Contrôle du bruit - Noise control

Le contrôle du bruit ou l' atténuation du bruit est un ensemble de stratégies visant à réduire la pollution sonore ou à réduire l'impact de ce bruit, que ce soit à l'extérieur ou à l'intérieur.

Aperçu

Les principaux domaines d'atténuation ou de réduction du bruit sont : le contrôle du bruit des transports , la conception architecturale , l'urbanisme par le biais des codes de zonage et le contrôle du bruit au travail . Le bruit de la route et le bruit des avions sont les sources les plus répandues de bruit environnemental . Les activités sociales peuvent générer des niveaux de bruit qui affectent systématiquement la santé des populations résidant ou occupant des zones, à la fois intérieures et extérieures, à proximité de lieux de divertissement qui présentent des sons amplifiés et de la musique qui présentent des défis importants pour des stratégies efficaces d'atténuation du bruit.

De multiples techniques ont été développées pour traiter les niveaux sonores intérieurs, dont beaucoup sont encouragées par les codes du bâtiment locaux . Dans le meilleur des cas de conception de projet, les planificateurs sont encouragés à travailler avec des ingénieurs concepteurs pour examiner les compromis entre la conception de la chaussée et la conception architecturale. Ces techniques comprennent la conception de murs extérieurs, de murs mitoyens et d'assemblages de plancher et de plafond ; en outre, il existe une multitude de moyens spécialisés pour atténuer la réverbération des salles à usage spécial telles que les auditoriums , les salles de concert , les lieux de divertissement et sociaux, les salles à manger, les salles d'enregistrement audio et les salles de réunion.

Bon nombre de ces techniques reposent sur des applications de la science des matériaux pour la construction de déflecteurs acoustiques ou l'utilisation de revêtements insonorisants pour les espaces intérieurs. Le contrôle du bruit industriel est un sous-ensemble du contrôle architectural intérieur du bruit, en mettant l'accent sur des méthodes spécifiques d'isolation acoustique des machines industrielles et pour la protection des travailleurs à leurs postes de travail.

Le masquage sonore est l'ajout actif de bruit pour réduire la gêne de certains sons ; le contraire de l' insonorisation .

Normes, recommandations et lignes directrices

Les organisations ont chacune leurs propres normes, recommandations/directives et directives concernant les niveaux de bruit que les travailleurs sont autorisés à fréquenter avant que des contrôles du bruit ne soient mis en place.

Administration de la sécurité et de la santé au travail (OSHA)

Les exigences de l'OSHA stipulent que lorsque les travailleurs sont exposés à des niveaux de bruit supérieurs à 90 décibels pondérés A (dBA) en moyenne pondérée dans le temps (TWA) sur 8 heures, des contrôles administratifs et/ou de nouveaux contrôles techniques doivent être mis en œuvre sur le lieu de travail. L'OSHA exige également que les bruits impulsifs et les bruits d'impact soient contrôlés pour éviter que ces bruits n'atteignent des niveaux de pression acoustique (SPL) de pointe supérieurs à 140 dB.

Organisation pour la sécurité et la santé dans les mines (MSHA)

La MSHA exige que des contrôles administratifs et/ou techniques soient mis en œuvre sur le lieu de travail lorsque les mineurs sont exposés à des niveaux supérieurs à 90 dBA TWA. Si les niveaux de bruit dépassent 115 dBA, les mineurs doivent porter une protection auditive. MSHA exige donc que les niveaux de bruit soient réduits en dessous de 115 dB TWA. La mesure des niveaux de bruit pour la prise de décision en matière de contrôle du bruit doit intégrer tous les bruits de 90 dBA à 140 dBA.

Association fédérale des chemins de fer (FRA)

La FRA recommande que l'exposition des travailleurs au bruit soit réduite lorsque leur exposition au bruit dépasse 90 dBA pour une TWA de 8 heures. Les mesures de bruit doivent intégrer tous les bruits, y compris les bruits intermittents, continus, d'impact et impulsionnels entre 80 dBA et 140 dBA.

Département américain de la Défense

Le ministère de la Défense (DoD) suggère que les niveaux de bruit soient contrôlés principalement par des contrôles techniques. Le DoD exige que tous les bruits en régime permanent soient réduits à des niveaux inférieurs à 85 dBA et que les bruits impulsionnels soient réduits à moins de 140 dB SPL de crête. Les expositions TWA ne sont pas prises en compte pour les exigences du DoD.

