c la célérité du son.
5. Vitrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de profilés (30) de longueur identique ou non.
6. Vitrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de profilés (30) espacés entre eux d'au moins 1 cm.
7. Vitrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un profilé (30) présente une section de dimension n'excédant pas 10 cm2.
8. Vitrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un profilé (30) présente un section polygonale ou présentant une ou des courbures.
9. Vitrage selon l'une quelconque des revendications, caractérisé en ce que le dispositif d'amortissement acoustique comporte des moyens de dissipation des ondes acoustiques (34) qui sont logés dans au moins un profilé et constitué par au moins un matériau amortissant à porosité ouverte.
10. Vitrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif d'amortissement acoustique comporte des moyens de dissipation des ondes acoustiques (34) comprenant des structures à effet de pertes thermo-visqueuses qui sont agencées à l'intérieur du profilé.
11. Vitrage selon la revendication 10, caractérisé en ce que les structures à effet de pertes thermo-visqueuses sont formées de cavités tubulaires orientées selon la direction longitudinale du profilé.
12. Vitrage selon la revendication 11 , caractérisé en ce que la section des cavités tubulaires est de forme identique ou non, et de dimension identique ou non.
13. Vitrage selon la revendication 11 , caractérisé en ce que la section des cavités tubulaires présente des formes courbes ou est polygonale, du type rectangulaire, carrée, ou en nid d'abeille.
14. Vitrage selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que la section des structures est de l'ordre de 0,01 mm2 à
1 cm2.
15. Vitrage selon la revendication 10, caractérisé en ce que les structures à effet de pertes thermo-visqueuses sont formées de lamelles orientées angulairement par rapport à l'axe longitudinal du profilé, et agencées de préférence sensiblement en quinconce.
16. Vitrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les profilés (30) sont associés à l'intercalaire (2).
17. Vitrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les profilés (30) sont constitués par une ou des baguettes insérées à l'intérieur de la cavité et associées à la face de l'une des feuilles de verre.
18. Vitrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux feuilles de verre ont une épaisseur différente ou non.
19. Vitrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'une des feuilles de verre est associée à un film plastique à propriété d'amortissement acoustique.
20. Vitrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est utilisé dans le bâtiment ou dans une application ferroviaire, aéronautique ou maritime.
21. Profilé creux (30) pour constituer un dispositif d'amortissement acoustique, caractérisé en ce que sont agencés à l'intérieur du profilé des moyens de dissipation des ondes acoustiques (34) à effet de pertes thermovisqueuses.
22. Profilé creux selon la revendication 21 , caractérisé en ce que les moyens de dissipation des ondes acoustiques (34) à effet de pertes thermo- visqueuses sont formés de cavités tubulaires s'étendant selon la plus grande extension du profilé et présentant une section en forme et en dimension, identique ou non.
23. Profilé creux selon la revendication 22, caractérisé en ce que les cavités tubulaires (34) ont une longueur identique ou non.
24. Profilé creux selon la revendication 22 ou 23, caractérisé en ce que les cavités tubulaires (34) présentent une section comprise entre 0,01 mm2 et 1 cm2.
25. Profilé creux selon la revendication 21 , caractérisé en ce que les moyens de dissipation des ondes acoustiques (34) à effet de pertes thermo- visqueuses sont formés de lamelles orientées angulairement par rapport à l'axe longitudinal du profilé, et agencées de préférence sensiblement en quinconce.
26. Profilé creux selon l'une des revendications 21 à 25, caractérisé en ce que le profilé (30) est ouvert à ses deux extrémités.
27. Profilé creux selon l'une des revendications 21 à 25, caractérisé en ce que le profilé (30) est ouvert à l'une de ses extrémités et fermé à son autre extrémité.
PCT/FR2007/052123 2006-10-20 2007-10-11 Vitrage isolant acoustique et profile creux constituant un dispositif d'amortissement acoustique WO2008050028A2 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0654391 2006-10-20
FR0654391A FR2907490B1 (fr) 2006-10-20 2006-10-20 Vitrage isolant acoustique et profile creux constituant un dispositif d'amortissement acoustique.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2008050028A2 true WO2008050028A2 (fr) 2008-05-02
WO2008050028A3 WO2008050028A3 (fr) 2008-08-21

Family

ID=38042484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2007/052123 WO2008050028A2 (fr) 2006-10-20 2007-10-11 Vitrage isolant acoustique et profile creux constituant un dispositif d'amortissement acoustique

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2907490B1 (fr)
WO (1) WO2008050028A2 (fr)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018017688A1 (fr) * 2016-07-19 2018-01-25 Newtonoid Technologies L.L.C. Système de fenêtre avec insert pour prévenir les bris de verre
US10220474B2 (en) 2016-12-02 2019-03-05 General Electricd Company Method and apparatus for gas turbine combustor inner cap and high frequency acoustic dampers
US10221769B2 (en) 2016-12-02 2019-03-05 General Electric Company System and apparatus for gas turbine combustor inner cap and extended resonating tubes
US10228138B2 (en) 2016-12-02 2019-03-12 General Electric Company System and apparatus for gas turbine combustor inner cap and resonating tubes
US11506382B2 (en) 2019-09-12 2022-11-22 General Electric Company System and method for acoustic dampers with multiple volumes in a combustion chamber front panel

