Acoustique : lever les yeux car le plafond est la plus grande surface dégagée de l’espace
L’acoustique : le parent pauvre
L’acoustique est au moins aussi importante que la couleur et la lumière lorsqu’il s’agit de créer un climat d’intérieur agréable. Il est prouvé qu’une bonne acoustique spatiale favorise les bonnes prestations d’apprentissage, les rétablissements plus rapides, une productivité professionnelle supérieure et des clients plus satisfaits. En pratique, cependant, l’acoustique ne figure, pour des raisons budgétaires, pas encore parmi les priorités des entrepreneurs et maîtres d’ouvrage. L’impact d’une mauvaise acoustique est sous-estimé, ou l’on pense que le revêtement de sol, les rideaux, les meubles et les plantes suffisent à atteindre un résultat satisfaisant. À cet égard, la mesurabilité joue également un rôle : il est difficile d’établir un lien direct et chiffré entre l’acoustique et, par exemple, les prestations d’apprentissage ou la productivité professionnelle, car plusieurs facteurs entrent toujours en ligne de compte. Par conséquent, les problèmes relatifs à l’acoustique ne sont généralement mis au jour qu’une fois la phase de construction terminée. Et, souvent, les coûts nécessaires à la résolution de ces problèmes sont plus élevés que s’il avait été tenu compte des préférences et exigences en matière d’acoustique pendant la phase de conception.
Regarder d’abord en haut
Le confort acoustique est obtenu par le placement de matériaux à absorption, dispersion et isolation acoustiques. Aussi est-il judicieux de tout d’abord lever les yeux, car le plafond est la plus grande surface dégagée de l’espace et, par conséquent, celle qui, relativement, exerce le plus grand effet acoustique. En outre, le plafond est généralement facile d’accès et le coût des adaptations restent, de ce fait, abordables. Le marché offre une vaste gamme de solutions de plafond, ce qui permet de « régler » l’espace avec précision pour une acoustique optimale, en tenant compte de tous les souhaits et exigences fonctionnels et esthétiques imaginables.
Dans ce livre blanc, nous nous intéressons de plus près à la valeur ajoutée d’une bonne acoustique dans différents segments et découvrons le plafond en tant qu’instrument par excellence pour contribuer à la réalisation du confort acoustique. Investir dans un plafond acoustique approprié et bien pensé paie : il s’agit d’un moyen efficace, efficient et esthétique de créer des environnements sains et productifs pour l’habitation, le travail, l’enseignement et les soins.
PAS DE NORMES CONTRAIGNANTES MAIS DES DIRECTIVES SOUPLES
Dans l’actuel arrêté néerlandais relatif à la construction, les prescriptions dans le domaine acoustique se limitent à des facteurs exclusivement extérieurs à un espace. Ainsi ces règles protègent-elles les habitants et utilisateurs du bruit généré par les systèmes de ventilation et les ascenseurs, des nuisances sonores induites par la circulation et de la résonance propre aux corridors et cages d’escalier communs des immeubles d’habitation. Il n’existe cependant aucune directive légale concernant l’atténuation de la résonance à l’intérieur d’un espace de séjour. Cette lacune est pour le moins étonnante. En effet, nos habitations, écoles, bureaux, hôpitaux et restaurants sont des endroits dans lesquels nous passons une part importante de notre temps. Et l’on sait que, parallèlement à d’autres facteurs environnementaux tels que la lumière, les couleurs, la qualité de l’air et la température, l’acoustique spatiale exerce une grande influence sur la manière dont nous nous sentons et fonctionnons.
Expérience subjective
Cependant, l’absence de normes contraignantes en matière d’acoustique spatiale peut s’expliquer. En effet, l’acoustique n’est autre que la manière subjective dont nous, êtres humains, percevons le son dans un environnement clos. Ce que l’un jugera comme dérangeant (par exemple, un fond musical durant la rédaction d’un livre blanc) aura, pour l’autre, un effet stimulant. Dans le cadre de l’établissement d’un programme d’exigences, les paramètres acoustiques seront donc fortement dépendants du type d’utilisation de l’espace. Alors que la réverbération est indésirable dans un local de classe, elle est indispensable dans une salle de concert.
