Double mur massif et acoustique

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

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...

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,...), 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...).

Pour des informations sur l'impact environnemental de ces matériaux, voir 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 sera 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 dépendra 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 (voir dossier | Assurer le confort acoustique des bâtiments) 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...)
• Les structures adjacentes , comme le sol, le plafond, la façade, les châssis des fenêtres, les murs attenants...

Masse surfacique des parois

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

Fréquence de résonance

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

Cette fréquence de résonance (f _r en Hz) est définie par les masses surfaciques (m” en kg/m²) de chaque paroi et la largeur (d en m) du creux entre les deux parois.

L'isolation d'une double paroi peut se résumer par le schéma suivant.

• Aux fréquences inférieures à cette fréquence de résonance, la paroi de doublage disposera donc 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 la fréquence de résonance, 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 la fréquence de résonance, le dédoublement montre son grand avantage: à ces fréquences, on note une grande amélioration de l'isolation acoustique par rapport à une paroi unique.

Isolation d'une double paroi

Il y a donc lieu de s'assurer que la fréquence de résonance 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 (par exemple f_r < 100 Hz pour les applications ordinaires et f_r < 50 Hz pour les studios d'enregistrement ou les salles des fêtes). Des masses ou une largeur de creux plus importantes permettent d'y parvenir.

Les doubles murs massifs présentent l'avantage que leur fréquence de résonance 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 de résonance avoisinant les 49 Hz. Elle convient donc pour les applications résidentielles ou de bureaux.
• Toutefois, pour des sources basses fréquences comme la musique techno dans les salles des fêtes, le bruit de l'appareillage installé dans les 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 pourrait être très poussée au-delà de cette fréquence de résonance. 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 permettra d'absorber des résonances; l'isolation acoustique en souffrira 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,...) 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, ce qui n'est pas toujours possible dans la pratique. Les deux parois peuvent être en contact de plusieurs manières. En fonction de l'isolation aux bruits aériens requise entre deux pièces, de tels contacts sont autorisés, à éviter ou impossibles :

• Il est facile d'éviter les bavures de mortier, une isolation rigide, etc.
• On évitera les crochets de maçonneries, et s'ils sont tout de même indispensables pour des raisons de stabilité malgré des exigences d'isolation plus élevées, on les remplacera par des versions antivibratiles.
• Les structures attenantes (parois, colonnes...) peuvent aussi créer des contacts et court-circuiter ainsi le découplage des deux parois. Ici encore, 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...

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 de résonance f₀ et 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.

Amélioration de l'isolation acoustique ΔR _w en fonction de la fréquence de résonance f _r

(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 cette double paroi, il faut éviter la transmission de vibrations entre les deux éléments de cette paroi. À cette fin, ceux-ci peuvent être découplés à l'aide de bandes souples.

La qualité acoustique globale dépend de ses éléments les plus faibles. C'est pourquoi on veillera à exclure tout élément affaiblissant dans la paroi :

• Tout contact entre les deux murs doit être évité.
• S'il ne s'agit pas de murs porteurs, on pourra 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.
• L'étanchéité à l'air de la paroi est primordiale. Les fuites d'air peuvent affecter considérablement l'isolation acoustique dans les fréquences moyennes et élevées. Un enduit ou une peinture garantiront une bonne étanchéité à l'air. Pour les matériaux poreux tels que béton d'argile expansée, blocs de béton creux légers..., un enduit étanche à l'air est indispensable au moins d'un côté.
• Pour la maçonnerie visible, on veillera à ce que les joints courent sur toute la largeur de la paroi afin d'obtenir une masse suffisante au niveau de ceux-ci.
• Par ailleurs, on évitera la présence de fissures, tranchées, éléments lumineux encastrés, colmatage de trous utilisant un matériau plus léger, etc. dans la paroi (ou l'on prendra ces éléments en considération).
• 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 sera nécessaire de poser des bandes antivibratiles pour la découpler, les parois adjacentes étant souvent reliées à la paroi concernée. Ceci permettra 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.

