Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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WO 01/21904 PCT/FR00/02363
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STRUCTURE ACOUSTIQUE DE BATIMENT
L'invention concerne une structure acoustique de bâtiment destinée à être
fixée sur l'ossature du bâtiment et comprenant au moins un ensemble acoustique
qui comporte un panneau de laine minérale et un élément porteur dudit panneau
de laine minérale.
L'isolation acoustique d'un bâtiment est couramment obtenue à partir de
structures du type masse-ressort-masse dont un exemple est donné dans le
document EP 0921242. Une telle structure se compose de deux masses qui sont
constituées chacune d'un élément rigide et qui sont séparées par un panneau de
laine minérale, telle que de la laine de verre, associé à une lame d'air pour
constituer le ressort. Les deux éléments rigides sont disposés de part et
d'autre de
l'ossature du bâtiment et fixés mécaniquement à cette même ossature ou à des
lisses métalliques ajoutées à l'ossature. Ces éléments consistent en des
plateaux
en tôle de section en forme de U qui sont garnis à l'intérieur du U d'un
panneau de
laine minérale, telle que de la laine de roche, pour augmenter l'effet de
masse.
La structure décrite dans ce document permet avantageusement de fixer
directement les éléments rigides sur l'ossature du bâtiment ou à des lisses
métalliques associées à l'ossature sans nécessiter de moyens de fixation
intermédiaires. Cependant, la structure, par la nature en tôle et la forme en
plateaux des éléments rigides, atteint encore un coût qu'il serait souhaitable
de
diminuer.
Par ailleurs, la performance de l'isolation acoustique du bâtiment est liée,
outre à la nature des parois, à l'épaisseur et à la nature du ressort et de
l'amortisseur, à la masse surfacique de la structure qui est donnée par la
quantité
de laine minérale introduite dans l'élément porteur et par la nature en tôle
de
l'élément porteur. Néanmoins, la masse surfacique est parfois insuffisante, il
est
alors nécessaire, en vue d'augmenter la performance acoustique, d'ajouter une
charge supplémentaire au fond du plateau, par exemple une plaque de plâtre, ce
qui augmente encore le prix de revient de la structure.
L'invention a par conséquent pour but de fournir une structure acoustique,
répondant notamment à une structure du type masse-ressort-masse, qui tout en
gardant les avantages d'une isolation acoustique performante et d'une
simplification dans ses moyens de fixation à l'ossature du bâtiment, soit
diminuée
en coût global.
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Selon l'invention, la structure acoustique est caractérisée en ce que
l'élément porteur consiste en une paire de profilés inférieur et supérieur
espacés
d'un pas p, qui comprennent chacun, une âme respective en regard l'une de
l'autre, et une aile respective pliée perpendiculairement à l'âme associée,
les ailes
étant dans un même plan et dirigées l'une vers l'autre, et le panneau de laine
minérale étant logé entre les âmes des profilés, et l'ensemble acoustique
comporte un panneau rigide fixé contre les faces externes des ailes des
profilés.
Cette structure présente l'avantage d'obtenir directement la masse
surfacique suffisante à l'isolation acoustique sans devoir ajouter d'autres
épaisseurs d'éléments surfaciques comme c'est généralement le cas pour les
plateaux en tôle de l'art antérieur au fond desquels on associe en supplément
des
panneaux de plâtre.
Selon un premier mode de réalisation des profilés, le profilé supérieur
comprend de l'autre côté de l'âme, parallèlement et en direction opposée à
l'aile
une seconde aile destinée à la fixation de l'ensemble acoustique contre
l'ossature
du bâtiment.
Avantageusement, les profilés inférieur et supérieur de ce mode de
réalisation comportent des formes complémentaires de façon que le profilé
supérieur dudit ensemble coopère avec le profilé inférieur d'un deuxième
ensemble acoustique destiné à s'assembler avec ledit premier ensemble
acoustique.
Selon un second mode de réalisation des profilés, les profilés inférieur et
supérieur sont identiques et comportent chacun parallèlement à l'aile une aile
supplémentaire de manière à présenter une section en forme de U telle que les
ouvertures du U soient en regard l'une de l'autre et entre lesquelles est
coincé le
panneau de laine minérale, la fixation de l'ensemble acoustique à l'ossature
du
bâtiment étant réalisée au moyen d'au moins deux pièces de fixation entre
lesquelles sont destinés à être maintenus les profilés et dont au moins une
est
destinée à être fixée à l'ossature.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention vont à présent être
décrits dans la description qui suit, en regard des dessins sur lesquels:
- la figure 1 est une vue en coupe d'un ensemble acoustique selon un
premier mode de réalisation de l'invention;
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- la figure 2 est une vue en coupe d'un ensemble acoustique selon un
second mode de réalisation de l'invention;
- la figure 3 est une vue de profil d'un structure acoustique du type masse-
ressort-masse associé à un bâtiment et comportant des ensembles acoustiques
selon le premier mode de réalisation de l'invention;
- les figures 4 et 5 sont des vues de profil de pièces utilisées pour la
fixation d'un ensemble acoustique selon le second mode de réalisation;
- la figure 6 est une vue en coupe d'une partie de structure acoustique
selon un plan de l'ossature du bâtiment, selon le premier mode de réalisation;
- les figures 7 et 8 sont des vues en coupe d'une partie de structure
acoustique selon un plan de l'ossature du bâtiment, selon le second mode de
réalisation.