Plusieurs facteurs entrent en jeu
Les propriétés acoustiques d’un espace ne sont pas uniquement déterminées par sa grandeur mais par plusieurs facteurs. Un espace dont le temps de réverbération satisfait à un critère établi peut malgré tout présenter une mauvaise acoustique due, par exemple, à des réflexions gênantes ou à des échos flottants (sons que se renvoient deux parois dures parallèles ou le sol et le plafond). En outre, de nombreux autres facteurs non architectoniques exercent un impact sur l’acoustique, tels que les meubles, le revêtement de sol et le nombre de personnes présentes dans l’espace. Il est donc, à cet égard également, difficile d’établir des normes univoques. Peut-être devons-nous, dans ce contexte, comparer l’acoustique à la couleur. En effet, l’arrêté relatif à la construction ne contient pas davantage de dispositions concernant les couleurs, dont l’on sait pourtant qu’elles exercent, tout comme l’acoustique, une influence sur notre bien-être. Heureusement, un certain nombre de normes et valeurs cibles dans le domaine de l’acoustique spatiale se font néanmoins jour à partir de la science et du marché. Par ailleurs, l’institut néerlandais de normalisation, le NEN, s’attache actuellement, en collaboration avec le Rijksgebouwendienst et de nombreux bureaux d’ingénieurs, à développer des directives acoustiques. Celles-ci fournissent aux maîtres d’ouvrage, architectes, conseillers et promoteurs immobiliers les repères nécessaires pour la conception d’environnements dans lesquels une bonne acoustique joue un rôle prépondérant.
La recherche d’un équilibre
Une bonne acoustique est donc le résultat d’une complexe conjonction de facteurs. Il ne suffit pas de truffer une salle de matériaux à absorption sonore. Cette méthode a pour effet de créer des « espaces morts » dans lesquels la communication est laborieuse, indépendamment du fait que cette solution n’est pas souhaitable d’un point de vue esthétique. Tenter d’atteindre une bonne acoustique, c’est toujours rechercher un équilibre. Un équilibre qui fait encore fréquemment défaut dans l’architecture moderne, où les surfaces lisses, matériaux durs et lignes épurées sont souvent la norme. Si le résultat est admirable sur le plan esthétique, les effets en termes de résonance sont loin d’être idéaux. Il existe une autre zone de tension entre la compréhensibilité de la parole et la confidentialité des conversations. Dans un seul et même espace, il peut être souhaitable que les gens soient capables de se comprendre facilement à une faible distance et que ce ne soit justement pas le cas lorsque cette distance est légèrement plus élevée. Il est un fait qu’une bonne acoustique exerce une influence importante sur la manière dont les gens se sentent et fonctionnent. Tout comme la lumière, la couleur, la température et la qualité de l’air, elle contribue à déterminer la productivité des travailleurs, les prestations scolaires des élèves et le rétablissement des patients.
L’ACOUSTIQUE DANS LES SOINS DE SANTÉ
La recherche dans les environnements de soin a démontré qu’une bonne acoustique contribue à une tension artérielle plus faible, à un moindre besoin de médicaments contre la douleur et au bien-être des patients et occupants. Au sein des hôpitaux, l’acoustique joue un rôle prépondérant dans le processus de guérison. En effet, un sommeil nocturne de bonne qualité et ininterrompu est d’une importance cruciale pour le rétablissement des patients. Le bruit peut être un facteur considérable de trouble du sommeil. Les autres patients, le personnel soignant, tout comme les autres bruits typiques d’un hôpital, comme les sonneries de téléphone, les bips des moniteurs cardiaques et les appareils de respiration, peuvent gêner considérablement le sommeil d’un patient. Ajoutons à cela que, pour des considérations hygiéniques, les sols et murs des hôpitaux sont souvent constitués de matériaux durs et lisses, ce qui ne fait que renforcer les impulsions sonores.
Le niveau sonore a doublé
Depuis les années soixante-dix du siècle dernier, le niveau sonore a doublé dans les hôpitaux. Bien entendu, ce constat ne s’applique pas seulement aux moments où les patients dorment mais également à la journée, lorsque les visiteurs sont présents, les télévisions sont allumées, les repas sont servis, les équipes de nettoyage font leur travail et des lits sont déplacés. D’après l’Organisation mondiale de la santé (OMS), le niveau de nuisances sonores ne peut, pour un rétablissement optimal, dépasser 35 décibels dans la chambre des patients. Or, cette norme n’est respectée que dans peu d’hôpitaux.
Plafond acoustique
Il ressort d’une étude suédoise que l’aménagement d’un plafond à absorption acoustique permet de réaliser une réduction substantielle du nombre de perturbations du sommeil. L’installation de tels matériaux dans les couloirs contribue également à cette réduction. Par ailleurs, il s’avère que l’émergence des chambres individuelles – qui a pour objectif principal de protéger les patients contre les infections résistant aux antibiotiques – favorise également la création d’un environnement de guérison plus calme et de meilleure qualité. Le revers de la médaille est, cependant, que le patient aura moins de contacts sociaux, ce qui exerce aussi un impact en termes de rétablissement.
