Acoustique d'un double mur massif

Schéma type d'un mur mitoyen dédoublé des fondations à la toiture

© Bruxelles Environnement

Il est composé de deux ou plusieurs parois indépendantes en béton armé, en maçonnerie ou en blocs de terre cuite, ou encore constituées d'éléments tels que des blocs de béton, de béton silico-calcaire, de béton cellulaire, de plâtre, etc.

Quand choisir des doubles murs massifs avec absorbant ?

• Les structures massives occasionnent une charge supplémentaire sur la structure. Cette solution n'est pas toujours possible en cas de transformations ou de rénovations. Pour les constructions neuves, le problème ne se pose généralement pas.
• En construction résidentielle, la solution est couramment appliquée pour les parois séparant deux logements, étant donné que le dédoublement offre aussi des avantages thermiques.
• Les structures massives ne se prêtent pas aux espaces flexibles.

Quels sont les différents matériaux possibles pour des doubles murs massifs ?

Souvent, plusieurs produits sont disponibles pour un même matériau (par exemple blocs terre cuite, maçonnerie, etc.), chacun ayant ses caractéristiques propres qui se traduisent par des performances acoustiques spécifiques. Il est capital d'accorder suffisamment d'attention à ce point. Tous les blocs de béton n'ont pas des performances de qualité équivalente.

Le tableau ci-dessous suivant donne un aperçu des différents matériaux pouvant être utilisés pour un double mur massif, ainsi que de leurs caractéristiques principales, ayant un impact sur les performances acoustiques (matériaux pleins ou creux, poreux ou non, homogènes ou non, masse volumique, etc.).

Pour des informations sur l'impact environnemental de ces matériaux, voir Dossier | Choix durable des murs non porteurs et cloisons.

Types de matériaux pouvant être utilisés pour un double mur massif

	Plein	Creux	Poreux	Non poreux	Homogène	Non homogène	Blocs	Éléments
Béton (± 2400 kg/m³) (Source : maisonbleue)	⚫			⚫	⚫			⚫
Blocs de béton (De env. 1100 kg/m³ à env. 2200 kg/m³) (Source : Coeck)	⚫	⚫	⚫	⚫	⚫	⚫	⚫
Blocs terre cuite (De env. 800 kg/m³ à env. 1500 kg/m³) (Source : Fédération Belge de la Brique)	⚫	⚫		⚫	⚫		⚫
Béton cellulaire (De env. 300 kg/m³ à env. 750 kg/m³) (Source : Preton)	⚫		⚫		⚫		⚫	⚫
Blocs de plâtre (De env. 800 kg/m³ à env. 1250 kg/m³) (Source : Isolava)	⚫			⚫	⚫		⚫	⚫
Silico-calcaire (De env. 1200 kg/m³ à env. 1800 kg/m³) (Source : Calduran)	⚫			⚫	⚫		⚫	⚫
Béton d'argile expansée (De env. 950 kg/m³ à env. 1150 kg/m³) (Source : ArchiExpo.fr)	⚫	⚫	⚫		⚫		⚫

Quel est le principe du double mur massif ?

Sous réserve de respecter certaines conditions, un double mur massif est plus performant qu'un mur unique ayant une masse identique à la masse des deux éléments de la paroi. En effet, une paroi de doublage massive fonctionne comme un système masse-ressort-masse. La couche d'air ou de matériau souple dans le creux fait office de ressort pour dissiper une partie de l'énergie sonore.

Ici, l'isolation acoustique du double mur massif dépend de :

• la masse surfacique (kg/m²) de chaque élément de la paroi ;
• la largeur du creux entre les deux parois constitutives ;
• l'épaisseur et le type de matériau absorbant entre les deux parois : remplissage complet ou partiel du creux ;
• la fréquence critique des deux parties de la paroi (en fonction de la nature du matériau) ;
• la présence ou l'absence de ponts sonores (ancres, résidus de ciment, liaisons par le plancher, le plafond ou autres structures, etc.) ;
• les structures adjacentes , comme le sol, le plafond, la façade, les châssis des fenêtres, les murs attenants, etc.

Masse surfacique des parois

Tout comme pour une paroi simple (voir solution | Acoustique d'une paroi massive simple), la masse joue ici aussi un rôle, car plus la paroi composée d'un matériau donné est lourde, meilleure est son isolation acoustique. Par conséquent, plus la somme des masses des deux parois est importante, meilleure est l'isolation acoustique de la paroi de doublage.

Fréquence masse-ressort-masse

Tout système masse-ressort-masse présente une fréquence de résonance appelée fréquence masse-ressort-masse.

• Aux fréquences inférieures à cette fréquence, la paroi de doublage dispose d'une isolation acoustique identique à une paroi unique dont la masse totale est égale à la somme des masses des deux parois. Le dédoublement n'a ici aucun effet.
• A proximité de cette fréquence, l'isolation acoustique est très limitée: la paroi composée est même moins performante qu'une paroi unique de masse totale identique.
• Aux fréquences supérieures à cette fréquence, le dédoublement montre son grand avantage: à ces fréquences, on note une grande amélioration de l'isolation acoustique par rapport à une paroi unique.