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070039258A1 (en) 2005-08-19 2007-02-22 Walker John R Iii Adjustable attachment system
US7987644B2 (en) 2006-09-15 2011-08-02 Enclos Corporation Curtainwall system
FR2959056B1 (fr) * 2010-04-16 2015-05-29 Hutchinson Dispositif d'isolation acoustique et son procede de fabrication
FR3117521B1 (fr) * 2020-12-16 2023-06-30 Saint Gobain Vitrage à isolation acoustique aux basses fréquences
FR3119857B1 (fr) * 2021-02-12 2023-10-27 Saint Gobain Vitrage avec résonateurs
CN113107335B (zh) * 2021-04-21 2022-02-18 重庆大学 吸声频段可调的隔音玻璃及隔音方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2794792A1 (fr) * 1999-06-08 2000-12-15 Saint Gobain Vitrage Vitrage isolant acoustique a guide d'onde cloisonne
WO2006031950A2 (fr) * 2004-09-15 2006-03-23 Quality Research, Development & Consulting, Inc. Structures a resonateurs acoustiquement intelligentes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2794792A1 (fr) * 1999-06-08 2000-12-15 Saint Gobain Vitrage Vitrage isolant acoustique a guide d'onde cloisonne
WO2006031950A2 (fr) * 2004-09-15 2006-03-23 Quality Research, Development & Consulting, Inc. Structures a resonateurs acoustiquement intelligentes

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018017688A1 (fr) * 2016-07-19 2018-01-25 Newtonoid Technologies L.L.C. Système de fenêtre avec insert pour prévenir les bris de verre
US10563452B2 (en) 2016-07-19 2020-02-18 Newtonoid Technologies, L.L.C. Window system with insert for preventing glass breakage
US10774577B2 (en) 2016-07-19 2020-09-15 Newtonoid Technologies, L.L.C. Window system with insert for preventing glass breakage
US10220474B2 (en) 2016-12-02 2019-03-05 General Electricd Company Method and apparatus for gas turbine combustor inner cap and high frequency acoustic dampers
US10221769B2 (en) 2016-12-02 2019-03-05 General Electric Company System and apparatus for gas turbine combustor inner cap and extended resonating tubes
US10228138B2 (en) 2016-12-02 2019-03-12 General Electric Company System and apparatus for gas turbine combustor inner cap and resonating tubes
US11506382B2 (en) 2019-09-12 2022-11-22 General Electric Company System and method for acoustic dampers with multiple volumes in a combustion chamber front panel

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008050028A3 (fr) 2008-08-21
FR2907490A1 (fr) 2008-04-25
FR2907490B1 (fr) 2008-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008050028A2 (fr) Vitrage isolant acoustique et profile creux constituant un dispositif d'amortissement acoustique
CA2373019C (fr) Vitrage isolant acoustique a guide d'onde cloisonne
EP0032074B1 (fr) Structure d'isolation thermique et acoustique pour bardage ou autre paroi non porteuse
CA2720841C (fr) Panneau d'isolation acoustique
EP0579542B1 (fr) Caisson isolant acoustique
EP2134557B1 (fr) Vitrage a propriete d'amortissement vibro-acoustique ameliore, procede de fabrication d'un tel vitrage et procede de protection acoustique dans un habitacle de vehicule
FR2723135A1 (fr) Vitrage isolant
FR2959056A1 (fr) Dispositif d'isolation acoustique et son procede de fabrication
EP3371519B1 (fr) Installation pour la ventilation naturelle d'un local pourvue d'un amortisseur de bruit
FR2951992A1 (fr) Panneau composite de type sandwich comportant une couche de materiau lourd viscoelastique
EP2860320B1 (fr) Plancher thermiquement isolant incluant des panneaux PIV, module de plancher et kit d'assemblage
FR2816240A1 (fr) Panneau composite presentant une amelioration de l'acoustique aux bruits d'impact et de la stabilite thermique
EP4334562A1 (fr) Dispositifs perforés et vitrages les comprenant
EP4263996A1 (fr) Vitrage acoustiquement isolant
FR3119857A1 (fr) Vitrage avec résonateurs
EP4263995A1 (fr) Vitrage à isolation acoustique aux basses fréquences
WO2024003199A1 (fr) Vitrage présentant des performances améliorées d'isolation acoustique et d'absorption d'humidite
FR2581106A1 (fr) Structure autoporteuse isolante, notamment pour isolation phonique et son procede de realisation
FR2989021A1 (fr) Panneau composite de type sandwich
FR3020308B1 (fr) Panneau sandwich comprenant deux couches d'absorption de deformations mecaniques
FR2846682A1 (fr) Panneau composite isotherme et insonorisant
FR2904015A1 (fr) Procede de fabrication de panneaux composites acoustiques
EP1521895A1 (fr) Vitrage isolant acoustique a effet de pertes thermo-visqueuses
EP1862633A1 (fr) Menuiserie pour ouverture de bâtiment dotée d'un moyen d'aération et d'atténuation sonore.
FR2700792A1 (fr) Elément de construction pour la correction acoustique.

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07858553

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07858553

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2