Vie privée
Un autre aspect de l’acoustique dans les soins de santé est celui de la vie privée. Une mauvaise confidentialité acoustique fait en sorte d’inhiber les patients lorsqu’ils expriment ce qu’ils ressentent, ce qui entrave l’établissement d’un bon diagnostic par les médecins. Outre les cabinets de consultation et les salles de soins, les guichets, espaces d’attente et lieux similaires peuvent également poser des problèmes en termes de confidentialité. Lors de la détermination des conditions accessoires en matière d’acoustique dans les soins de santé, il convient d’examiner les aspects suivants : quelle sera la destination de l’espace, combien de personnes vont utiliser l’espace, quelles sont les dimensions et la forme de l’espace ? Qui plus est, une délimitation réfléchie de zones réparties entre activités bruyantes et plus calmes peut s’avérer particulièrement judicieuse. Séparer ces activités par la distance adéquate et d’une manière appropriée sur le plan logistique peut permettre de donner aux patients le repos dont ils ont besoin.
Cas : Étude de différents plafonds en présence de patients cardiaques Une étude de l’influence de l’acoustique spatiale sur le rétablissement des patients cardiaques a été réalisée à l’hôpital universitaire d’Huddinge, en Suède. Au total, 94 patients ont participé à l’étude, au cours de laquelle les panneaux de plafond ont été changés au sein du département, passant de variantes à réflexion sonore (mauvaise acoustique) à des variantes à absorption sonore (bonne acoustique). Les effets de ces acoustiques sur la tension artérielle, l’amplitude des pulsations, le pouls et la régularité du pouls ont été observés. Il a, en outre, été demandé aux patients de remplir un questionnaire sur la qualité des soins. Après un et trois mois, le nombre de patients à nouveau admis ou décédés a été compté. L’enquête met au jour des différences significatives entre les bonne et mauvaise acoustiques en ce qui concerne l’amplitude du pouls chez les patients admis pour un infarctus du myocarde ou une angine de poitrine. C’est dans le groupe exposé à la mauvaise acoustique que les réadmissions ont été les plus nombreuses. En outre, les patients qui ont été traités dans un environnement acoustique favorable se montraient plus positifs quant aux soins et à l’attitude du personnel.
Stress au travail
Enfin, un hôpital ou autre établissement médical n’est pas qu’un environnement de soin, mais aussi un lieu de travail où tant les médecins que le personnel infirmier doivent, jour et nuit, fournir des prestations de la meilleure qualité. La combinaison entre une mauvaise acoustique et le brouhaha des bruits d’hôpital exerce une grande influence sur le pouvoir de concentration, renforce le niveau de stress et augmente le risque d’erreur.
Bref : les raisons pour que les concepteurs de projet dans le secteur des soins de santé prennent l’aspect de l’acoustique au sérieux et en tiennent compte au cours du processus de construction sont suffisamment nombreuses.
L’ACOUSTIQUE DANS L’ENSEIGNEMENT
Dans une école sur cinq, l’acoustique est si mauvaise qu’une grande partie des propos de l’enseignant échappe aux élèves. En outre, ceux-ci doivent faire beaucoup d’efforts pour suivre le cours, ce qui se traduit par une concentration défaillante et de la fatigue. Ceci a d’importants effets négatifs sur les performances d’apprentissage. La mauvaise acoustique est souvent causée par une réverbération excessive. Alors que le temps de réverbération recommandé est de 0,8 seconde, des temps de réverbération de plus de 1,2 seconde sont fréquents. Dans son TED Talk de 2012, l’expert du son Julian Treasure, fondateur de The Sound Agency et auteur du livre « Sound Business », prône pour sa part un temps de réverbération de 0,4 seconde pour la création d’un environnement d’apprentissage idéal.
Risques sanitaires pour les enseignants
Une bonne acoustique n’est pas seulement avantageuse pour les élèves. Pour une bonne compréhensibilité, le volume de parole de l’enseignant doit être d’environ 9 dB plus fort que le bruit de fond. Étant donné que le volume de parole normal d’un adulte se situe entre 50 et 55 dB, le niveau de bruit doit être inférieur à 40 dB. Or, le niveau de bruit moyen dans un local de classe varie autour de 65 dB. Même en cas de travail silencieux, il se situe rarement sous les 50 dB. Cela signifie qu’un enseignant doit élever suffisamment sa voix pour qu’elle soit supérieure à ce niveau de bruit, avec tous les risques que cela suppose pour la santé. Une étude de l’université de Brême a démontré que le rythme cardiaque de l’enseignant augmente avec le niveau de bruit de la classe – un signal clair qu’une mauvaise acoustique peut entraîner de sérieux risques pour la santé. Il est même prouvé qu’une exposition quotidienne à un niveau de bruit de 65 dB ou plus constitue la limite au-delà de laquelle le risque d’infarctus du myocarde augmente considérablement.
