ACOUSTIQUE DES SALLES - REVERBERATION
Intelligibilité de la parole
L'intelligibilité de la parole d'un enseignant dans une classe est liée à la notion de ‘profondeur de modulation’, pouvant être définie en gros comme la montée et la descente du signal vocal. Cette profondeur de modulation est déterminée d'une part par le rapport ‘signal – bruit de fond’ (S/BF) et d'autre part par le temps de réverbération (T).
Rapport signal-bruit de fond
Le signal (S), correspondant au son de la voix de l'enseignant, peut être couvert par le niveau de bruit de fond (BF), englobant le bruit des installations, le bruit des voisins, le bruit extérieur et le bruit d'autres personnes. Un rapport S/BF d'au moins 10 dB est idéal.
Temps de réverbération
Le temps de réverbération T est déterminé en mesurant le temps nécessaire pour atténuer un signal sonore stable de 60 dB après avoir coupé la source sonore. Le temps de réverbération, tel qu'utilisé dans la nouvelle norme, est un temps de réverbération nominale, soit une moyenne de diverses bandes de fréquence. Elle est déterminée par le coefficient d'absorption lié à la fréquence des matériaux de finition utilisés et le volume de la pièce. La réverbération entraîne une perte de ‘profondeur de modulation’ en raison de l'‘écho’ des syllabes sur de nouvelles syllabes. Les élèves comprennent ainsi moins bien les paroles de l'enseignant. Une intelligibilité de la parole optimale est obtenue pour les temps de réverbération inférieures à 0,5 seconde.
Les îlots de plafond horizontaux et les écrans acoustiques en laine minérale comprimée ou les éléments acoustiques suspendus avec fantaisie réduisent le temps de réverbération par absorption poreuse
Exigences de conception
Via une étude
En tant que concepteur, on peut prouver via une étude que les classes sont conformes à la norme en matière de temps de réverbération. Les exigences de conception fixent pour les matériaux de finition utilisés dans les classes une exigence normale d'un coefficient d'absorption moyenné sur les surfaces et pondéré fréquentiellement, supérieur ou égal à 0,2. L'exigence supérieure, posée pour les groupes avec des problèmes d'audition ou de communication, est d'au moins 0,25. Un concepteur doit donc prévoir assez de matériaux de finition à absorption acoustique.
Exigences à la livraison
Un concepteur peut toutefois aussi choisir de satisfaire aux exigences à la livraison. On mesure ici dans l'école parachevée non meublée et inoccupée, si elle respecte réellement les normes en matière de temps de réverbération. Il s'agit donc ici d'une exigence de résultat. Les exigences sont 10% plus strictes si les locaux sont meublés, et une marge d'évaluation de 10% est appliquée. Le ‘temps de réverbération de référence’ exigé est repris dans la norme pour divers types de locaux scolaires sous la forme de tableau, souvent aussi en fonction du volume. Pour une classe moyenne, cette valeur est p.ex. de 0,8 s. Le temps de réverbération nominale mesuré doit donc être inférieure ou égale au temps de réverbération de référence exigée pour un type de classe spécifique. Si l'exigence supérieure est d'application, le temps de réverbération de référence est 20% plus bas.
Matériaux absorbants
En général, on distingue trois mécanismes d'absorption acoustique: l'absorption poreuse, principalement haute fréquence (≥ 1.500 Hz), la résonance de Helmholtz, principalement moyenne fréquence (300 – 1.500 Hz) et la résonance à panneau, principalement basse fréquence (à partir de 100 Hz).
Matériaux poreux
L'absorption acoustique est obtenue à l'aide d'un matériau ouvert-poreux. Exemples: plaques de mousse à cellules ouvertes de qualité, plâtres projetés acoustiques, briques poreuses, blocs d'Argex, systèmes de plâtre sans raccords, briques de béton brutes/poreuses et panneaux minéraux adhésifs. Divers types de tapis donnent aussi de bons résultats. Des éléments de volume suspendus dans le local comme des îlots de plafond horizontaux et des baffles acoustiques en laine minérale comprimée ou des éléments acoustiques suspendus avec fantaisie font aussi partie de cette catégorie.
Résonateurs de Helmholtz
L'absorption acoustique est obtenue à l'aide d'un vide derrière un panneau perforé ou rainuré. Les briques en béton rainurées sont un exemple de résonateurs de Helmholtz. Un principe appliqué fréquemment pour les salles de sports est une construction de toit plat légère avec des plaques à profil en acier perforées et un remplissage en laine de roche. Cela permet d'améliorer sensiblement le confort acoustique (acoustique des salles) d'une salle omnisports.
Résonateurs à panneau
L'absorption acoustique est obtenue en plaçant des panneaux non perforés (p.ex. multiplex) devant une couche d'air avec éventuellement un matériau poreux. Des résonateurs à panneau sont p.ex. certains types de faux plafonds, de sols où passent les câbles d'ordinateur et autres, et de contre-cloisons, généralement en combinaison avec d'autres mécanismes d'absorption.
Combinaisons
Des combinaisons de divers mécanismes d'absorption sont aussi possibles, comme ‘Helmholtz – poreux’, p.ex. un résonateur à fentes – bordage en bois avec des fentes et un vide derrière, ou une brique perforée avec de la laine minérale, ou des plaques de plâtre perforées avec de la laine de roche derrière. Combinaison ‘Panneau – poreux’, p.ex. des plaques de laine minérale comprimée et des doublages en plaques de plâtre avec de la laine minérale derrière.
Acoustique des salles: directives
Les directives géométriques pour les classes et les auditoriums visant à contrôler la réverbération stipulent notamment que la ligne visuelle doit être optimale (marche, auditoriums en pente, …). Il faut aussi veiller lors de la conception à ce que les premières réflexions atteignent les rangées de derrière, p.ex. en déplaçant les plans absorbants au milieu du plafond vers le dessus des murs. Le plan central sert ainsi de réflecteur. Cela n'est possible que s'il y a déjà une quantité suffisante de matériaux absorbants. Avec une absorption bien répartie, des réflecteurs peuvent aussi être suspendus dans les auditoriums. Les plans parallèles durs dans les grands locaux doivent être évités, pour les échos flottants en particulier dans le plan horizontal dans le cas de plafonds absorbants. Une des deux parois parallèles doit alors être dotée d'une finition assurant l'absorption ou la diffusion, p.ex. avec une surface brute (meubles) ou une inclinaison.
Local d'émission |
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Local de reception |
Salle de cours / salle de professeurs / sanitair |
Classe maternelle / cours de musique |
Salle d'étude |
Salle de sports / salle de gymnastique / zone de récréation intérieure / atelier |
Classe de musique / salle d'études |
55 |
50 |
60 |
45 (situation à éviter) |
Salle de cours / classe de maternelle |
60 |
55 |
65 |
45 (situation à éviter) |
Salle de sports / gym |
65 |
65 |
Pas d'exigence |
60 |
Atelier / Espace sanitair / Espace de circulation |
Pas d'exigence |
Pas d'exigence | Pas d'exigence | 65 |
Extrait du tableau d'application pour le niveau de bruits de choc autorisé de la NBN S 01-400-2