L'ensemble acoustique 1 représenté à la figure 1 selon un premier mode de
réalisation et celui représenté à la figure 2 selon un second mode de
réalisation
sont destinés à s'appliquer et à être montés contre les parois verticales d'un
bâtiment mais pourrait tout aussi bien être associés à des planchers ou des
plafonds en vue d'une isolation acoustique.
Ces ensembles 1 sont notamment utilisés dans une structure acoustique du
type masse-ressort-masse telle que celle illustrée à la figure 3. Cette
structure
comporte de part et d'autre de l'ossature 40 du bâtiment, formée par des
poteaux
métalliques ou bien des lisses verticales métalliques assemblées à des
poteaux,
des ensembles acoustiques 1 montés les uns au-dessus des autres et
constituant,
pour chaque face de la structure, chacune des masses de ladite structure, les
masses étant séparées par le ressort constitué par un panneau de laine
minérale
41, telle que de la laine de verre, et par une lame d'air 42.
Chaque ensemble acoustique 1 comporte un élément porteur 10
métallique, un panneau de laine minérale 20 et un panneau rigide 30
contribuant à
la masse de l'ensemble et formé de préférence par une plaque de plâtre.
Les ensembles acoustiques sont généralement livrés sur le chantier de
manière pré-assemblée pour n'avoir à effectuer simplement que les opérations
de
montage et de fixation à l'ossature du bâtiment. Les dimensions d'un ensemble
sont de 400mm de hauteur, de 3,25 à 8 m de longueur, longueur qui est adaptée
à
la distance séparant deux poteaux de fixation de l'ossature. La largeur d'un
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ensemble est imposée par la largeur de l'élément porteur 10 et de la plaque de
plâtre 30, la largeur des profilés étant adaptée pour recevoir des panneaux de
laines minérales d'épaisseur 70 mm, et la plaque de plâtre ayant une épaisseur
de
12,5 ou 15, ou encore 18 mm pour réaliser une masse surfacique de l'ensemble
acoustique suffisante afin que l'isolation acoustique générale de la structure
soit
supérieure à 50 dB (A) selon les normes actuelles.
L'élément porteur 10 d'un ensemble acoustique 1 consiste en une paire de
profilés inférieur 11 et supérieur 12 situés dans un même plan et écartés d'un
pas
p, et entre lesquels est agencé le panneau de laine minérale 20. Les profilés
inférieur 11 et supérieur 12 comportent, respectivement, une âme 13 et une âme
14 en regard l'une de l'autre, ainsi qu'une aile 15 et une aile 16
perpendiculaires à
l'âme associée et dirigées l'une vers l'autre.
L'invention distingue deux modes de réalisation de l'ensemble acoustique 1
selon la forme des profilés, engendrant d'ailleurs deux systèmes distincts de
fixation à l'ossature du bâtiment.
Dans un premier mode de réalisation (figure 1), le profilé inférieur 11
comporte à l'opposé de l'aile 15, de l'autre côté de l'âme 13, une aile 15a
parallèle
à l'autre aile et de même direction de manière à former une section en U à
l'intérieur de laquelle peut être maintenu coincé le panneau de laine minérale
20.
En prolongement de l'aile 15a et à l'opposé de son extrémité libre 15b, le
profilé
11 est pourvu d'un bandeau longitudinal d'assemblage 17 destiné, comme on le
verra par la suite, à coopérer avec un autre ensemble acoustique 1.
Le profilé supérieur 12 du premier mode de réalisation comporte de l'autre
côté de l'âme 14 une autre aile 16a parallèle mais de direction opposée à
l'aile 16.
Cette aile 16a est reliée à l'âme 14 par une gorge 18, à concavité tournée
vers la
direction opposée au profilé inférieur, et dont le fond est dans un plan
parallèle et
situé en-dessous du plan contenant l'âme 14. La surface latérale 16b qui
sépare le
fond de la gorge 18 de l'âme 14 participe au maintien du panneau de laine
minérale 20 inséré entre les deux profilés.