L’effet Lombard
Une difficulté supplémentaire est que les bruits perturbateurs se répartissent généralement de manière égale à travers le local de classe, tandis que la voix de l’enseignant provient d’une direction et doit parfois parcourir six mètres pour atteindre les élèves de la dernière rangée. Ceci implique une effort vocal supplémentaire pour l’enseignant ainsi qu’un facteur perturbateur dans le flux d’information envoyé aux élèves assis à l’arrière. Dans les formes d’enseignement modernes et différenciées, un autre aspect entre en ligne de compte : lorsque les membres de plusieurs groupes de travail parlent en même temps dans l’espace, ces groupes se perturbent l’un l’autre. Ceci entraîne une réaction en chaîne négative dans laquelle les groupes tentent de compenser la mauvaise compréhensibilité en élevant la voix, ce qui accentue encore le niveau de bruit, et ainsi de suite. Par conséquent, le niveau sonore du local de classe augmentera progressivement, tandis que le nombre de personnes reste le même. Dans le monde de l’acoustique, ce phénomène est connu sous le nom de l’effet Lombard. Il peut être atténué par la prise de mesures d’absorption sonore.
Méthodes d’enseignement modernes
Lors de la résolution des problèmes acoustiques en milieu scolaire, il convient donc de prendre en compte le type d’enseignement et le processus de communication. Alors que, jadis, l’enseignant maintenait l’ordre et avait le plus souvent la parole, les méthodes d’enseignement actuelles reposent sur une plus grande interaction entre les élèves et le professeur et entre les élèves (travail par projet). Cette évolution exerce naturellement un effet sur le niveau sonore. Par ailleurs, il est important de ne pas se focaliser sur les valeurs réelles et d’également prendre en considération le contexte. Ainsi un niveau sonore de 65 dB est normal lorsqu’un texte impliquant un niveau de voix plus élevé est présenté. Cependant, un vacarme de 55 dB est perçu comme dérangeant par les élèves lorsqu’ils doivent exécuter un travail silencieux. Quoi qu’il en soit, des temps de réverbération courts favorisent une bonne compréhensibilité. L’étude « Akoestische Ergonomie in Scholen » (L’ergonomie acoustique dans les écoles) indique que l’élévation du son (effet Lombard) est considérablement inférieur, voire inexistant, dans les locaux de classe dotés d’une bonne acoustique. En effet, en conditions optimales, le niveau sonore mesuré au cours de travaux individuels des élèves se situait même en-deçà du niveau d’une leçon classique. Dans l’ensemble, le niveau sonore de base dans les locaux de classe présentant un temps de réverbération de moins de 0,5 seconde était de 8 dB inférieur à celui de locaux de classe dotés d’un temps de réverbération compris entre 0,6 et 0,8 seconde.
La réverbération
La réverbération est le son réfléchi entendu après que la source de ce son a cessé de l’émettre. Le temps de réverbération est le temps qui s’écoule jusqu’au moment où le son a diminué de 60 dB. Dans la pratique, la réverbération n’est, à ce stade, plus entendue. Dans des conditions comparables d’autre part, le temps de réverbération sera plus long dans une grande salle que dans un petit local. La réverbération exerce une grande influence sur la compréhensibilité de la parole. Il est important, dans les locaux de classe, de disposer d’un court temps de réverbération. Dans une église, ce temps de réverbération est généralement long, ce qui nuit à la compréhensibilité mais convient particulièrement bien au son de l’orgue. Le temps de réverbération peut être raccourci par la prise de mesures d’absorption sonore.
L’ACOUSTIQUE DANS LES ESPACES DE BUREAUX OUVERTS
Selon FFM, la revue professionnelle des administrateurs d’installations, plus de la moitié des entreprises néerlandaises sont en train de mettre en œuvre « Le nouveau monde du travail ». Cela signifie : de nouvelles formes de travail, des lieux de travail plus flexibles et des espaces de bureaux ouverts où les travailleurs se côtoient en grands nombres. Dans la pratique, l’espace et les coûts d’hébergement ainsi économisés par les employeurs sont néanmoins souvent annulés par une productivité moindre et un absentéisme plus élevé au sein de leurs travailleurs.
Le bruit en tant que facteur dérangeant
Pas moins de 60 pour cent des personnes qui travaillent dans un bureau paysager identifient le bruit comme le facteur le plus perturbateur. On affirme souvent que les espaces de bureaux ouverts favorisent une meilleure communication et un meilleur transfert de connaissance. Néanmoins, les études scientifiques menées dans les bâtiments n’ont pas permis de le démontrer. Et même si cet avantage existait bel et bien, il ne contrebalance pas l’effet dérangeant généré par des travailleurs en train de se concerter sur les collègues qui, dans le même espace, souhaitent travailler dans le calme et avec concentration. Les sonneries de téléphone, les collègues en conversation et le bruit des imprimantes n’arrangent rien. Une acoustique spatiale bien réfléchie peut toutefois accomplir des miracles.
