Bruit de pluie : le CSTB se mouille ?

Contact

La notion de confort acoustique se développant, il s'agit de caractériser de plus en plus finement le bruit que fait la pluie sur certains éléments du bâtiment. Le CSTB vient de participer activement à l'élaboration d'une norme et a mis au point un outil pour aider les industriels.

Tôles ondulées, panneaux de vérandas, fenêtre de toit ou tuiles sur les toitures d'habitations, le bruit que provoque la chute des gouttes de pluie sur les éléments de construction horizontaux est inconfortable. Ces supports amplifient le spectre du bruit, a fortiori lorsqu'il s'agit de grands volumes comme les gymnases. Une norme internationale de mesure en laboratoire du bruit généré par la pluie a été publiée en mars dernier. Cette norme - NF EN ISO 140-18* - définit ce qu'est une pluie standardisée, la manière de la générer dans un laboratoire et de mesurer le bruit produit par son impact sur des éléments de bâtiment (panneaux de toits, fenêtres de toit…).

Pour mettre cette norme au point, le CSTB a travaillé au sein du groupe ISO/TC43/WG 18. La rédaction de la norme s'est appuyée sur les travaux du LABE (Laboratoire européen d'essais acoustique de Marne-la-Vallée). « Opérationnel depuis quelque temps, ce banc de mesure a permis de tester le bruit d'impact de la pluie sur des équipements (fenêtres de toit, panneaux de toiture métalliques, vitrages automobiles...) », indique Michel Villot, expert Bruits et vibrations Bâtiments. Le résultat du test est donné en termes d'intensité acoustique rayonné par l'élément soumis à la pluie et exprimé par une valeur unique permettant de comparer différents produits. Deux autres bancs de mesure, récemment construits au Danemark et en Allemagne, permettront d'effectuer des tests comparatifs et donc de perfectionner la norme.

Un outil d'aide aux industriels

Outre cette norme, des recherches menées au CSTB ont permis le développement d'un module théorique d'excitation au bruit de pluie pouvant être appliqué à un modèle existant de calcul des performances acoustiques de parois multicouches (logiciel CASC). CASC permettait déjà de calculer les performances acoustiques d'éléments excités par un champ sonore (indice R) ou une machine à choc (bruit d'impact). Il permet maintenant de calculer l'intensité acoustique rayonnée par un élément soumis à une pluie standardisée. « C'est donc un outil précieux pour aider les industriels à améliorer la sonorité au bruit de pluie de leurs produits ou à développer de nouveaux produits moins sonores », précise Michel Villot. Ce travail a été présenté à deux congrès internationaux d'acoustique.

Les retombées de ces travaux ne se sont pas fait attendre : une étude sur la sonorité de toitures métalliques incluant mesures et modélisation est actuellement effectuée par le CSTB dans le cadre d'un projet européen Eureka pour un industriel slovène.

(*) Acoustique - Mesurage de l'isolement acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 18 : Mesurage en laboratoire des bruits produits par la pluie sur les éléments de construction.

La boîte perforée suspendue génère une pluie calibrée
Dans la salle de réception, des capteurs acoustiques réceptionnent le son
Schéma de principe

La pluie calibrée en laboratoire

Au LABE, un banc d'essai destiné à mesurer le bruit d'impact des gouttes de pluie sur les éléments de construction a été mis au point selon la norme NF EN ISO 140-18 et développé en association avec le groupe de travail qui a rédigé la norme. Les industriels peuvent y réaliser des essais sur tous les composants de couverture exposés aux intempéries (fenêtre, tôle, tuile…), caractériser les matériaux (bois, acier, verre, tuile) par rapport au bruit de la pluie, et tester des composants de voiture pour l'industrie automobile (pavillons de voiture).

Le banc d'essais est composé d'une boîte perforée suspendue au-dessus du cadre-support où est monté l'élément à tester. Un m² de pluie calibrée (forte averse) est reconstitué grâce à une pluviométrie et un niveau d'eau qui respectent les critères de la norme. Des capteurs acoustiques placés sous la maquette réceptionnent le son.

Pour obtenir une pluie calibrée, il a d'abord fallu déterminer la nature de la pluie et les paramètres d'excitation : diamètre de la goutte qui caractérisera le niveau d'eau, vitesse d'impact sur l'élément de la construction, nombre de trous pour déterminer la pluviométrie.

La performance de l'élément testé dépend de sa capacité à retenir l'intensité du son qui rayonne sur tout l'élément de construction, en mesurant son champ de diffusion et son temps de réverbération. De là est déterminé son niveau d'intensité acoustique. Ce niveau représente l'énergie acoustique transmise par l'élément soumis aux impacts de la pluie calibrée. Plus ce niveau sera faible, plus l'élément sera performant.