Après avoir lu pas mal de tutos sur la création de caissons (ou de box) insonorisés, je me suis dit qu'il serait bien de résumer les principes d'isolation acoustique dans un guide. Que chacun puisse choisir sa méthode, ses matériaux, selon son budget, ses contraintes... tout en évitant les pièges, les oublis, et en permettant grâce à quelques notions et principes de comprendre pourquoi un projet fonctionne, ou pas.
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Table des matières:
- Matériaux
- Notions générales
- L'isolation acoustique
- Le traitement acoustique
- Les vibrations
- Le résonateur d'Helmoltz
- En pratique
- Liens
- Remerciements
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- Matériaux:
- Isolants:
Ils empêche le bruit de passer, c'est un matériau plutôt rigide, dense, lourd.
le bois:
Ce n'est pas le meilleur isolant acoustique, mais facile à travailler.
prix: entre 5 et 30 euros le m2 pour 15mm d'épaisseur, selon le type de bois
les plaques de plâtre (phonique):
Composé de gypse entre deux feuille de carton, et d'une structure amortissante pour le placo phonique.
prix: environ 5euro/m2 pour 13mm d’épaisseur
les plaques Fermacell:
Composées de gypse et de fibre de cellulose, plus dense que les plaques de plâtres, donc un peu plus efficace.
prix: environ 10euro/m2 pour 13mm d'épaisseur
Les feuilles de bitume lourdes:
Elles servent à alourdir une cloison, un moteur. On en trouve de différentes épaisseurs, plus ou moins flexibles, souvent autocollante d'un ou deux cotés
prix: entre 20 et 50euros/m2
- Absorbants:
Sert à absorber les ondes dans une paroi, ou a traiter l'acoustique d'un espace.
⚠️ C'est l'air emprisonné à l’intérieur qui lui donne ses propriétés acoustiques. Donc attention à ne pas trop les compresser!
la laine de roche:
le meilleur rapport qualité/prix, idéale pour combler un espace vide et éviter les résonances (j'aime pas trop la laine de verre qui gratte).
prix: entre 5 et 10 euros par m2.
les mousses alvéolaires:
Les mousses structurées type "boite à œufs", pyramidales ou autres sont à utiliser pour le traitement acoustique des espaces (clos).
Les plaques de mousses planes plus pour l'isolation des cloisons.
prix: entre 10 et 20 euros par m2 pour 3cm d'épaisseur
polyuréthane dur:
Idéal pour l'isolation des cloisons.
prix: entre 15 et 20 euros le m2 pour 5cm d'épaisseur
les mousses composites:
Le top, faites de différentes types de mousses, ce qui en améliore les qualités acoustiques.
⚠️ Comme toutes les mousse, plus sa densité sera élevé, mieux elle fonctionnera.
prix: entre 20 et 40 euros le m2 pour 4cm d'épaisseur
- Résilients:
C'est un matériau qui empêche la transmission de vibrations mécanique (donc de bons absorbants aussi).
le liège:
prix: entre 10 et 15 euros le m2 pour 2cm d'épaisseur
Existe aussi mélangé avec du caoutchouc, plus efficace, mais plus chère:
le caoutchouc:
plus efficace que le liège, mais aussi plus chère.
prix: environ 30 euros le m2 pour 1,5cm d'épaisseur
Existe aussi en plaque expansé ou non:
les ressorts:
⚠️ Attention, ils sont spécifique au poids qu'ils supportes, un ressort trop dur ou trop mou ne sera pas très efficace.
Il existe aussi des silent bloc sur le même principe, dans lesquels du caoutchouc remplace le ressort.
prix: entre 10 et 20 euros l'unité
Et les silent bloc:
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- Notions Générales:
- Une onde sonore est une mise en vibration de molécules, qui se propage de proche en proche au travers d'un milieu ou d'un matériau.
Propagation d'une onde de molécule en molécule:
- Une onde (sonore) est donc la transmission d'une vibration (d'une énergie) de molécule en molécule. Plus la fréquence sera basse, plus les molécules auront une grande amplitude de vibration, ce qui veux dire une grande énergie pour les mettre en mouvement.