Directive du Parlement européen et du Conseil

La directive du Parlement européen et du Conseil exige que les niveaux de bruit soient réduits ou éliminés à l'aide de contrôles administratifs et techniques. Cette directive exige des niveaux d'action d'exposition inférieurs de 80 dBA pendant 8 heures avec un SPL de pointe de 135 dB, ainsi que des niveaux d'action d'exposition supérieurs de 85 dBA pendant 8 heures avec un pic de 137 dBSPL. Les limites d'exposition sont de 87 dBA pendant 8 heures avec des niveaux de pointe de 140 dBSPL de pointe.

Approches du contrôle du bruit

Un modèle efficace pour le contrôle du bruit est le modèle source, chemin et récepteur de Bolt et Ingard. Le bruit dangereux peut être contrôlé en réduisant la sortie de bruit à sa source, en minimisant le bruit lorsqu'il se déplace le long d'un chemin jusqu'à l'auditeur et en fournissant un équipement à l'auditeur ou au récepteur pour atténuer le bruit.

Sources

Diverses mesures visent à réduire les bruits dangereux à leur source. Des programmes tels que Buy Quiet et le National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) Prevention through design encouragent la recherche et la conception d'équipements silencieux ainsi que la rénovation et le remplacement d'équipements dangereux plus anciens par des technologies modernes.

Chemin

Le principe de réduction du bruit par des modifications de parcours s'applique à l'altération des parcours directs et indirects du bruit. Le bruit qui se propage sur les surfaces réfléchissantes, telles que les sols lisses, peut être dangereux. Les altérations des voies comprennent des matériaux physiques, tels que la mousse, qui absorbent le son et les murs pour fournir une barrière acoustique qui modifie les systèmes existants qui réduisent les bruits dangereux. Des enceintes insonorisantes pour les équipements bruyants et des chambres d'isolement à partir desquelles les travailleurs peuvent contrôler à distance les équipements peuvent également être conçues. Ces méthodes empêchent le son de voyager le long d'un chemin jusqu'au travailleur ou à d'autres auditeurs.

Receveur

En milieu industriel ou commercial, les travailleurs doivent se conformer au programme de conservation de l'audition approprié . Les contrôles administratifs , tels que la restriction du personnel dans les zones bruyantes, évitent une exposition inutile au bruit. Les équipements de protection individuelle tels que les bouchons d'oreille en mousse ou les casques antibruit pour atténuer le son constituent une dernière ligne de défense pour l'auditeur.

Technologies de base

  • Isolation acoustique : empêche la transmission du bruit par l'introduction d'une barrière de masse. Les matériaux courants ont des propriétés de haute densité telles que la brique, le verre épais, le béton, le métal, etc.
  • Absorption acoustique : un matériau poreux qui agit comme une « éponge à bruit » en convertissant l'énergie sonore en chaleur à l'intérieur du matériau. Les matériaux d'absorption acoustique courants comprennent les carreaux à base de plomb découplés, les mousses à cellules ouvertes et la fibre de verre
  • Amortissement des vibrations : applicable pour les grandes surfaces vibrantes. Le mécanisme d'amortissement fonctionne en extrayant l'énergie de vibration de la feuille mince et en la dissipant sous forme de chaleur. Un matériau commun est l'acier insonorisé.
  • Isolation vibratoire : empêche la transmission de l'énergie vibratoire d'une source à un récepteur en introduisant un élément flexible ou une rupture physique. Les isolateurs de vibrations courants sont les ressorts, les supports en caoutchouc, le liège, etc.

Routes

Ce mur anti-bruit aux Pays-Bas a une section transparente au niveau des yeux du conducteur pour réduire l'impact visuel pour les usagers de la route.