Comme illustré à la figure 6, la gorge 18 du profilé 12 d'un premier
ensemble acoustique est destinée à accueillir le bandeau d'assemblage 17 d'un
profilé inférieur 11 d'un autre ensemble acoustique destiné à être monté au-
dessus du premier ensemble, l'âme 13 du profilé inférieur 11 du second
ensemble
reposant sur l'âme 14 du profilé supérieur 12 du premier ensemble.
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Le panneau de laine minérale 20 est inséré, coincé et éventuellement collé
entre les deux profilés inférieur 11 et supérieur 12 contre les âmes 13 et 14,
les
parois des ailes 15, 15a et 16 et la surface latérale 16b.
Le panneau rigide 30, ou la plaque de plâtre, est quant à lui agencé contre
5 la face externe des ailes 15 et 16 des profilés et présente une hauteur
telle que
ses bords inférieur 31 et supérieur 32 soient coplanaires avec les âmes 13 et
respectivement 14 des profilés.
La fixation du panneau 30 est réalisée par tous moyens connus, tels que
par collage, vissage ou encore cloutage.
Selon ce premier mode de réalisation, l'ensemble acoustique 1 est fixé aux
poteaux 40 par le profilé supérieur 12, proche de l'extrémité libre 16c de
l'aile 16a,
par tous moyens de fixation connus tels des vis autotaraudeuses.
L'aile 16a du profilé supérieur présente une hauteur supérieure à celle de
l'aile 15a d'un profilé inférieur de manière que les moyens de fixation
agencés vers
l'extrémité supérieure 16c soient suffisamment hauts pour ne pas gêner, lors
de la
mise en place d'un second ensemble acoustique sur un premier ensemble,
l'application de l'aile 15a du profilé inférieur du second ensemble contre
l'aile 16a
du profilé supérieur du premier ensemble tandis que le bandeau d'assemblage 17
est emboîté dans la gorge 18.
Dans le second mode de réalisation de l'invention (figure 2), il s'agit
d'utiliser comme éléments porteurs 10, des profilés inférieur 11 et supérieur
12
identiques du commerce dont la section présente une forme en U, les profilés
comportant parallèlement à l'aile 15 et respectivement à l'aile 16, de l'autre
côté
de l'âme, des ailes 19, les ouvertures des U étant en regard l'une de l'autre
pour
permettre le logement du panneau 20 entre les deux profilés.
Le panneau rigide 30 constitué par une plaque de plâtre est fixé contre la
face externes des ailes 15 et 16 des profilés inférieur et respectivement
supérieur,
sa hauteur étant adaptée de sorte que ses bords inférieur 31 et supérieur 32
soient coplanaires avec les âmes 13 et 14 des profilés.
Pour la fixation à l'ossature du bâtiment de l'ensemble acoustique réalisé
selon ce second mode, il est prévu des pièces de fixation inférieure 50
(figure 4) et
intermédiaire 60 (figure 5). En variante, la pièce intermédiaire 60 peut être
remplacée par une pièce identique à celle de fixation inférieure 50.
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Dans la première variante, la pièce inférieure 50 n'est utilisée que pour la
fixation du premier ensemble acoustique devant être disposé près du sol, la
pièce
inférieure 50 coopérant avec le profilé inférieur 11. La pièce intermédiaire
60 joue
le rôle de moyen de fixation des ensembles acoustiques montés au-dessus du
premier ensemble, la pièce intermédiaire 60 coopérant d'une part avec le
profilé
supérieur 12 du premier ensemble, et d'autre part avec les profilés inférieur
et
supérieur des autres ensembles disposés au-dessus.
La pièce de fixation inférieure 50 comporte une âme 51 et, de chaque côté
de cette âme et perpendiculairement à celle-ci, une aile de fixation 52 et une
aile
de maintien 53, toutes deux en regard l'une de l'autre. La largeur de l'âme 51
est
sensiblement supérieure à la largeur d'un ensemble acoustique.
Comme illustré à la figure 7, la pièce 50 est destinée à être montée en
premier lieu pour recevoir le premier ensemble acoustique. Ainsi, l'aile de
fixation
52 est destinée à être montée par sa face externe contre l'ossature du
bâtiment,
les faces internes de l'aile de fixation 52, de l'âme 51 et de l'aile de
maintien 53
étant destinées à recevoir en appui, respectivement, l'aile 15, l'âme 13 du
profilé
inférieur 11 et la face externe de la plaque de plâtre 30. L'aile de fixation
52 est
suffisamment haute pour que ses moyens de fixation à l'ossature ne gênent pas
l'application de l'aile 15 du profilé contre elle.
La pièce de fixation intermédiaire 60 présente une section en forme de I.
Elle comporte une surface de fixation 61 et une surface de retenue 62
parallèle à
la surface de fixation et reliée à celle-ci par une surface de liaison 63 dont
la
largeur est sensiblement supérieure à celle d'un ensemble acoustique. La
surface
de liaison 63 délimite un canal supérieur de logement 60a et un canal
inférieur de
logement 60b.
