isolation acoustique, acoustique des locaux d'écoute
acouphile.fr : réduire des nuisances de bruit ou satisfaire une qualité d'écoute
Il existe sur ces sujets beaucoup de confusions,
de solutions erronées proposées ....
Seule une approche rigoureuse permet de les éviter

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Patrick Carré

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isolation acoustique des fenêtres et vitrages
En bas de page, un résumé propose des conclusions simples, dont on peut se contenter

La nuisance la plus fréquente incidente sur les fenêtres est celle du bruit de trafic routier.

L'exigence réglementaire dans les logements récents, d'un isolement vis à vis de l'extérieur de 30 dB dans les cas courants, 33 ou 36 dans certaines situations défavorables, peut tout à fait être considérée comme insuffisante à un bon confort.

Si le mur de façade est porteur, donc massique, la fenêtre est l'élément faible dont la contribution à l'affaiblissement de l'ensemble est prépondérante. C'est pratiquement toujours le cas dans l'habitat, mais il y a des exceptions. Voir parois composées

Une fenêtre est en elle-même une paroi composée de plusieurs matériaux ou éléments sur sa surface : un vitrage, un chassis, et un système de fermeture caractérisé par une étanchéité.
Ces 3 éléments contribuent à sa qualité d'isolation. Le vitrage a la plus grande surface, mais le système de fermeture et d'étanchéité a une très grande importance.

La quantité caractérisant la performance d'isolation d'une fenêtre, d'un vitrage, ou de tout élément de construction est l'affaiblissement, noté R voir parois simples
Pour maitriser les principes et raisonnements conduisants aux conclusions de cette page, voir isolement, parois composées et parois doubles
vitrages


affaiblissements R des vitrages seuls

On constate que, contrairement à une idée répandue, les vitrages doubles, à épaisseur de verre égale, sont plutôt moins performants que les vitrages simples : un verre simple de 8 mm a un R de 32 dBA, un verre double 2 X 4 mms et lame d'air 6 mms de 28 dBA, qui n'est pas plus performant que le verre simple de 4 !!!

L'explication est que le vitrage double satisfait très mal les conditions de principe de qualité de la paroi double : lame d'air peu épaisse, pas d'absorbant, parois parallèles, d'où ondes stationnaires, fréquences critiques élevées .... (re)voir parois doubles.

Pour  obtenir des affaiblissements importants, il vaut mieux :

  • soit un verre simple épais
  • soit un vitrage double avec des verres d'épaisseur différentes et une lame d'air (intervalle séparant les verres) importante.

Le choix de la meilleure solution dépend de la nécessité, ou pas, d'améliorer simultanément l'isolation thermique :

  • pas de problème thermique : vitrage simple épais préférable
  • amélioration thermique simultanée : vitrage double préférable, épaisseurs de verre différentes, lame d'air épaisse


amélioration de l'isolation vis à vis de l'extérieur

Ceci ne veut pas dire que le remplacement d'une fenêtre ancienne simple vitrage par une fenêtre neuve double vitrage n'apportera pas une amélioration substantielle ...
Mais le vitrage n'est pas forcément le seul élément défavorable : c'est l'ensemble qu'il faut considérer, et c'est la fermeture et l'étanchéité qui sont en général défaillantes dans une vieille fenêtre. voir ci-dessous.

Les doublages de vitrages (ou survitrages) n'ont guère d'intérêt acoustique : ils en ont peut-être pour l'isolation thermique, pas sûr...

vitrage
R global dBA pour bruit de route
verre simple épaisseur mms

3
4
5
6
8
10
12

27
28
29
30
32
33
34

verre double épaisseur mms 1er verre-lame d'air-2ème verre

4-6-4
4-12-4
4-12-6
5-6-5
5-12-5
6-6-6
10-12-8
10-12-12

28
28
30
29
30
30
35
36

Les fabricants doivent donner des résultats d'essais normalisés, sous la forme Rw (C;CTr) en dB
Pour comparer le R dBA avec l'indice européen Rw :
R dBA = Rw (C) dB + CTr       CTr étant souvent négatif
Si Ctr inconnu, on peut admettre Rw (dB) = RdBA - 1 dB

"bruit de route" : voir bruits de trafic routier

comparaison simple vitrage épais et double vitrage : copie d'écran obtenue avec 2affaiblissements.xls voir en page moyens de calculs

influence de l'étanchéité
L'étanchéité du système de fermeture est un élément prépondérant de la performance de la fenêtre; ce critère de qualité est commun avec l'isolation thermique. Les fenêtres labellisées sont donc un bon choix (label Acotherm par exemple)

exemple d'influence d'une mauvaise étanchéité tracé avec paroi-composée.xls voir en page moyens de calculs :

fenêtre 2 ouvrants "à la française" de 2 m x 1 m, d'affaiblissement 30 dBA neuve,
passage d'air franc de 1,5 mm de large à toutes les jonctions entre ouvrant et dormant du chassis, ce qui est beaucoup, mais possible dans le cas d'une fenêtre très ancienne

= perte de 8 dBA : commentaire inutile !

