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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 |
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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. |
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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.
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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.
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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 .....
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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 |
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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 : Acotherm AC1 à AC4, ou Cekal AR43 à AR 6, 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 la mise en oeuvre est très bien faite, c'est à dire le montage du dormant de rénovation sur le dormant ancien est réalisé en assurant des jonctions précises, étanches, bien ajustées et jointoyées, ceci n'est pas toujours possible ou vraiment bien réalisé. 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. Des polyturéthanes dits "acoustiques" sont apparus, ils ne sont qu'un peu moins mauvais, leur intérêt est surtout le gain de temps à l'installation ...
Dans les cas de nuisances extérieures très fortes, un changement de fenêtres par des ouvrants même très performants,, peut tout à fait être considéré comme d'une efficacité décevante compte tenu de son coût, car il est possible et fréquent que l'opération n'ait fait "gagner" que quelques décibels.
La solution la meilleure, permettant d'obtenir des isolements de l'ordre de 45 dBA et plus, est d'ajouter une 2ème fenêtre en vitrage simple épais, sa possibilité d'installationà l'intérieur ou l'extérieur nécessite des
murs
épais ou d'ajouter des tapées ou un bâti spécifique. La distance entre les 2 fenêtres sera la plus grande possible (plus de 10 cm), les jonctions du chassis avec la maçonnerie doivent éviter tout pont phonique
Le prix de revient est à peine supérieur à un changement de fenêtres. C'est parfois, mais pas toujours,
un peu plus complexe à réaliser, mais d'un rapport efficacité / prix nettement plus intéressant.
inscriptions des classes normalisées d'une fenêtre de rénovation en PVC
le plus souvent sur la partie fixe du chassis dans la feuillure, en haut,
visibles fenêtre bien ouverte
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conclusions
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- 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
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Je propose assistance : mesures et diagnostic pour améliorer l'isolation vis à vis de l'extérieur, y compris pour les particuliers, en
région
Rhône-Alpes, voir types d'interventions et contact |
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Réalisé par Patrick Carré, ingénieur INSA, EX prof acoustique IUT, licence Réhabilitation Bâtiments, Université Lyon
1,
conseil acoustique en Rhône Alpes
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