Ce qui explique qu'il est plus compliqué d'atténuer les basses fréquences qui ont une plus grande énergie.
- Lors du passage d'un milieu à l'autre (de densités différentes), l’énergie d'une onde sera d'une part réfléchie, d'autre part transmise.
L'énergie de départ = l'énergie réfléchie + l'énergie transmise.
Passage d'un milieu à un autre:
Avec une cloison, il y a donc deux passages de l'onde d'un milieu à un autre. Du milieu 1 à la cloison, et de la cloison au milieu 2. Ici ont peux donc dire:
énergie initiale= énergie réfléchie + énergie absorbé + énergie transmise.
C'est donc le passage d'une densité à l'autre qui permet en grande partie l'atténuation de l'énergie acoustique par réflexion ou absorption. Ce qui explique l’intérêt de plusieurs couches dans une paroi, ou des matériaux composites (fait de plusieurs matières) pour en améliorer l'isolation acoustique.
Avec une cloison:
- La densité d'un matériau influence directement la qualité de transmission d'une onde dans celui ci, et de réflexion sur celui ci:
-Plus un matériau sera dense, dur, mieux il transmettra les ondes (il ne sera pas très absorbant), mais plus il les réfléchira (il sera isolant).
-Par opposition moins un matériau sera dense, plus il sera mou, moins il transmettra les ondes (il les absorbera) et moins il les réfléchira (moins isolant).
Ce qui explique la complémentarité de ces deux types de matériaux (isolant/dur et absorbant/mou) pour améliorer l'isolation d'une cloison.
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- ⚠️ L'isolation acoustique:
En isolation acoustique, c'est à dire lorsque l'on parle d'une cloison, il existe trois grands principes essentiel à respecter pour de bons résultats:
- Étanchéité du montage: Une chose toute simple, si l'air passe, le bruit passe. Pour un caisson par exemple, mise à part l'entrée et la sortie d'air qui seront relier à des gaines, toutes les jonctions, les passages de câbles doivent êtres étanches. On peux utiliser de la patafix pour boucher un passage de câble simplement, et du joint silicone pour fixer les flanges hermétiquement si l'on veux une étanchéité parfaite.
- Principe de masse: Encore un principe assez simple, plus c'est lourd, mieux ça isole. Et donc plus un isolant/ une cloison sera épais/se, mieux il/elle isolera. Il existe des feuilles de bitumes lourdes avec une face (ou deux) autocollante qui permettes d'alourdir un matériau sans que celui ci soit trop épais. Ces feuilles peuvent aussi être utiliser pour augmenter la solidarité, et atténuer les vibration de parties mécanique (comme la carcasse d'un extracteur par exemple)
- Principe masse/ressort/masse: Ici ont a un bel exemple de complémentarité de matériaux dur (masse) et mou (ressort), mais aussi de l’absorption par passage d'une densité à l'autre. ce principe est terriblement efficace pour réduire l'épaisseur, le poids d'une paroi, en gardant une bonne isolation acoustique. Le fonctionnement est très simple, un sandwich de deux parois rigides avec entre les deux, un matériau absorbant (et/ou un vide d'air).
Exemple de masse/ressort/masse:
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- Le traitement acoustique:
Le traitement acoustique vise à atténuer la réverbération, les résonances d'un espace clos. L'intérieur de nos caissons, de nos box sont des espaces qui peuvent devenir générateur de nuisances. les parois étant isolante, elles sont aussi réfléchissantes. Si elles ne sont pas traité acoustiquement, nos caissons (nos box) peuvent devenir de vraies caisses de résonance.
Selon le types de fréquences que l'on veux atténuer, différentes solutions existes:
-Les fréquences aigu (>1000hz), en général, de la laine de roche, une mousse expansé ou composite suffises. les fréquences aigu sont les plus simples à atténuer, du faite de leurs petite énergie.
