Le bois est un matériau considéré comme léger ce qui le rend très performant par rapport à l’atténuation du bruit aérien.  Cependant, pour les mêmes raisons, il est moins performant en ce qui concerne le bruit de contact (des bruits de pas à l’étage par exemple).

La vitesse dans un matériau dépend de son module d’élasticité (contrainte/déformation) et de sa densité.  Le bois étant un matériau dont les propriétés varient selon la direction dans laquelle la contrainte est appliquée (anisotropie), la transmission du son est meilleure dans le sens longitudinal que dans le sens perpendiculaire aux fibres. En effet, la vitesse du son est 1/3 à 1/5 plus faible dans le sens perpendiculaire aux fibres que dans le sens longitudinal.

Pratiquement, lorsqu’un matériau est contraint, l’énergie mécanique y est dissipée sous forme de chaleur.  Cette énergie est le fruit de frictions internes (au niveau des constituants de la paroi cellulaire) qui génèrent sa dissipation.  Dans le bois, les frictions internes diminuent avec la diminution de l’humidité du bois et de la température.  C’est ainsi que la vitesse du son diminue avec l’augmentation en humidité et/ou de la température du matériau.  On admet que la vitesse du son est réduite de 1% dès lors que le contenu en humidité du bois augmente de 1% (de 0% jusqu’au point de saturation des fibres soit ± 30%).  Une augmentation de la température de 1°C (à un taux d’humidité de 12%) équivaut à une diminution de la vitesse de propagation du son de 0,09% (entre -17°C et 200°C).

La correction acoustique ou comportement aux bruits aériens dans la construction

La correction acoustique est relative au confort acoustique à l’intérieur des locaux, c’est-à-dire la ‘circulation’ du bruit au sein d’un même local.  Elle s’exprime par le temps de réverbération du son dans le local.

Si on compare les performances d’isolation acoustique du bois avec celles d’autres matériaux de structure comme le béton, ce dernier n’absorbera que peu le son ambiant en raison de sa structure et il aura tendance à le réfléchir provoquant de la sorte un effet d’écho lié à la réverbération du son.

Les excellentes performances de correction acoustique du bois sont utilisées, par exemple, pour la fabrication d’instruments de musique ou lors de la couverture de paroi de salles de concert ou de studios d’enregistrement afin de contrôler l’effet ‘écho’ en basses fréquences.

Le traitement de surface du bois dans un local peut avoir une influence importante sur la correction acoustique.

• L’application d’un vernis accentuera l’effet de réverbération du son. Un bois verni aura les même propriétés acoustiques qu’un enduit de plâtre c’est-à-dire peu performantes… ;
• Un panneau de bois mince non traité monté sur une ossature permettra d’absorber les basses fréquences ;
• Un panneau de bois, perforé préalablement, permettra de cibler l’absorption de certaines fréquences, voire d’un large spectre, si un matériau absorbant se trouve juste derrière celui-ci.

Les indices de bruits aériens

Si C représente les bruits environnants et C_tr les bruits du trafic routier environnant, on a :

*Les indices mesurés en laboratoire sont :

R_W = indice d’affaiblissement acoustique pondéré.  Il caractérise la capacité isolante du matériau, c’est donc sa performance acoustique mesurée en laboratoire en l’absence de transmission latérale. C et C_tr représente les corrections moyenne et haute fréquences (C) et basse fréquence (C_tr).

La norme EN 12354-1: 2000 permet de travailler par prédiction des valeur in situ sur base des mesures en laboratoire.

Un test en laboratoire met en relation la perception d’une radio au travers de la paroi et l’indice d’affaiblissement acoustique Rw:

Rw= 62dB : radio à niveau élevé inaudible

Rw= 57dB : radio à niveau normal inaudible

Rw= 52dB : radio audible

Rw= 47dB : conversation bruyante à peine compréhensible, mélodies reconnaissables

Rw= 42dB : conversation audible

Rw= 37dB : conversation fortement audible

Rw= 32dB : correspond à une radio à faible niveau dans la même pièce

R_A = indice d’affaiblissement aux bruits aériens entre locaux séparés intérieurs.

R_A,tr = indice d’affaiblissement aux bruits extérieurs.

**Les indices mesurés in situ sont :

D_nT,W = indice d’isolement acoustique standardisé pondéré aux bruits aériens.  Mesuré in situ il intègre, en plus des transmissions directes, les transmissions latérales.  L’indice _n signifie normalisé, _nT signifie standardisé.

Les valeurs de DnT,w sont supérieures à 54dB/58dB pour un bon/haut confort.

D_nT,A = indice d’isolement aux bruits aériens entre locaux séparés intérieurs.

D_{nT,A, tr} = indice d’isolement aux bruits aériens extérieurs.

L’isolation acoustique

Elle est influencée par trois paramètres

• La densité ;
• La rigidité ;
• La fréquence critique.

En ce qui concerne la densité, le choix de l’espèce sera prépondérant.  Au plus la densité est élevée, au plus l’isolation acoustique sera bonne.  Une espèce résineuse (masse volumique oscillant autour de 350 kg/m³) sera moins performante qu’un merbau (masse volumique voisine des 800 kg/m³).

Cependant, l’effet de la densité est relativement limité, le doublement de la densité du bois n’apporte qu’une amélioration acoustique de 4 dB.

La rigidité du bois est inversément proportionnelle à l’isolement acoustique (dans la gamme de fréquence critique- cf infra).  Plus un bois est dense et rigide, plus sa capacité d’isolation acoustique est faible.  Le bois est assez peu performant en matière d’isolation acoustique.  Des conceptions et mises en œuvre supplémentaires doivent donc être prévues pour coupler le bois avec un autre matériau plus performant.

La fréquence critique correspond à la fréquence à laquelle l’isolation aux bruits aériens présente une faiblesse.  Cette fréquence est propre à chaque matériau et est fonction de son épaisseur.  Pour les panneaux en bois classiques, cette fréquence se situe autour de 800Hz – 1 000 Hz, c’est-à-dire au milieu du domaine où l’oreille humaine est sensible qui est comprise entre 20Hz et 20 KHz.

Les indices de bruits de choc

L’_n,T,W = niveau de puissance acoustique de bruit reçu aux bruits de choc et mesuré in situ.  Il prend en compte les transmissions latérales.

= L_n,W – DL_W + T_L (où L_n,W est le niveau de bruit de choc qui représente le niveau de pression acoustique mesuré sous un plancher qui est soumis aux sollicitations d’une machine à choc normalisée et T_L est la transmission latérale liée au bâti ou in situ.

Les valeurs de L’nT,w sont inférieures à 54dB/50dB pour un bon/haut confort.

DL_W = indice de mesure en laboratoire du système isolant.  Il caractérise les performances du produit et sa capacité à diminuer le niveau du bruit de choc.