L’importance de l’acoustique souvent découverte trop tard
Dans le cadre des activités de conception, les conseillers acoustiques constatent souvent que la qualité acoustique des espaces de bureaux ne fait pas l’objet d’une attention suffisante. Les maîtres d’ouvrage et entrepreneurs économisent le plus possible sur les équipements acoustiques, dans l’idée que les meubles, le revêtement de sol, les rideaux et les plantes suffiront. S’il est vrai que ces surfaces douces absorbent les sons aigus, il est néanmoins indispensable d’installer des faux plafonds pour l’absorption des sons moyens et graves. Le problème est que cette nécessité est généralement reconnue trop tard, à savoir lorsque le bâtiment est déjà en service et que les premières doléances sont formulées. Il est alors difficile d’installer des plafonds à absorption sonore, ne serait-ce que parce que la hauteur des étages ne le permet pas.
Compréhensibilité de la parole contre confidentialité des entretiens
Le concept de bureaux ouverts étant encore relativement nouveau, de bonnes directives (acoustiques) n’ont pas encore été développées. Celles qui existent ont été établies par le Rijksgebouwendienst il y a plusieurs dizaines d’années et sont principalement destinées aux espaces de bureau fermés. Il n’est dès lors question que des temps de réverbération et du niveau de bruit de fond des installations et de l’environnement. La situation acoustique dans les espaces de travail ouverts est toutefois nettement plus compliquée que celle des bureaux clos. Une bonne compréhensibilité de la parole à courte distance y est indispensable, tandis que la propagation du son à plus grande distance doit être atténuée, et ce dans l’intérêt de la confidentialité des conversations et de la tranquillité des collègues. À cette fin, les temps de réverbération à viser doivent être inférieurs à 0,5 seconde. Les plafonds acoustiques pourvus d’une classe d’absorption élevée peuvent, à cet égard, apporter une importante contribution, de même que des cloisonnettes et des armoires mi-hautes entre les postes de travail. Par ailleurs, il s’avère que, dans les espaces ouverts de bureaux, le son est souvent transporté d’un groupe de travail à l’autre par le biais des surfaces dures. C’est pourquoi il convient, dans la mesure du possible, d’éviter les surfaces dures et de se montrer attentif à la répartition de l’espace. De bons résultats peuvent également être atteints en créant des zones de travail séparées, d’une part, pour les activités bruyantes et, d’autre part, pour les activités nécessitant le calme.
Compréhensibilité de la parole
Jusqu’il y a cinq ans, l’on ne s’intéressait, en matière d’acoustique, qu’aux temps de réverbération. Aujourd’hui, l’aspect de la compréhensibilité de la parole fait l’objet d’une attention croissante. La compréhensibilité de la parole est la mesure dans laquelle la parole peut être ou non facilement comprise. Un moyen de mesurer cette compréhensibilité de la parole est ce qu’on appelle l’ITP (indice de transmission de parole). Il s’agit d’une cote située entre 0 et 1, 0 correspondant à une très mauvaise et 1 à une excellente compréhensibilité. Les mesures sont effectuées à différentes fréquences, un haut-parleur étant placé à l’endroit où se trouve normalement l’orateur, tandis qu’un microphone est disposé à la place des auditeurs. Le calcul de l’ITP tient compte aussi bien de l’influence de la résonance que des éventuels bruits de fond présents dans l’espace. Une mauvaise compréhensibilité de la parole peut être désirable dans des situations où l’on souhaite ne pas être dérangé par les conversations des autres ou lorsque les entretiens sont confidentiels. C’est ce que l’on appelle la confidentialité des conversations.
L’ACOUSTIQUE DANS LES ESPACES PUBLICS
Une bonne acoustique n’est pas seulement nécessaire dans les lieux où l’on travaille, soigne ou enseigne. Le confort acoustique joue un rôle dans la création d’un climat intérieur agréable dans tous les endroits (très) fréquentés. Les cas de certains de ces lieux sont abordés ci-après.
L’horeca
Dans un restaurant, une mauvaise compréhensibilité de la parole ou confidentialité des conversations fera en sorte que les clients ne reviendront plus, quelle que soit la qualité de la carte. Et, malheureusement, c’est trop souvent le cas des établissements modernes et branchés, aux lignes épurées et aux plafonds et murs aux finitions dures. La combinaison des mouvements de chaise, des bruits d’assiette et d’une musique d’ambiance peut devenir une véritable cacophonie de sons qui incommodera aussi bien le personnel que les clients. La TU Delft note en outre un phénomène frappant : du fait que la conversation entre quatre personnes est difficile dans un restaurant en proie à une résonance importante, seuls des entretiens bilatéraux ont lieu. Le volume sonore s’en trouve encore renforcé, car deux conversations entre deux personnes remplacent une seule conversation entre quatre personnes. Dans un restaurant de 20 tables qui affiche complet, cette situation se traduit rapidement par un cauchemar acoustique. Dans ce type de cas de figure, l’absorption sonore par le plafond accomplit des merveilles.