Le contrôle à la source du bruit de la chaussée n'a permis que peu de réduction du bruit des véhicules, à l'exception du développement du véhicule hybride ; néanmoins, l'utilisation hybride devra atteindre une part de marché d'environ cinquante pour cent pour avoir un impact majeur sur la réduction des sources de bruit dans les rues de la ville. Le bruit de la route est aujourd'hui moins affecté par le type de moteur , car les effets à vitesse élevée sont liés au bruit aérodynamique et des pneus . D'autres contributions à la réduction du bruit à la source sont : l'amélioration de la conception des bandes de roulement des pneus pour les camions dans les années 1970, un meilleur blindage des cheminées diesel dans les années 1980 et la réglementation locale des véhicules sur les véhicules sans silencieux .

Les domaines les plus fertiles pour l'atténuation du bruit des routes sont les décisions d'urbanisme, la conception des routes, la conception des écrans antibruit , le contrôle de la vitesse, la sélection de la chaussée et les restrictions relatives aux camions. Le contrôle de la vitesse est efficace puisque les émissions sonores les plus faibles proviennent des véhicules se déplaçant en douceur à 30 à 60 kilomètres par heure. Au-dessus de cette plage, les émissions sonores doublent tous les cinq miles par heure de vitesse. Aux vitesses les plus basses, le bruit de freinage et d'accélération (du moteur) domine.

Le choix de la chaussée de la chaussée peut faire une différence d'un facteur de deux dans les niveaux sonores, pour le régime de vitesse supérieur à 30 kilomètres par heure. Les chaussées plus silencieuses sont poreuses avec une texture de surface négative et utilisent des granulats de taille petite à moyenne; les chaussées les plus bruyantes ont des surfaces à rainures transversales, des textures de surface positives et des agrégats plus gros. Le frottement de surface et la sécurité routière sont également des considérations importantes pour les décisions relatives à la chaussée.

Lors de la conception de nouvelles autoroutes ou artères urbaines, il existe de nombreuses décisions de conception concernant l'alignement et la géométrie de la chaussée. L'utilisation d'un modèle informatique pour calculer les niveaux sonores est devenue une pratique courante depuis le début des années 1970. De cette manière, l'exposition des récepteurs sensibles à des niveaux sonores élevés peut être minimisée. Un processus analogue existe pour les systèmes de transport en commun urbains et d'autres décisions en matière de transport ferroviaire. Les premiers exemples de systèmes ferroviaires urbains conçus à l'aide de cette technologie étaient : les extensions de la ligne MBTA de Boston (années 1970), l' extension du système BART de San Francisco (1981), le système METRORail de Houston (1982) et le système MAX Light Rail à Portland, Oregon (1983).

Des écrans antibruit peuvent être appliqués à des projets de transport de surface existants ou prévus. Ils constituent l'une des mesures les plus efficaces prises pour rénover les routes existantes et peuvent généralement réduire les niveaux sonores liés à l'utilisation des terres adjacentes jusqu'à dix décibels. Un modèle informatique est nécessaire pour concevoir la barrière car le terrain, la micrométéorologie et d'autres facteurs spécifiques à l'environnement rendent l'entreprise très complexe. Par exemple, une chaussée par vents dominants coupés ou forts peut créer un environnement où la propagation du son atmosphérique est défavorable à tout écran antibruit.

Avion

Un Airbus A321 de British Airways sur son approche d'atterrissage à l'aéroport Heathrow de Londres , montrant sa proximité avec les maisons.

Comme dans le cas du bruit de la chaussée, peu de progrès ont été réalisés dans l'atténuation du bruit des avions à la source, si ce n'est l'élimination des conceptions de moteurs bruyants des années 1960 et antérieures. En raison de sa vitesse et de son volume, le bruit d'échappement des turboréacteurs défie toute réduction par tout moyen simple.

Les formes les plus prometteuses de réduction du bruit des avions sont l'aménagement du territoire, les restrictions des opérations aériennes et l' insonorisation résidentielle . Les restrictions de vol peuvent prendre la forme d'une utilisation préférée de la piste, d'une trajectoire et d'une pente de vol de départ et de restrictions d'heure. Ces tactiques sont parfois controversées car elles peuvent avoir un impact sur la sécurité des aéronefs, la commodité des vols et l'économie des compagnies aériennes.

En 1979, le Congrès américain a autorisé la FAA à concevoir des technologies et des programmes pour tenter d'isoler les maisons à proximité des aéroports. Bien que cela n'aide évidemment pas l'environnement extérieur, le programme a été efficace pour l'intérieur des pensionnats et des écoles. Certains des aéroports où la technologie a été appliquée tôt étaient San Francisco aéroport international , l' aéroport international de Seattle-Tacoma , Aéroport international John Wayne et l' aéroport international de San Jose en Californie.

