Physique du Bâtiment III – Cours 8

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1 Physique du Bâtiment III – Cours 8
Planning du cours Physique du Bâtiment III: Les parties opaques de l’enveloppe Cours Date Matière du cours 1 19 septembre Flux de chaleur, valeur U 2 26 septembre Isolation des murs, bilan thermique net 3 3 octobre Ponts thermiques, pertes vers le sol 4 10 octobre Condensation superficielle 5 17 octobre Flux de vapeur, méthode de Glaser 6 24 octobre Condensation / assèchement, méthode des pascal-jours 7 31 octobre Résumé/Questions & TEST 8 ← 7 novembre Réflexion / absorption du son, isolation acoustique 9 14 novembre Protection contre les bruits extérieurs / intérieurs 10 21 novembre Protection contre les bruits de choc, installation techniques 11 28 novembre Thermocinétique 12 5 décembre Les 4 parties sont: Physique de la fenêtre Bilan énergétique Eclairage naturel Eclairage artificiel Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF

2 Physique du Bâtiment III – Cours 8
Condensation / assèchement, méthode des pascal-jours Retour sur le Mini-Test 1 – Méthode des pascal-jours 1. a) Citer la ou les méthodes que l’on peut utiliser pour déterminer la quantité d’eau condensée dans les murs suivants: int. int. ext. ext. Pas de plan de condensation clair: pascal-jours Glaser Plan de condensation clair du côté froid de l’isolant: pascal-jours Glaser 1. c) Déterminer les unités des 𝐴 𝑘 et 𝐵 𝑘 de la méthode des pascal-jours. Les résultats du mini-test pour la méthode des pascal-jours que nous avons vue avant le test. Tous les autres résultats sont disponibles sur le moodle. 𝐺 𝑐 = g m 2 𝐺 𝑐 = 𝐴 𝑘 𝑆 𝑖 − 𝐵 𝑘 𝑆 𝑒 ⇒ 𝐴 𝑘 = 𝐵 𝑘 = g m avec 𝑆 𝑖 = 𝑆 𝑒 = m Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF

3 Physique du Bâtiment III – Cours 8
Réflexion / absorption du son, isolation acoustique Introduction – Rappel de l’échelle du niveau sonore Le niveau sonore 𝐿 dB se définit comme suit: 𝐿=20⋅ log 𝑃 𝑃 0 avec: 𝑃: Pression acoustique Pa 𝑃 0 : Pression acoustique de référence, en général au seuil de l’audition 𝑃 0 =2⋅ 10 −5 Pa Chaque doublement de la pression implique une augmentation de niveau sonore de env. 6 dB Note: La pression acoustique a les unités d’une force par unité de surface: Pa = N m 2 Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF

4 Physique du Bâtiment III – Cours 8
Réflexion / absorption du son, isolation acoustique Introduction – Rappel de l’échelle du niveau sonore, fonction de la fréquence niveau sonore (dB) 3 objectifs: Déterminer le flux de vapeur à travers une partie opaque Déterminer une zone de condensation potentielle Déterminer la quantité d’eau condensée pour vérifier les normes Le seuil de l’audition dépend de la fréquence sonore (et des personnes) Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF

5 Physique du Bâtiment III – Cours 8
Réflexion / absorption du son, isolation acoustique Introduction – Rappel de l’échelle du niveau sonore, dB(A) La pondération A est utilisée pour corriger le niveau sonore en fonction de la perception sonore La perception humaine n’est pas la même selon la fréquence de la source (de même que le seuil de l’audition est différent) Le niveau sonore corrigé est dit en dB(A) Mesure en demi-octave Octaves: 55, 110, 220, 440, 880, 1760 Hz 3 objectifs: Déterminer le flux de vapeur à travers une partie opaque Déterminer une zone de condensation potentielle Déterminer la quantité d’eau condensée pour vérifier les normes Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF

6 Physique du Bâtiment III – Cours 8
Réflexion / absorption du son, isolation acoustique Niveau sonore en fonction de la distance à la source 𝑑: distance à la source (m) 3 objectifs: Déterminer le flux de vapeur à travers une partie opaque Déterminer une zone de condensation potentielle Déterminer la quantité d’eau condensée pour vérifier les normes durée du son: 𝑇≈0 𝑇→∞ 𝑇≅1 à 3 s Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF

7 Physique du Bâtiment III – Cours 8
Réflexion / absorption du son, isolation acoustique Temps de réverbération 𝑇 𝑟 Définition: Le temps de réverbération 𝑇 𝑟 (s) est définit comme le temps nécessaire à une diminution de 60 dB du niveau sonore depuis le déclenchement de la source Note: cela correspond à une diminution d’un millième de la pression acoustique 3 objectifs: Déterminer le flux de vapeur à travers une partie opaque Déterminer une zone de condensation potentielle Déterminer la quantité d’eau condensée pour vérifier les normes Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF

8 Physique du Bâtiment III – Cours 8
Réflexion / absorption du son, isolation acoustique Temps de réverbération 𝑇 𝑟 - loi de (Wallace Clement) Sabine Loi empirique 𝑇 𝑟 : temps de réverbération (s) 𝑉: volume de la pièce m 3 𝐴: surface pondérée par le coefficient d’absorption m 2 𝑇 𝑟 =0.163⋅ 𝑉 𝐴 𝐴= 𝑖=1 𝑛 𝛼 𝑖 ⋅ 𝑆 𝑖 𝑛: nombre de surfaces dans la pièce (-) 𝛼 𝑖 : coefficient d’absorption de la surface 𝑖 (-) 𝑆 𝑖 : aire de la surface 𝑖 m 2 où: Question: Déterminer le rapport 𝑉/𝐴 idéal pour une intelligibilité optimale de 𝑇 𝑟 ≅1.5 s 3 objectifs: Déterminer le flux de vapeur à travers une partie opaque Déterminer une zone de condensation potentielle Déterminer la quantité d’eau condensée pour vérifier les normes Réponse: Le rapport 𝑉/𝐴 idéal pour une intelligibilité optimale de ~ 10 Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF

9 Physique du Bâtiment III – Cours 8
Réflexion / absorption du son, isolation acoustique Temps de réverbération 𝑇 𝑟 - intelligibilité Intelligibilité optimale pour 𝑇 𝑟 =1 à 2 s 𝑇 𝑟 →0 s: chambre sourde idéale absorption maximale des surfaces 𝑇 𝑟 >3 s: salle réverbérante mauvaise intelligibilité (Cathédrale: 𝑇 𝑟 ≈10 s) Attention toutefois au risque d’écho qui subsiste malgré une bonne intelligibilité 3 objectifs: Déterminer le flux de vapeur à travers une partie opaque Déterminer une zone de condensation potentielle Déterminer la quantité d’eau condensée pour vérifier les normes Δt<0.065 𝑠 ou Δ𝑑<22 m Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF

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Réflexion / absorption du son, isolation acoustique Temps de réverbération 𝑇 𝑟 - absorbants et réflecteurs, salle de cours Choix des absorbants et réflecteurs: Temps de réverbération optimal (rapport 𝑉 𝐴 idéal de l’ordre de 10, où 𝐴 dépend des coefficients d’absorption) Eviter les risques d’écho 3 objectifs: Déterminer le flux de vapeur à travers une partie opaque Déterminer une zone de condensation potentielle Déterminer la quantité d’eau condensée pour vérifier les normes Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF

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Réflexion / absorption du son, isolation acoustique Temps de réverbération 𝑇 𝑟 - absorbants et réflecteurs, salle de musique Eviter les formes rondes (concaves) qui focalisent le son Niveau sonore suffisant en fond de salle Son harmonieux pour toutes les bandes de fréquences Appliquer la Loi de Sabine par bande d’octave pour le choix des matériaux (coefficients d’absorption) 3 objectifs: Déterminer le flux de vapeur à travers une partie opaque Déterminer une zone de condensation potentielle Déterminer la quantité d’eau condensée pour vérifier les normes «Kleinen Hauses» der Staatstheater Stuttgart Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF

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Réflexion / absorption du son, isolation acoustique Temps de réverbération 𝑇 𝑟 - choix des matériaux Il est relativement aisé d’absorber les hautes fréquences, avec des tentures ou des rideaux Plus difficile d’absorber les basses fréquences → résonateurs plans Fréquence de résonnance propre 3 objectifs: Déterminer le flux de vapeur à travers une partie opaque Déterminer une zone de condensation potentielle Déterminer la quantité d’eau condensée pour vérifier les normes Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF

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Réflexion / absorption du son, isolation acoustique Temps de réverbération 𝑇 𝑟 - choix des matériaux Salle de repos, de jeux, restaurant • les bruits peuvent parvenir de toutes parts, • on privilégie les conversations en tête-à-tête → plafond absorbant (0.5 < 𝛼 < 0.8) Bureaux • on cherche à obtenir un temps de réverbération moyen de 0.5 à 0.6 s → plafond absorbant (0.4 < 𝛼 < 0.5) Exemple de plafond absorbant: Crépi acoustique projeté 3 objectifs: Déterminer le flux de vapeur à travers une partie opaque Déterminer une zone de condensation potentielle Déterminer la quantité d’eau condensée pour vérifier les normes Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF

14 Physique du Bâtiment III – Cours 8
Réflexion / absorption du son, isolation acoustique Résumé Le temps de réverbération 𝑇 𝑟 (s) est définit comme le temps nécessaire à une diminution de 60 dB du niveau sonore depuis le déclenchement de la source Loi empirique de Sabine 𝑇 𝑟 =0.163⋅ 𝑉 𝐴 𝐴= 𝑖=1 𝑛 𝛼 𝑖 ⋅ 𝑆 𝑖 𝛼 𝑖 : coefficient d’absorption de la surface 𝑖 (-) où: Intelligibilité optimale pour 𝑇 𝑟 =1 à 2 s Optimiser les absorbants et réflecteurs en fonction de la pièce (bureau, restaurant, salle de musique, salle de cours) La loi de Sabine peut s’appliquer par bande d’octave 3 objectifs: Déterminer le flux de vapeur à travers une partie opaque Déterminer une zone de condensation potentielle Déterminer la quantité d’eau condensée pour vérifier les normes Physique du Bâtiment III – Cours 8 Dr Jérôme KAEMPF