Les installations sportives
L’acoustique dans les gymnases, halls des sports et piscines est d’emblée problématique en raison de la forme et du volume de ces espaces. Le volume sonore élevé des activités qui y sont menées ne fait qu’accentuer le problème. Couinements de chaussure, rebonds de ballon, chahut du public et cris des sportifs : tous ces sons créent une ambiance désagréable, voire des situations à risque, compte tenu du fait que les instructions ou avertissements sont difficilement compréhensibles. L’enseignant, l’instructeur sportif ou le maître-nageur qui doit fonctionner quotidiennement dans de telles conditions est exposé à des problèmes de voix et de concentration, ainsi qu’à un risque d’épuisement chronique et de sérieux problèmes auditifs. Dans ce type d’espace, les matériaux à absorption sonore sont une nécessité absolue en vue de réduire les temps de réverbération et d’atténuer les échos flottants. Selon la TU Delft, le total des surfaces absorbantes doit correspondre à au moins 25 % de la surface géométrique totale. En effet, l’absorption par le plafond uniquement ne suffit pas, car la résonance est également générée par les murs et en particulier par les surfaces transversales. Cet effet peut être restreint en équipant au moins une surface transversale de matériau absorbant.
Les atriums
Les atriums des centres commerciaux et bâtiments publics modernes sont parfois appelés les cathédrales de l’époque actuelle. Ce parallèle ne trouve pas seulement son origine dans l’important volume et le statut architectonique de ces espaces mais également dans leur caractère acoustique. Les hauts plafonds qui les caractérisent génèrent de longs temps de réverbération ainsi qu’une accentuation du son des personnes qui se rencontrent, du roulement des valises, de la musique des magasins et des installations de climatisation. Qui plus est, le défi acoustique ne réside pas seulement dans le hall central mais également au niveau des sols d’étage attenants. En effet, ceux-ci sont également influencés par le niveau sonore de l’atrium, qui agit comme une caisse de résonance. Pour ne rien arranger, les atriums comportent généralement des finitions avec beaucoup de pierre naturelle et des plafonds en verre – c’est-à-dire des matériaux très réfléchissants, auxquels il n’est pas possible d’ajouter de solution d’absorption sonore. Il faut donc procéder à ces ajustements là où cela est possible, c’est-à-dire, par exemple, sur les plafonds de galerie des différents étages, sur les grands murs et aux balustrades sous les châssis de fenêtre. En outre, le plafond en verre, qui a été conçu pour l’apport de lumière naturelle, peut être partiellement recouvert d’îlots acoustiques pour plafond ou de baffles.
Les églises
À mesure que les églises se dépeuplent, le confort acoustique de ces bâtiments diminue. Une place inoccupée absorbe moins bien le son qu’un visiteur. Des temps de réverbération de plus de cinq secondes n’ont dès lors rien d’exceptionnel. Lors de la prise de mesures d’absorption sonore visant à améliorer la compréhensibilité de la parole, il convient de ne pas perdre de vue la résonance naturelle d’une église, sous peine de nuire à la musique d’orgue et aux chants. Par ailleurs, certains de ces bâtiments sont, depuis quelques années, rendus de plus en plus multifonctionnels, voire reconvertis en lieux de sortie, espaces de bureaux ou halls d’exposition. Ces nouvelles applications requièrent des solutions acoustiques sur mesure.
LA SOLUTION RÉSIDE DANS LE PLAFOND
Nous avons vu l’importance d’une bonne acoustique dans les différents secteurs, ainsi que les divers problèmes susceptibles de se poser. À cet égard, chaque type d’espace connaît ses propres défis, qui dépendent de la fonction, du volume, de l’aménagement, du niveau de bruit de fond et du nombre de personnes qui en font usage. La réalisation d’un projet acoustique relève donc d’un processus dynamique dans le cadre duquel, lorsque la question de l’acoustique se pose, une concertation continue doit s’installer entre le maître d’ouvrage, l’architecte et le conseiller acoustique. C’est que la forme exerce une influence sur l’acoustique et, donc, également sur le matériau à utiliser pour répondre aux exigences acoustiques et esthétiques.
Exigences fonctionnelles et esthétiques, tout en un
Le marché offre une large gamme de solutions de plafond qui prennent en compte toutes les exigences et préférences fonctionnelles et esthétiques imaginables. Des aspects tels que l’accessibilité du plénum (l’espace séparant le plafond du faux plafond), la réflexion lumineuse et la régulation de la température jouent également un rôle. Lorsque ces solutions sont développées dès la phase de conception, les installations de climatisation, l’éclairage et des extincteurs automatiques peuvent être directement intégrés. Mais même pour les bâtiments qui sont déjà en service, des systèmes de plafond performants et esthétiques en mesure de résoudre les problèmes acoustiques sont également disponibles. Y compris dans les situations où il est question d’activation du noyau de béton.