La technologie sous-jacente est un modèle informatique qui simule la propagation du bruit des avions et sa pénétration dans les bâtiments. Les variations dans les types d'avions, les modèles de vol et la météorologie locale peuvent être analysées ainsi que les avantages des stratégies alternatives de rénovation des bâtiments telles que la modernisation du toit, l' amélioration du vitrage des fenêtres , le déflecteur de cheminée , le calfeutrage des joints de construction et d'autres mesures. Le modèle informatique permet d'évaluer la rentabilité d'une multitude de stratégies alternatives.

Au Canada, Transports Canada prépare des prévisions d'exposition au bruit (NEF) pour chaque aéroport, à l'aide d'un modèle informatique similaire à celui utilisé aux États-Unis. L'aménagement de terrains résidentiels est découragé dans les zones à fort impact identifiées par les prévisions.

En 1998, les trajectoires de vol à travers toute la Scandinavie ont été modifiées avec l' ouverture du nouvel aéroport d'Oslo-Gardermoen . Ces nouveaux chemins étaient plus rectilignes, réduisant la consommation de carburant et dérangeant moins de personnes ; cependant, des protestations bruyantes sont venues de personnes à proximité des nouveaux chemins qui n'avaient pas été dérangées auparavant, et ils ont intenté une action en justice ( effet NIMBY ).

Solutions architecturales

Les panneaux de traitement sonore contrastent avec les rideaux rouges dans une salle de réunion d'église
Portes insonorisées dans un centre de diffusion
Dalles de plafond acoustiques

Les pratiques de contrôle du bruit en acoustique architecturale comprennent la réduction de la réverbération sonore intérieure, l'atténuation du transfert de bruit entre les pièces et l'augmentation de la peau du bâtiment extérieur.

Dans le cas de la construction d' appartements , de condominiums , d' hôpitaux et d' hôtels neufs (ou rénovés) , de nombreux États et villes ont des codes du bâtiment stricts avec des exigences d'analyse acoustique, afin de protéger les occupants du bâtiment. En ce qui concerne le bruit extérieur, les codes exigent généralement la mesure de l'environnement acoustique extérieur afin de déterminer la norme de performance requise pour la conception de l'enveloppe extérieure du bâtiment. L'architecte peut travailler avec l'acousticien pour arriver au meilleur moyen rentable de créer un intérieur silencieux (normalement 45 dBA ). Les éléments les plus importants de la conception de l'enveloppe du bâtiment sont généralement : le vitrage (épaisseur du verre, conception à double vitrage, etc.), le métal perforé (utilisé à l'intérieur ou à l'extérieur), le matériau de la toiture, les normes de calfeutrage, les chicanes de cheminée , la conception des portes extérieures, les fentes de courrier, les orifices de ventilation du grenier et le montage de climatiseurs muraux.

Concernant le son généré à l'intérieur du bâtiment, il existe deux principaux types de transmission. Premièrement, les bruits aériens traversent les murs ou les planchers et plafonds et peuvent provenir soit des activités humaines dans les espaces de vie adjacents, soit du bruit mécanique dans les systèmes de construction. Les activités humaines peuvent inclure la voix, le bruit des systèmes de sonorisation amplifiés ou le bruit des animaux. Les systèmes mécaniques sont des systèmes d' ascenseur , des chaudières , des systèmes de réfrigération ou de climatisation , des générateurs et des compacteurs de déchets. Les sources aérodynamiques comprennent les ventilateurs, la pneumatique et la combustion. Le contrôle du bruit pour les sources aérodynamiques comprend des buses d' air silencieuses , des silencieux pneumatiques et une technologie de ventilateur silencieux . Étant donné que de nombreux sons mécaniques sont intrinsèquement forts, l'élément de conception principal est d'exiger que l'assemblage du mur ou du plafond respecte certaines normes de performance (généralement une classe de transmission du son de 50), ce qui permet une atténuation considérable du niveau sonore atteignant les occupants.