Il y a donc lieu de s'assurer que la fréquence masse-ressort-masse de la structure de paroi choisie est suffisamment basse par rapport au spectre de fréquences de l'application pour laquelle la paroi a été choisie.

Les doubles murs massifs présentent l'avantage que leur fréquence masse-ressort-masse est souvent suffisamment basse, étant donné les masses importantes.

• À titre d'exemple, une structure courante constituée de 15 cm de blocs terre cuite (à 1100 kg/m³), d'un creux de 3 cm et de 15 cm de blocs terre cuite (à 1100 kg/m³) présente une fréquence masse-ressort-masse avoisinant les 49 Hz. Elle convient donc pour les applications résidentielles ou de bureaux.
• Toutefois, pour des sources basses fréquences (salles des fêtes, locaux techniques, etc.), il se peut que cette paroi n'offre pas suffisamment d'isolation acoustique et qu'il faille alors opter pour un autre système masse-ressort-masse ayant une fréquence de résonance plus basse, par exemple en élargissant le creux.

Matériau absorbant acoustique dans le creux

En théorie, l'isolation acoustique peut être très poussée au-delà de la fréquence masse-ressort-masse. Toutefois, pour les fréquences plus élevées, il faut aussi tenir compte des ondes stationnaires dans le creux. Ces résonances réduisent l'isolation aux bruits aériens. La présence d'un matériau absorbant acoustique dans le creux permet d'absorber des résonances; l'isolation acoustique en souffre donc moins.

Il est important que le matériau absorbant choisi soit suffisamment souple (par exemple, de la laine minérale) et ne soit pas coincé entre les parois.

Le matériau souple a pour effet supplémentaire d'éviter tout contact entre les deux parois (résidus de mortier, etc.) tout en atténuant les fuites sonores à haute fréquence, dans le cas par exemple de parois localement mal jointoyées ou poreuses, et non plâtrées.

Contacts

L'isolation décrite ci-dessus est obtenue lorsque les deux parois sont entièrement découplées. Quelques sources de contacts à éviter sont listées ci-dessous :

• bavures de mortier, isolation rigide ;
• crochets de maçonneries (stabilité structurelle). Des versions antivibratiles existent ;
• structures attenantes (parois, colonnes, etc.) pouvant court-circuiter le découplage des deux parois.

En fonction de l'isolation aux bruits aériens requise entre deux pièces, ces contacts sont autorisés, à éviter ou impossibles.

Quelle isolation acoustique viser en pratique avec un double mur massif ?

L'isolation acoustique dépend principalement de la mesure dans laquelle les deux parties du mur sont reliées.

On peut dire de manière générale que l'isolation acoustique des doubles murs ne s'améliore que dans une faible mesure (environ 3 dB) par rapport à une paroi simple de masse identique à la somme des masses des deux parties constitutives de ce mur, si ces deux parties sont reliées par des structures adjacentes, comme des dalles de sol continues, une façade continue, etc.

En équipant au moins une des deux parois d'un raccordement souple sur tout son pourtour et en évitant tous les contacts, on la découple entièrement, ce qui peut donner lieu à un gain considérable.

Pour une paroi de doublage massive découplée nettement plus légère que la paroi de base, il est possible d'évaluer grossièrement l'ordre de grandeur de ce gain en fonction de la fréquence masse-ressort-masse(fréquence de résonance) et de l'indice d'affaiblissement acoustique pondéré R_w de la paroi de base (la paroi la plus lourde des deux parties) à l'aide du tableau suivant, d'après la norme ISO 12354-1 – Acoustique du bâtiment – Calcul de la performance acoustique des bâtiments à partir de la performance des éléments – Annexe D.

Indice d’amélioration de l’isolation aux bruits aériens ΔR_w en fonction de la fréquence masse-ressort-masse

(Source: norme ISO 12354-1)

Quels sont les points d'attention pour la mise en œuvre d'un double mur massif ?

Pour bénéficier pleinement de l'effet de la double paroi, une attention particulière vise les éléments de mise en œuvre suivants :

• Tout contact entre les deux murs doit être évité ;
• S'il ne s'agit pas de murs porteurs, on peut laisser un petit espace entre la dalle de plafond et le mur. Cet interstice doit être aussi réduit que possible (< 2 cm) et doit être rempli d'un matériau souple sur toute l'épaisseur de la paroi. Il doit aussi permettre d'obtenir une qualité acoustique similaire à celle du mur.
• Lors de la jonction entre un mur transversal et la face interne de la paroi interne d'un mur extérieur, le mur transversal peut être interrompu en fonction de la qualité souhaitée pour éviter la transmission des bruits de ce mur transversal vers le mur de façade.
• En fonction du niveau d'isolation souhaité, les planchers doivent être interrompues au niveau du creux.
• Lorsque des bandes acoustiques sont prévues autour de la paroi, il est nécessaire de poser des bandes antivibratiles pour la découpler, les parois adjacentes étant souvent reliées à la paroi concernée. Ceci permet non seulement d'éviter les tassements différentiels et les fissures, mais aussi un affaiblissement de l'isolation acoustique à ce niveau.
• Il est important que le matériau absorbant choisi soit suffisamment souple (par exemple, de la laine minérale) et ne soit pas coincé entre les parois.

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