Les choix lors de la conception du bâtiment font la différence
En ce qui concerne les projets de nouvelle construction, un confort acoustique satisfaisant peut déjà être obtenu en opérant des choix logiques lors de la conception du bâtiment. Citons, notamment, la disposition, côte à côte, d’espaces présentant un niveau sonore comparable (délimitation de zones acoustiques) et l’utilisation de matériaux de construction à isolation acoustique en vue de repousser les sons extérieurs et entre les différents espaces. Mais la forme exerce, elle aussi, une grande influence en termes d’acoustique. Un plafond oblique surplombant une scène fera, par exemple, en sorte que les premiers rangs de la salle ne seront pas incommodés par les échos, tout en renforçant le son pour les spectateurs du fond. D’un point de vue pratique, il s’avère que, lorsque la conception acoustique est prise en compte dès le début du processus de construction, son coût n’excède pas un demi-pour cent du coût total de la construction. Cet investissement sera largement compensé durant la phase d’exploitation, grâce, par exemple, à une productivité professionnelle plus élevée, à moins d’absentéisme et à des clients plus satisfaits.
Plafond : la plus grande surface disponible possible pour le confort acoustique
Lorsque de telles mesures architectoniques ne sont plus possibles (parce que le bâtiment est déjà en service) ou que leurs effets sont insuffisants, le plafond est la composante de l’espace qui présente la marge de manœuvre la plus importante pour augmenter le confort acoustique. Le plafond est relativement bon marché à adapter ou à remplacer et constitue la surface ininterrompue la plus grande et la plus facilement accessible d’un espace. Il est ainsi possible d’atteindre des résultats satisfaisants à partir d’une valeur d’absorption relativement faible. Un (revêtement de) sol présente l’inconvénient d’être parsemé d’objets réfléchissant le son, tels que des tables ou armoires. Les murs également (avec ou sans fenêtres en verre) n’offrent aucune absorption sonore car ils présentent généralement une finition en matériaux durs.
Plafonds fermés et plats
Lorsqu’un plafond d’apparence discrète et rigide, courant de mur à mur, est souhaité, il est souvent fait appel à des systèmes de plafond pourvus de petits trous (une autre manière d’obtenir une absorption sonore). De nombreux architectes voient néanmoins ces trous comme une aberration. Aussi les fabricants ont-ils imaginé une parade à ce problème en développant des plaques de plafond planes et dotées d’une structure unie, mais disposant néanmoins des propriétés acoustiques souhaitées. Un bon exemple de cette solution est le panneau de plafond Techstyle de Hunter Douglas. Ce panneau possède le rayonnement sobre de la plaque de plâtre, tout en présentant, grâce à sa structure cellulaire et à son matériau non tissé, une absorption sonore élevée, tant pour les hautes que pour les basses fréquences.
Îlots de plafond et baffles
Parmi les autres approches esthétiques figure le look industriel, selon lequel toutes les installations, conduites et gaines de câblage restent visibles sous le plafond. Pour, dans ce cadre, ajuster le confort acoustique, les îlots de plafond et les baffles sont des solutions fréquemment utilisées qui, en outre, présentent une valeur ajoutée sur le plan esthétique. Les îlots de plafond sont des éléments de plafond en suspension libre dotés d’une grande capacité d’absorption sonore. Les baffles sont de petites plaques, souvent rectangulaires, suspendues verticalement au plafond et servant à absorber le son et à atténuer la résonance. Ils sont fréquemment utilisés dans les environnements vastes et bruyants, tels que les centres commerciaux ou les restaurants, mais rendent aussi de grands services dans les espaces de bureaux et hôpitaux. L’avantage des îlots de plafond et des baffles est qu’ils peuvent être employés de manière très ciblée, dans les lieux où les conditions doivent être propices à la communication et à la concentration. C’est le cas, par exemple, d’une réception d’hôtel, d’un guichet attenant à un espace d’attente ou des postes de travail d’un bureau paysager.
Activation du noyau de béton
Les îlots de plafond et baffles sont également souvent appliqués dans les espaces où la température est régulée à l’aide de l’activation du noyau de béton. L’activation du noyau de béton est le chauffage ou la réfrigération d’un espace au moyen du pompage d’eau (ou d’un autre liquide) à travers les conduites situées dans le noyau du plafond en béton (qui, en général, est également le sol de l’étage supérieur). Cette technique fait usage de la capacité d’accumulation de chaleur et de la grande surface de la masse de la construction en béton. Il est ainsi possible, avec un écart de température relativement restreint entre l’eau pompée et l’air de l’espace, de répondre dans une mesure suffisante au besoin de chauffage ou de réfrigération. Cet effet économique en énergie est toutefois annulé lorsque le plafond est entièrement recouvert par un système de plafond dense. Les îlots de plafond et les baffles offrent dès lors une solution, car ils comportent suffisamment d’ouvertures pour laisser passer le chaud et le froid, tout en absorbant le son aux bons endroits en vue d’une acoustique optimale.
