Isolation acoustique du béton : un atout contre les nuisances sonores

L’isolation acoustique est un enjeu majeur dans la construction ou la rénovation des bâtiments. Le bruit affecte directement la santé des occupants. Il existe donc des normes d’isolation phonique (normes NF1 par exemple), particulièrement dans les logements collectifs. Le béton, un matériau dense et massif, présente-t-il des performances suffisantes pour isoler du bruit ? Voyons les propriétés acoustiques du béton et comment optimiser son utilisation.

Le béton et la propagation du son

Le son est une onde mécanique qui se propage à travers l’air, les solides et les liquides. Dans un matériau dense comme le béton, le son voyage très rapidement, à environ 3 km par seconde, contre 344 mètres par seconde dans l’air. Cette célérité élevée ne signifie pas nécessairement que le béton isole mal. D’autres facteurs comme la densité et l’absorption acoustique entrent en jeu.

La loi de masse : un principe clé pour l’isolation acoustique du béton

La loi de masse stipule que plus un matériau est lourd, meilleure est sa capacité à affaiblir le son. Grâce à sa forte inertie, le béton atténue efficacement les bruits aériens. C’est pourquoi on l’utilise souvent pour les écrans acoustiques le long des autoroutes. Sa masse volumique réduit les vibrations et diminue ainsi les nuisances sonores.

Performances phoniques du béton

Bien que le béton réfléchisse plus le son qu’il ne l’absorbe, il reste un bon isolant grâce à sa densité. Voici un tableau des coefficients d’absorption acoustique pour différents matériaux :

Le béton brut absorbe peu le son, mais des solutions existent pour améliorer cette performance.

Limites de la loi de masse

Plusieurs caractéristiques définissent le son. Ainsi, la simple augmentation de la masse du béton ne suffit pas toujours à garantir un confort acoustique optimal. La loi de masse montre que l’atténuation du bruit augmente d’environ 4 à 6 dB à chaque dédoublement de la masse volumique d’un matériau. Cependant, à un certain point, ajouter plus de béton devient non rentable et peu écologique. De plus, cela entraîne des coûts supplémentaires et alourdit le bilan carbone du béton.

Par ailleurs, tous les matériaux disposent d’une fréquence de vibration propre appelée « fréquence critique ». Celle-ci varie selon l’épaisseur, la rigidité et la flexion de la paroi (c. f. illustration ci-dessous). Si cette fréquence est atteinte, les vibrations de la paroi peuvent s’amplifier et l’indice d’affaiblissement chute brutalement (de 5 à 10 dB). Plus le béton est rigide, plus la valeur de cette fréquence est basse. Le bruit peut alors devenir plus facilement audible, voire gênant.

Performances acoustiques des parois en béton

Si le béton parvient à obtenir de bonnes performances phoniques, cela s’explique par sa forte capacité à réfléchir le bruit. En réalité, il n’absorbe qu’une faible quantité d’énergie acoustique, comme le montre le tableau ci-après.

Quelques exemples d’affaiblissement acoustique du béton

L’atténuation du bruit et le niveau d’isolement qui séparent deux espaces varient selon la source du bruit (bruits aériens, bruits solidiens, etc.), la nature de la paroi, son épaisseur et selon les propriétés intrinsèques de chacun des éléments qui la constituent.

L’affaiblissement acoustique du béton en paroi simple

Le tableau ci-après vous présente des exemples d’affaiblissement acoustique des bruits aériens (R_w). La valeur de ces coefficients suppose que la réalisation ait été parfaitement bien mise en œuvre, conformément aux normes de construction.

Optimiser l’isolation acoustique du béton

Jusqu’à un certain seuil, la masse du béton permet de réduire sensiblement les bruits aériens. En revanche, le résultat est moins convaincant pour les bruits d’impact. Pour amplifier le pouvoir d’isolation acoustique du béton, le système « masse-ressort-masse » s’avère très efficace.

Le principe consiste à utiliser des parois doubles, totalement désolidarisées et séparées par un vide d’air ou un isolant, de préférence fibreux, comme la laine de bois, de roche ou de verre. Ce type d’isolant permet d’augmenter le pouvoir absorbant de la paroi, et donc d’augmenter l’indice d’affaiblissement acoustique (R). De plus, en choisissant des matériaux avec des fréquences de résonance différentes, vous limitez au maximum le risque de ponts phoniques, qui affaiblissent l’isolation acoustique.

Explication du système masse-ressort-masse :

1. Première paroi (Masse) : Le bruit au contact de la première paroi rigide (plaque de plâtre, brique, béton cellulaire, etc.) est en partie réfléchi. Le reste du bruit traverse la paroi.
2. Vide d’air ou isolant (Ressort) : Le bruit se disperse au centre de la paroi, absorbé en partie par l’air ou par les fibres d’une isolation thermique et acoustique. Le bruit est amorti.
3. Masse. Une deuxième paroi dense et porteuse (mur en béton plein, en parpaing, etc.) fait à nouveau obstacle au son et réfléchit à son tour une autre quantité d’énergie vers l’intérieur.

1. Finalement, les trois épaisseurs de matériaux affaiblissent nettement le bruit qui les traverse.

L’affaiblissement acoustique du béton avec doublage du mur

Le béton, même épais, ne permet pas d’affaiblir suffisamment le son. C’est pourquoi, il doit être accompagné d’un isolant thermique de type fibreux (laine de bois ou de chanvre, laine de verre ou de roche, etc.). Le tableau ci-après présente l’indice d’affaiblissement R_w et le gain (en dB) apportés par l’isolation acoustique selon le principe de doublage de mur « masse-ressort-masse ». Pour rappel, la technique de mise en œuvre et le choix des matériaux ont une incidence sur le résultat. Les deux parois doivent être désolidarisées pour une meilleure performance.

Vous pouvez améliorer l’absorption du béton. Modifiez sa texture ou augmentez sa surface d’exposition aux ondes. Ajoutez aussi des couches de différents matériaux, comme de l’isolation thermique, du plâtre ou de la moquette. Ainsi, un béton alvéolé absorbera toujours plus de bruit qu’un béton brut.

Exemple :

Afin d’illustrer les données du tableau ci-dessus, la représentation graphique ci-après vous permet de mieux comprendre le rôle que joue l’isolation thermique dans l’affaiblissement acoustique. Dans le local de gauche, une source de bruit de 80 dB (bruit d’un aspirateur ou d’une voiture) est émise. Sans isolation, après diffusion dans le mur, le bruit dans le local de droite demeure perceptible (bruit d’un bureau tranquille). En revanche, En ajoutant un isolant, vous pouvez réduire le son à un niveau très faible, équivalent à une conversation à voix basse.

Conclusion : Améliorer l’isolation acoustique du béton

Le béton, grâce à sa masse, isole bien des bruits aériens. Cependant, pour un confort acoustique optimal, il doit être associé à des isolants. Le système masse-ressort-masse est particulièrement efficace. Il réduit fortement les nuisances sonores tout en offrant une bonne performance thermique.