Comme illustré à la figure 7, la surface de fixation 61 est destinée à être
montée contre l'ossature du bâtiment tandis que la surface de liaison 63 est
destinée à recevoir en appui l'âme 14 du profilé supérieur du premier ensemble
acoustique et l'âme 13 du profilé inférieur d'un second ensemble acoustique
destiné à être placé au-dessus du premier ensemble, et la surface de retenue
62
est destinée à assurer le maintien en position des deux ensembles par l'appui
contre celle-ci des plaques de plâtre 30 desdits ensembles.
Dans la seconde variante du second mode de réalisation qui est illustrée à
la figure 8, la fixation se fait au moyen de pièces 50 identiques en forme
d'équerre.
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Le montage d'une pièce sur le profilé supérieur d'un ensemble acoustique est
réalisé en fixant par vis par exemple l'aile de fixation 52 à l'ossature du
bâtiment et
l'âme 51 à l'âme 14 du profilé.
Nous allons à présent décrire le montage et la fixation d'une face d'une
structure acoustique selon les deux modes de réalisation distincts des
éléments
porteurs.
Afin d'isoler toute une paroi du bâtiment du sol au plafond, il est fixé en
partant du sol, entre au moins deux poteaux de l'ossature, plusieurs ensembles
acoustiques 1 les uns au-dessus des autres.
La figure 6 illustre deux ensembles acoustiques selon le premier mode de
réalisation une fois montés et fixés.
Le premier ensemble acoustique 1 est positionné pour reposer sur une
semelle en bois 1 a fixée au sol et est maintenu plaqué contre l'ossature en
clouant
un tasseau de bois 1 b à la semelle 1 a. Le premier ensemble est ensuite fixé
aux
poteaux de l'ossature 40 par solidarisation de l'aile 16a du profilé supérieur
au
niveau de son extrémité supérieure 16c au moyen de vis 41a.
Un deuxième ensemble acoustique 1 est ensuite monté au-dessus du
premier ensemble. On engage d'abord le bandeau d'assemblage 17 du profilé
inférieur 11 dans la gorge 18 du profilé supérieur 12 du premier ensemble déjà
fixé, puis on bascule ledit ensemble vers l'ossature du bâtiment de manière à
emboîter le bandeau dans la gorge, à asseoir l'âme 13 du profilé inférieur sur
l'âme 14 du profilé supérieur du premier ensemble, et à plaquer l'ensemble
contre
les poteaux. Enfin, on fixe ce deuxième ensemble en vissant l'aile 16a du
profilé
supérieur aux poteaux.
La figure 7 illustre deux ensembles acoustiques une fois montés et fixés
selon le second mode de réalisation et selon la première variante de ce mode.
Deux pièces 50 sont d'abord fixées par leur aile 52, respectivement, sur
deux poteaux alignés de l'ossature 40 du bâtiment, les pièces reposant sur le
sol
par la face externe de leur âme 51. L'ensemble acoustique 1 est alors logé par
coincement dans les pièces de fixation 50. L'ensemble est maintenu en position
verticale pour éviter tout basculement par les ailes 53 des pièces 50.
L'ensemble
est fixé à l'ossature au moyen de deux pièces intermédiaires de fixation 60
qui
sont montées sur la tranche supérieure de l'ensemble au niveau des deux
poteaux. La partie inférieure de la surface de fixation 61 est insérée entre
un
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poteau et l'aile 16 du profilé supérieur, la surface de retenue 62 présente sa
partie
inférieure plaquée contre la plaque de plâtre 30 du premier ensemble et la
surface
de liaison 63 repose sur l'âme 14 du profilé supérieur, le canal inférieur 60b
de la
pièce coiffant ainsi une partie de la tranche supérieure de l'ensemble
acoustique.
La partie supérieure 61 a de la surface de fixation 61 est ensuite fixée par
vissage
au poteau associé pour fixer la pièce et maintenir fermement coincé ledit
ensemble.
Le canal supérieur 60a des pièces de fixation servira de logement d'accueil
à un deuxième ensemble, l'âme 13 du profilé inférieur 11 de cet ensemble
reposant sur les surfaces de liaison 63 des pièces. De la même manière que
pour
la fixation du premier ensemble, on rapporte deux pièces 60 sur le dessus du
second ensemble, la tranche supérieure de l'ensemble étant logée dans le canal
inférieur 60b des nouvelles pièces, puis on fixe ces pièces par leur surface
61 aux
poteaux afin de fixer le second ensemble acoustique.
Notons que les faces externes des surfaces de retenue 62 des pièces 60 et
des ailes 53 des pièces 50 peuvent servir de supports de fixation à un
parement
d'ornement destiné à couvrir les plaques de plâtre 30.