« Peaufiner » l’espace
L’obtention de l’acoustique idéale est toujours une quête du bon équilibre entre absorption et réflexion acoustiques. Une absorption excessive tue l’espace. Un restaurant nécessitera seulement une faible rumeur afin d’obtenir une ambiance animée, tout en veillant à éviter que l’on ne puisse entendre les conversations deux tables plus loin. En plus de l’absorption sonore visant à réduire le temps de réverbération, des salles telles qu’un amphithéâtre ou un espace de réunion nécessiteront également une réflexion acoustique en vue de propager le son, de sorte que les auditeurs assis à une plus grande distance de l’orateur puissent bien entendre celui- ci. Dans ces cas, des îlots de plafond sans effet absorbant peuvent être placés au milieu de l’espace pour agir en tant que surfaces réfléchissantes, tandis que les îlots et/ou baffles situés sur les bords et à l’extrémité de l’espace serviront à stopper la réverbération. Vous pouvez ainsi « peaufiner » l’espace pour atteindre une acoustique optimale.
Panneaux BXD : solution en cas d’activation du noyau en béton
Si, en présence d’une activation du noyau en béton, il est, pour des considérations esthétiques, souhaitable que toute la surface soit close et plane, il existe aujourd’hui une solution pour atteindre ce résultat. Les panneaux BXD de Hunter Douglas sont des panneaux de plafond en aluminium avec une large ouverture intermédiaire (30 mm). La perte de réduction sonore induite par ces larges jointures est compensée par l’épaisseur/hauteur plus importante des panneaux (6 cm). Il est ainsi possible d’atteindre des valeurs d’absorption d’un αw compris entre 0,5 et 0,85, tandis qu’il reste suffisamment d’espace pour l’échange d’air chaud et froid entre le noyau en béton et l’espace du bâtiment. Sur le plan visuel, le plafond a toutefois l’air bien clos. L’avantage de ce système par rapport aux baffles réside dans le fait que les panneaux ne descendent pas aussi bas et gênent donc moins la vue. De plus, avec des baffles, le plafond en béton est toujours visible car l’espace intermédiaire qui les séparent est plus important.
Une bonne acoustique est toujours le résultat d’un travail sur mesure. Précisément parce que l’acoustique est tributaire de tant de facteurs différents, il est important de faire appel à un conseiller spécialisé. Il pourra exécuter les calculs, procéder aux mesures et élaborer des solutions correspondant exactement à l’affectation de l’espace. Le plafond est la composante la plus déterminante, la plus facile à modifier et, relativement, la meilleur marché de l’espace pour ce qui est de contribuer à l’amélioration de l’acoustique. Bien entendu, le plafond n’est pas le seul instrument disponible. Dans les situations plus difficiles ou complexes, des cloisons de séparation, des panneaux acoustiques, des écrans acoustiques et/ou d’autres éléments acoustiques peuvent être ajoutés.
Pensez à inviter, à l’occasion, des fabricants de solutions de construction acoustique à la table de conception. Ils sont les mieux placés pour connaître les nouveautés et avantages de leurs produits. En outre, ils disposent d’une grande connaissance, car ils mènent des recherches constantes et travaillent aux innovations dans le domaine de l’acoustique.
À propos de l’auteur
Richard de Boer est concepteur et rédacteur chez Admix, un bureau rotterdamois spécialisé dans la communication pour les marchés professionnels. Il rédige, depuis plus de dix ans déjà, des textes commerciaux et journalistiques pour différents clients, notamment dans les secteurs de la construction, de l’immobilier et des services (financiers).
Puissance sonore
La puissance sonore est exprimée en décibels. Pour référence :
- 0 dB est le seuil auditif : le niveau auditif le plus faible que l’oreille humaine puisse entendre.
- 30 dB est le niveau sonore des espaces calmes non peuplés.
- en cas de travail calme dans des bureaux ou locaux de classe, le niveau sonore est d’environ 40 dB, à condition qu’aucun bruit provenant de l’extérieur ne pénètre.
- la parole, d’un niveau de conversation, commence à environ 55 dB, lorsqu’elle est mesurée à 1 mètre de l’orateur.
- 80 dB est le niveau sonore d’un restaurant très bruyant sans musique, dans lequel les clients devront parler très fort pour se comprendre.
- lorsqu’une personne est exposée de manière prolongée à des niveaux sonores supérieurs à 80 dB, elle subit des dommages auditifs.
- dans une discothèque, la parole n’est compréhensible qu’en criant à 10 centimètres de l’oreille de l’interlocuteur, car le niveau sonore dépasse allègrement les 100 dB ; un tel environnement peut entraîner des dommages auditifs aigus.
- 120 dB dB est le plus haut niveau sonore que l’oreille humaine peut supporter ; on l’appelle également le seuil de la douleur.