Le deuxième type de son intérieur est appelé transmission de classe d'isolation aux chocs (IIC). Cet effet ne provient pas de la transmission aérienne , mais plutôt de la transmission du son à travers le bâtiment lui-même. La perception la plus courante du bruit IIC provient du bruit de pas des occupants dans les espaces de vie au-dessus. Le bruit basse fréquence est transféré facilement à travers le sol et les bâtiments. Ce type de bruit est plus difficile à atténuer, mais il faut envisager d'isoler l'assemblage du plancher au-dessus ou de suspendre le plafond inférieur sur un canal résilient .

Les deux effets de transmission mentionnés ci-dessus peuvent provenir soit des occupants du bâtiment, soit des systèmes mécaniques du bâtiment tels que les ascenseurs, les systèmes de plomberie ou les appareils de chauffage, de ventilation et de climatisation. Dans certains cas, il est simplement nécessaire de spécifier la meilleure technologie d'atténuation disponible lors de la sélection d'un tel matériel de construction. Dans d'autres cas, un montage antichoc des systèmes pour contrôler les vibrations peut être de mise. Dans le cas des systèmes de plomberie, des protocoles spécifiques ont été développés, en particulier pour les conduites d'alimentation en eau, pour créer un serrage d'isolement des tuyaux dans les murs du bâtiment. Dans le cas des systèmes d'air centralisé, il est important de déjouer les conduits qui pourraient transmettre le son entre les différentes zones du bâtiment.

La conception de salles à usage spécial présente des défis plus exotiques, car ces salles peuvent nécessiter des caractéristiques inhabituelles telles que des concerts , des enregistrements en studio de son , des salles de conférence. Dans ces cas, la réverbération et la réflexion doivent être analysées afin non seulement de calmer les pièces, mais aussi d'empêcher les effets d'écho de se produire. Dans ces situations, des déflecteurs acoustiques spéciaux et des matériaux de revêtement absorbant le son peuvent être spécifiés pour atténuer les effets indésirables.

Solutions post-architecturales

Les panneaux acoustiques pour murs et plafonds sont une solution commerciale et résidentielle courante pour le contrôle du bruit dans les bâtiments déjà construits. Les panneaux acoustiques peuvent être construits avec une variété de matériaux, bien que les applications acoustiques commerciales soient fréquemment composées de substrats acoustiques à base de fibre de verre ou de laine minérale. Par exemple, le panneau de fibres minérales est un substrat acoustique couramment utilisé, et les isolants thermiques commerciaux, tels que ceux utilisés dans l'isolation des réservoirs de chaudière, sont fréquemment réutilisés pour une utilisation acoustique antibruit en fonction de leur efficacité à minimiser les réverbérations. Les panneaux acoustiques idéaux sont ceux sans revêtement ni matériau de finition qui pourraient interférer avec les performances du remplissage acoustique, mais les problèmes d'esthétique et de sécurité conduisent généralement à des revêtements en tissu ou à d'autres matériaux de finition pour minimiser l'impédance. Les finitions des panneaux sont parfois constituées d'une configuration poreuse de bois ou de métal.

L'efficacité du traitement acoustique post-construction est limitée par la quantité d'espace pouvant être allouée au traitement acoustique, et ainsi les panneaux muraux acoustiques sur site sont fréquemment réalisés pour se conformer à la forme de l'espace préexistant. Cela se fait en « encadrant » la piste de périmètre en forme, en remplissant le substrat acoustique, puis en étirant et en rentrant le tissu dans le système de cadre de périmètre. Des panneaux muraux sur site peuvent être construits pour fonctionner autour des cadres de porte, des plinthes ou de toute autre intrusion. De grands panneaux (généralement supérieurs à 50 pieds) peuvent être créés sur les murs et les plafonds avec cette méthode.

Les fenêtres à double vitrage et plus épaisses peuvent également empêcher la transmission du son de l'extérieur.

Industriel

Le bruit industriel est traditionnellement associé aux environnements de fabrication où les machines industrielles produisent des niveaux sonores intenses, souvent supérieurs à 85 décibels. Bien que cette circonstance soit la plus dramatique, il existe de nombreux autres environnements de travail où les niveaux sonores peuvent se situer dans la plage de 70 à 75 décibels, entièrement composés d'équipements de bureau, de musique, de systèmes de sonorisation et même d'intrusion sonore extérieure. L'un ou l'autre type d'environnement peut avoir des effets sur la santé du bruit si l'intensité sonore et le temps d'exposition sont trop importants.

