Reformulation de la composition de béton léger de pouzzolanes naturelles

Reformulation de la composition de béton léger de pouzzolanes naturelles

Quelques termes d’acoustique

Ce paragraphe a pour but de définir ces principales propriétés des matériaux d’isolation.  Critère NC (Noise Criterion) Indice, en décibel, du bruit émis par les systèmes de ventilation.  Niveau acoustique pondéré A Mesure simple permettant d’évaluer la force sonore en unité dBA; sa valeur est plus élevée que celle de l’indice NC d’environ 7.  Coefficient d’absorption acoustique Valeur entre 0 et 1 désignant la proportion du son incident absorbée par un matériau.  Absorption acoustique moyenne (SAA : Sound absorption average) Coefficient d’absorption moyen dans les fréquences utilisées par la parole (il a supplanté le coefficient NRC).  Absorption acoustique équivalente Produit du coefficient d’absorption et de l’aire (en m2) du matériau absorbant.  Temps de réverbération (TR) Temps requis pour que le son devienne inaudible après que la source se soit tue. On l’évalue en mesurant la pente d’extinction du son et en l’extrapolant pour atteindre une atténuation de 60 dB. Plus une salle est vaste, plus le TR sera long. On peut le réduire en installant des matériaux absorbants.  Indice de transmission de la parole (STI : Speech transmission index) Mesure de l’effet combiné du bruit de fond et de l’acoustique d’une salle sur l’intelligibilité des paroles. Il mesure comment le bruit de fond et l’acoustique d’une salle réduisent les fluctuations naturelles d’amplitude des sons de la voix.  Indice rapide de transmission de la parole (RASTI : Rapid Speech transmission index) Version réduite de l’indice STI.  Calcul du temps de réverbération Le temps de réverbération (TR) varie en fonction de l’aire équivalente à l’absorption totale et du volume de la salle. On peut utiliser l’équation du temps de réverbération de Sabine pour estimer rapidement l’absorption acoustique requise pour obtenir un temps de réverbération donné. A = 0,161 x volume/TR, où le volume est en m3. Par exemple, pour obtenir un temps de réverbération de 0,5 s, dans une pièce de 312 m3, on devra installer 100 m2 d’absorbant acoustique. Si l’absorption de chaque personne équivaut à 0,75 m2, 25 personnes contribueront à 19 m2 d’absorption. Donc 81 m2 supplémentaires seront nécessaires pour atteindre l’objectif de TR = 0,5 s. Pour atteindre l’objectif de TR = 0,7 s, seulement 72 m2 de matériaux absorbants seront nécessaires ou, si 25 personnes sont dans la salle, seulement 53 m2.

Évaluer le besoin total d’absorption sonore et la quantité de matériaux à installer

La connaissance de l’absorption sonore des différents produits et une estimation de l’absorption par le nombre prévu d’occupants sont nécessaires pour calculer la quantité de matériaux absorbants supplémentaires requis. Dans les petites salles, on devrait installer le matériau absorbant uniformément sur les surfaces, mais éviter la portion centrale du plafond et les surfaces à proximité de la position du locuteur, comme les tribunes ou lutrins fixes. Dans les grandes salles, on devra tenir compte également de la géométrie et de la disposition des surfaces absorbantes. Il est souhaitable que les temps de réverbération aux fréquences basses ne soient pas plus longs, mais ils affectent moins l’intelligibilité des paroles, puisque la voix ne contient que peu d’énergie sonore aux basses fréquences. Les temps de réverbération aux fréquences hautes sont généralement plus courts qu’aux fréquences moyennes. À ces fréquences, l’absorption par l’air est plus grande et l’absorption par les matériaux poreux plus efficace.  Autre expression du temps de réverbération Si la salle a un coefficient d’absorption important, la formule de sabine donne de mauvais résultats et il est préférable d’employer la relation empirique d’Eyring pour calculer le temps de réverbération. Tr = S ln(1- ) V 16,0 α −  Pour α→0, on a : ln(1-α) →0 et on a un temps de réverbération qui tend vers l’infini, ce qui est cohérent.  Pour α→ε (valeur faible), on a : ln(1- ε) ≡ – ε et on retrouve la formule de Sabine : Tr = 0,16 Sα V  Pour α→1, on a ln(1-α) →0 et le temps de réverbération tend vers zéro ce qui est cohérent, également  Étapes du travail de l’acousticien Lorsqu’il conçoit une salle destinée à la communication orale, un bon acousticien suivra les étapes suivantes : 1. Déterminer les exigences acoustiques Aménagera-t-on la salle destinée à des conférences, avec un locuteur stationnaire? Ou bien pour une communication interactive comme dans certaines salles de cours ou de réunion? La salle accueillera-t-elle souvent des gens ayant des besoins acoustiques particuliers – personnes très jeunes ou très âgées ou encore malentendantes – qui demandent des conditions d’audition supérieures? (On devra installer pour les auditeurs affectés d’une déficience auditive grave, un système de transmission directe de la voix à leur dispositif d’écoute personnel.) 2. Définir le niveau maximal du bruit On doit déterminer, à partir de la figure 2, le critère du niveau maximum du bruit de fond et le modifier pour répondre aux besoins des utilisateurs particuliers. 3. Concevoir la salle pour satisfaire le critère du bruit de fond maximal On doit déterminer le critère du niveau du bruit de fond des systèmes mécaniques. Les cloisons de la salle doivent bloquer adéquatement les bruits perturbateurs de l’extérieur et des espaces adjacents. 4. Choisir le critère du temps de réverbér.