Cahier des charges

Le cahier des charges doit imposer les exigences suivantes à l'entrepreneur (en fonction du type de devis):

• Critères d'isolation acoustique in situ (isolation acoustique standardisée pondérée D_nT,w ) à réaliser entre plusieurs pièces, éventuellement avec les termes d'adaptation adéquats C ou C_tr .
• Isolation aux bruits aériens minimale de la structure en laboratoire (indice d'affaiblissement pondéré acoustique pour les bruits aériens R_w ) (cf. norme NBN EN 10140-2) éventuellement avec termes d'adaptation adéquats C ou C_tr ,
• Description soit de la masse surfacique minimale de la paroi totale, soit de la composition complète du mur
• Eventuelles descriptions des interruptions dues à des structures attenantes, des bandes acoustiques, des crochets de maçonnerie antivibratiles...

Suivi du chantier

Liste de contrôle pour le chantier

Exemples d'applications

Vous trouverez ci-dessus des indications des parois pouvant être utilisées dans quelques situations courantes.

Remarque
l'isolation aux bruits aériens in situ (construction neuve et rénovation) entre deux locaux (isolement acoustique standardisé pondéré, D_n,Tw ) dépend non seulement de la valeur d'isolation acoustique mesurée en laboratoire de la paroi proprement dite (indice d'affaiblissement pondéré, R_w ), mais aussi d'autres éléments (le rapport entre la superficie de la paroi de séparation et le volume sous-jacent, la durée de réverbération du local de réception, les voies secondaires des structures adjacentes, une éventuelle circulation sonore par des faux plafonds ou planchers surélevés... Pour ces raisons, on utilisera le tableau ci-dessous avec prudence.

Les solutions présentées sont autant applicables en construction neuve qu'en rénovation . Elles visent principalement le résidentiel.

(Source : Floorplanner)

Aller plus loin

Dans le Guide

Pour plus d'informations en lien avec le sujet :

• Dossier | Assurer le confort acoustique des bâtiments
• Dispositif | Paroi massive simple
• Dossier | Améliorer l'étanchéité à l'air
• Dossier | Choix durable des murs non porteurs et cloisons

Autres publication de Bruxelles Environnement

• Code de Bonnes Pratiques acoustiques, Référentiel technique d'isolation acoustique pour la prime à la rénovation de l'habitat, Bruxelles Environnement (2015)

Sites web

• CSTC

  • Amélioration acoustique du gros œuvre au moyen de murs doubles entre appartements et maisons mitoyennes

  • Webinars pour les professionnels

Bibliographie

• Blasco, M. (2012), Bouwakoestiek: Een handleiding voor de architect, NAV vzw, Bruxelles (en néerlandais)

• Fasold, Sonntag (1978), Bauphysikalische Entwurfslehre Band 4 : Bauakustik, Verlag für Bauwesen, Berlin (en allemand)

• Hamayon, L. (2013), Réussir l'acoustique d'un bâtiment, Le Moniteur, Antony

• Rossing, T.D. (2007), Springer handbook of Acoustics, Springer, New York (en anglais)

• Vermeir, G. (2009), Lawaaibeheersing: cursustekst, Faculteit Toegepaste Wetenschappen KULeuven, Acoo, Leuven (en néerlandais)

Normes

• Norme prEN ISO 12354-1: Acoustique du bâtiment – Calcul de la performance acoustique des bâtiments à partir de la performance des éléments – Partie 1 : Isolement acoustique aux bruits aériens entre des locaux
• NBN EN ISO 10140-2 : Acoustique - Mesurage en laboratoire de l'isolation acoustique des éléments de construction - Partie 2: Mesurage de l'isolation au bruit aérien
• NBN S01-400-1 : Critères acoustiques pour les immeubles d'habitation