Le type d'ouverture a une influence considérable sur l'étanchéité : les ouvrants "à la française" ou oscillo-battants utilisent des joints comprimés. Les coulissants ont un système de guidage haut et bas qui ne le permet pas. Ils sont souvent moins performants, surtout les chassis en bois. Certains modèles avec des systèmes de fermeture complexes avec déplacement en appui en fin de course s'affranchissent en partie de cet inconvénient.
ventilation

Les systèmes d'aérations, comme leur nom l'indique, sont des passages d'air donc non étanches (!), indispensables pour assurer la ventilation. Se référer au données fabricant sur le R ou le Dn de la fenêtre qui en tiennent compte.
Une bouche de ventilation à installer sur une fenêtre doit pour être acceptable avoir une indication "Dnw 36 dB", valeur minimale, sur une étiquette ou gravée.
Il vaudrait mieux proscrire les aérations classiques intégrées dans la fenêtre, et les remplacer par une entrée d'air indépendante dans la façade, comportant un système de "silencieux", c'est a dire un matériau absorbant sur les surfaces intérieures d'un conduit en chicanes plus long.

chassis

Le matériau constituant le chassis a une importance moindre : les bois sont pleins et plus massiques, les PVC se comportent comme des parois multiples un peu désolidarisées, et sont à peu près équivalents, leur affaiblissement propre est assez proche de celui du vitrage. L'aluminium ne présente aucune de ces 2 caractéristiques, il est intrinsèquement légèrement moins performant, par contre, les chassis se déforment moins avec le temps.

volets

Les volets réalisent dans le principe un doublage léger de la fenêtre. Leur influence peut donc être favorable, aux conditions suivantes :

  • lame d'air importante entre fenêtre et volet : préférer en réhabilitation les volets montés en applique extérieure
  • bonne étanchéité du volet : les volets roulants sont les plus efficaces, très peu les volets anciens ajourés, moyennement les volets bois traditionnels, souvent mal ajustés sur la maçonnerie
Les coffres de volets roulants intégrés peuvent constituer des ponts phoniques, même volet levé; surtout les coffres métalliques ou PVC. Les parois de coffre doivent être épaisses, avec un absorbant interne (qui peut aussi jouer le rôle d'isolant thermique). Les passages de tringles sont souvent mal ajustés, les commandes électriques sont préférables.
Les résultats d'essais des constructeurs donnent les valeurs d'isolements DnA ou Dnw, coffre et bouche de ventilation compris : la valeur doit être au moins égale à celle de la fenêtre.
vitrages non ouvrants : chassis fixes

Une bonne manière d'éliminer le problème des joints du système de fermeture est de ne pas en avoir ... Il n'est pas inenvisageable, lorsqu'on a plusieurs fenêtres dans une pièce, d'accepter que seulement 1 ou 2 d'entre elles s'ouvrent.
Sans aller jusqu'à la solution tout non-ouvrant obligeant la climatisation et le renouvellement d'air totalement contrôlé comme dans certains bâtiments de bureaux.ou commerciaux, dans lesquels l'isolation phonique est parfois la raison principale de cette solution.
Dans une pièce en double exposition (plusieurs fenêtres donnant sur plusieurs façades) en construction neuve comme en réhabilitation on peut prévoir des chassis fixes sur la façade la plus exposée aux bruits extérieurs, et des ouvrants ailleurs. Les chassis fixes sont simples, donc économiques. Ils nécessitent peut-être du sur mesure, mais leur fabrication locale est aisée, les prix ne sont pas forcément élevés.
On peut difficilement "condamner" une fenêtre existante avec un chassis fixe, éventuellement à l'extérieur.
Reste à résoudre le problème du nettoyage des vitres .....

Le double chassis fixe est la solution ultime

C'est celle utilisée lorsqu'on veut simultanément la vision et l'isolation acoustique élevée, comme dans des studios de radio, télévision, ou d'enregistrement.