Isolation thermique

L’isolation joue un rôle fondamental pour la réduction des consommations énergétiques et également pour créer un espace de vie sain et plus confortable. En hiver, l’isolation permet de garder la chaleur à l’intérieur et donc de limiter les déperditions thermiques du bâtiment. En été, elle permet également de limiter le flux de chaleur entre l’extérieur et l’intérieur du bâtiment. Aujourd’hui, il existe dans le commerce un grand nombre d’isolants et bien souvent, le choix n’est pas toujours évident. Pourtant chaque isolant est caractérisé par un ensemble de propriétés physiques bien précises qui permettent à la fois de les comparer entre eux et de définir leur application la plus appropriée. Nous pouvons dissocier deux types de propriétés :  Les caractéristiques statiques comme la conductivité thermique (λ), la résistance thermique (R), le coefficient de transmission surfacique (U), la capacité thermique (ρC), et la perméabilité à la vapeur d’eau (µ).  Les caractéristiques dynamiques comme la diffusivité thermique (a) et l’effusivité thermique (E) qui caractérisent le comportement d’un matériau en fonction de son temps de réaction. II.1. La conductivité thermique (λ) La conductivité thermique est le flux de chaleur, traversant un matériau d’un mètre d’épaisseur pour une différence de température de 1 degré entre les deux faces. Elle s’exprime en W/m.K. Cette valeur permet de quantifier le pouvoir isolant de chaque matériau. Plus elle est faible, plus le matériau sera isolant. II.2. La résistance thermique (R) La résistance thermique est utilisée pour quantifier le pouvoir isolant des matériaux pour une épaisseur donnée. Elle s’exprime en m².K/W. Une paroi est d’autant plus isolante que sa résistance thermique est élevée. R = λ e R = résistance thermique (m².K /W) e = épaisseur de l’isolant (m) λ = conductivité thermique (W/m.K) II.3. Le coefficient de transmission surfacique (U) Pour caractériser une paroi, on utilise souvent le coefficient de transmission surfacique (U). Ce coefficient correspond à l’inverse de la résistance thermique R. Il s’exprime en W/m².K. Il représente le flux de chaleur à travers 1m² de paroi pour une différence de température de 1°C entre les deux environnements séparés par la paroi. Plus U est faible, plus la paroi est isolante.

La capacité thermique (ρC)

La capacité thermique d’un matériau représente sa capacité à stocker de la chaleur. Elle s’exprime en Wh/m³.K. Plus la capacité thermique est élevée, plus le matériau pourra stocker une quantité de chaleur importante. Un phénomène physique peut facilement montrer ce qu’est l’inertie thermique. Il s’agit des pierres exposées en plein soleil lors d’une belle journée d’été. Lorsque le soleil n’illumine plus la pierre, on constate qu’elle reste chaude.