Dans le cas des équipements industriels, les techniques les plus courantes pour la protection contre le bruit des travailleurs consistent en un équipement de source de montage antichoc, la création de verre acrylique ou d'autres barrières solides et la fourniture d' équipements de protection auditive . Dans certains cas, la machine elle-même peut être repensée pour fonctionner d'une manière moins susceptible de produire des mouvements de grille, de meulage, de friction ou autres qui induisent des émissions sonores. Ces dernières années, des programmes et des initiatives Buy Quiet ont vu le jour dans le but de lutter contre les expositions professionnelles au bruit. Ces programmes favorisent l'achat d'outils et d'équipements plus silencieux et encouragent les fabricants à concevoir des équipements plus silencieux.

Dans le cas d'environnements de bureau plus conventionnels, les techniques d'acoustique architecturale décrites ci-dessus peuvent s'appliquer. D'autres solutions peuvent consister à rechercher les modèles d'équipements de bureau les plus silencieux, notamment les imprimantes et les photocopieuses. Les imprimantes à impact et autres équipements étaient souvent équipés de "capots acoustiques", des enceintes pour réduire le bruit émis. Les appareils d'éclairage (notamment les globes fluorescents plus anciens) sont une source d'émissions sonores gênantes, voire fortes. Ces appareils peuvent être équipés ultérieurement ou analysées pour voir si suréclairage est présent, une question de l' environnement de bureau commun. En cas de suréclairage, un dé-lampage ou une utilisation réduite de la banque de lumière peut s'appliquer. Les photographes peuvent réduire le bruit des appareils photo sur un plateau de tournage à l'aide de dirigeables sonores .

Commercial

Les réductions du coût de la technologie ont permis à la technologie de contrôle du bruit d'être utilisée non seulement dans les salles de spectacle et les studios d'enregistrement, mais aussi dans les petites entreprises sensibles au bruit telles que les restaurants. Les matériaux acoustiquement absorbants tels que la doublure de conduit en fibre de verre, les panneaux en fibre de bois et les jeans en denim recyclé servent de toiles d'art dans les environnements où l'esthétique est importante.

À l'aide d'une combinaison de matériaux d'absorption acoustique, de réseaux de microphones et de haut-parleurs et d'un processeur numérique, un restaurateur peut utiliser une tablette tactile pour contrôler de manière sélective les niveaux de bruit à différents endroits du restaurant : les réseaux de microphones captent le son et l'envoient au processeur numérique, qui contrôle les haut-parleurs pour émettre des signaux sonores sur commande.

Résidentiel

Le traitement acoustique résidentiel post-construction tout au long du 20e siècle n'était couramment pratiqué que par les amateurs de musique. Cependant, les développements de la technologie et de la fidélité d'enregistrement à domicile ont conduit à une augmentation drastique de la propagation et de la popularité du traitement acoustique résidentiel dans la poursuite de la fidélité et de la précision de l'enregistrement à domicile. Un grand marché secondaire de panneaux acoustiques faits maison et à usage domestique, de pièges à basses et de produits construits similaires s'est développé à la suite de cette demande, avec de nombreuses petites entreprises et particuliers enveloppant des isolants de qualité industrielle et commerciale dans du tissu pour une utilisation dans les studios d'enregistrement à domicile, les salles de cinéma. , et des espaces de pratique musicale.

Aménagement urbain

Les communautés peuvent utiliser des codes de zonage pour isoler les activités urbaines bruyantes des zones qui devraient être protégées contre de telles expositions malsaines et pour établir des normes de bruit dans les zones qui peuvent ne pas être propices à de telles stratégies d'isolement. Parce que les quartiers à faible revenu sont souvent plus à risque de pollution sonore, l'établissement de tels codes de zonage est souvent une question de justice environnementale. Les zones à usage mixte présentent des conflits particulièrement difficiles qui nécessitent une attention particulière à la nécessité de protéger les personnes contre les effets nocifs de la pollution sonore. Le bruit est généralement une considération dans une étude d'impact environnemental , le cas échéant (comme la construction d'un système de transport).

Voir également

Général:

Les références

Liens externes