  • placer le maximum d'absorbant sous le linteau et sur les tableaux. Prévoir la possibilité de démontage pour nettoyage et /ou mettre un matériau absorbeur d'humidité.
  • pour éviter les ondes stationnaires, incliner un des 2 vitrages de manière à ce qu'ils ne soient pas parallèles.
  • les vitrages sont épais, d'épaisseur nettement différente, par exemple 8 et 12 mm, ou plus
  • lame d'air la plus large possible entre les 2, compte tenu de l'épaisseur de la paroi et du montage des chassis

voir parois doubles

changement des fenêtres

Il faut s'assurer d'abord que les fenêtres sont seules en cause ; dans une maison individuelle principalement, il peut exister d'autres éléments faibles : portes, conduits, toiture par exemple.

On a bien sûr intérêt à choisir des modèles performants ; exiger du fournisseur sur devis non pas un descriptif des vitrages ou des références d'installation, informations de peu d'intérêt, mais le seul élément technique intéressant, permettant des comparaisons sûres, délivré sous forme de résultat de mesure effectuée par un laboratoire indépendant et agréé, soit :

  • la caractéristique Rw = affaiblissement standardisé, voir tableau en haut de page, paragraphe vitrages . Le RdBA est la caractéristique ancienne, mais acceptable. Les courbes R en fonction de la fréquence sont rarement dans les catalogues de fabricants ...
  • la classe normalisée de la fenêtre : AC1 à AC4, correspondant à des affaiblissements croissants de 26 à 40 dB.

Le recouvrement de chassis bois anciens avec des éléments PVC a le mérite d'être simple et donc économique : solution acceptable si les chassis bois anciens sont dans un état correct, s'il n'y a pas de défauts de leurs jonctions avec la maçonnerie (ou si on en profite pour les éliminer), et si le montage du dormant de rénovation sur le dormant ancien est réalisé en assurant des jonctions précises, étanches, bien ajustées et jointoyées. L'apect esthétique des finitions n'est évidemment pas suffisant pour garantir la performance.
Le changement complet du chassis est une solution préférable, garantissant normalement des jonctions parfaites, mais nécessite une réfection de maçonnerie, voire des doublages d'isolation thermique.
Dans tous les cas, il ne faut surtout pas utiliser de mousse de polyuréthane expansée pour réaliser le montage et les jonctions : matériau néfaste pour l'isolation acoustique, usage totalement proscrit.

Dans les cas de nuisances extérieures très fortes, un changement de fenêtres par des ouvrants actuels performants, avec des affaiblissements même nettement supérieurs à 30 dB, peut tout à fait être considéré comme d'une efficacité décevante compte tenu de son coût, car il est possible que l'opération n'ait fait "gagner" que quelques décibels.

inscriptions des classes normalisées d'une fenêtre de rénovation en PVC     
le plus souvent sur la partie fixe du chassis en haut,     
visibles fenêtre bien ouverte     
conclusions
  • dans le principe le vitrage double est moins performant que le vitrage simple, à épaisseur de verre totale égale
  • il vaut mieux un vitrage simple épais qu'un double avec des verres minces et une lame d'air peu épaisse
  • le choix du vitrage double n'est préféré qu'à cause de ses performances thermiques
  • le vitrage double doit avoir une lame d'air d'épaisseur la plus importante possible et des épaisseurs de vitrages différentes
  • un élément fondamental de la qualité acoustique d'une fenêtre est son étanchéité
  • c'est  surtout pour cette raison qu'une fenêtre neuve (à double vitrage sans doute) est meilleure que la fenêtre ancienne qu'elle remplace
  • les fenêtres et porte-fenêtres coulissantes ont en général des affaiblissements nettement plus faibles
  • une bonne solution est le chassis fixe lorsque c'est possible
  • le double chassis fixe avec des vitrages épais et éloignés est la solution la plus performante pour les cas d'exigences d'isolation acoustique élevée
  • les volets peuvent apporter une amélioration s'ils sont pleins, éloignés des vitrages et présentent une bonne étanchéité à l'air
  • les coffres de volets roulants présentent des risques de ponts phoniques
  • les bouches de ventilation doivent être munies de chicanes et de matériau absorbant
on peut consulter la page bruits de trafic routier nuisance principale incidente sur les fenêtres

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Site réalisé par Patrick Carré, ingénieur INSA, EX prof acoustique IUT, licence Réhanilitation Bâtiments, Université Lyon 1, conseil acoustique en Rhône Alpes
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