-Les fréquences médium (entre 300hz et 1000hz), de la mousse haute densité ou composite sera plutôt recommandé pour l'absorption couplé à une bonne cloison isolante. On peux aussi utilisé des pièges à son, du type résonateur d'Helmoltz.
-Les fréquences graves (<300hz) ça commence à devenir plus compliqué, en général on traite les angles, les parois avec des matériaux très dense et absorbant, des "bass trap" en fibre de verre ou plastiques semi rigide. Mais il existe aussi des résonateurs actifs (alimenté électriquement), qui génères un son opposé en phase, qui par sommation, annule le tout. Mais il faut de grands volumes pour que des basses fréquences soit généré. Dans nos cultures les basses fréquences sont le plus souvent crée par les vibrations des moteurs.
Bass trap:
⚠️ Ici l'idée est donc que pour le traitement acoustique des espaces clos, plus il y aura de couches de différentes densités, et plus les absorbants à l'intérieur seront denses, plus le traitement sera efficace, et sur une large bande de fréquences.
Une autre notion assez simple et intuitive, plus il y aura d'épaisseur d'isolant, plus celui ci aura la capacité à absorber de l'énergie, donc mieux il fonctionnera.
L'idée pour réduire les résonances d'un espace clos et aussi d'éviter les parois parallèles, on peux à la base fabriquer un caisson (ou une pièce, un placard) asymétrique, mais on peux aussi rajouter sur les parois intérieur des éléments qui serviront à "casser" les résonances (comme des morceaux ou plaques de bois, de mousse dense; de formes, de taille différentes; placé de manière aléatoire, sur les angles)
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- Les vibrations:
Dans nos cultures, les extracteurs, ventilateurs et autres moteurs génèrent des vibrations, pour éviter que celles ci se transmettes aux caissons, chambres de culture et à la maison, on utilise des matériaux résilients. Et comme pour l'isolation et le traitement acoustique, plus il y a de couches, plus elles seront épaisses, meilleur sera le résultat. On peux donc utilisé du feutre, du liège, du caoutchouc...
Encore une fois, quelque chose de logique, mais étant donné la grande énergie des vibrations (qui sont des basses fréquences) plus les matériaux utilisé seront absorbants (mou, flexibles), mieux ils fonctionneront. Mais attention à la compression qui peux les rendre moins mou, moins flexible, et donc réduire leur efficacité.
Toujours quelque chose de simple, attention au montage! Les vibrations ne pardonnes pas, le moindre contact (même entre deux mousses acoustique), entre la partie traité et le reste de la box transmettra les vibrations (on peux parler de ponts acoustiques). Et l'isolant, les silent bloc ou autres ne serviront plus à grand chose.
En pratique:
- La méthode la plus simple et la plus efficace est de suspendre notre extracteur (ou nos moteurs) avec quelque chose qui absorbe les vibration, comme des ressorts, de la corde caoutchouc (il en existe en magasin de bricolage pour suspendre les vmc.), des tendeurs, ou même des chambres à air de vélo.
- Pour ceux qui veulent une vrais fixation, mais sans transmission de vibrations il reste les fixations à ressort, ou les silent bloc (environ 10 euros les 4, dans les magasin de bricolage, pour amortir les climatiseurs).
Silent bloc:
ressort anti-vibrations:
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- Résonateur d'Helmoltz
Il s'agit d'un piège à son, qui permet d'atténuer les fréquences médium.On n'en connait pas toujours le principe, mais on en a déjà tous vu quelque'part, vous savez les plaques percées de pleins de petits trous dans les lieux public, les salles de spectacles...
Résonateur d'Helmoltz dans un plafond:
Résonateur d'Helmoltz en laiton pour mesurer une hauteur de ton (une note):
Wikipédia:
"La résonance de Helmholtz est un phénomène de résonance de l’air dans une cavité. Le nom provient d’un dispositif créé dans les années 1850 par Hermann von Helmholtz afin de déterminer la hauteur des différents tons. Un exemple de résonance de Helmholtz est la résonance du son créé lorsque l’on souffle dans le haut d’une bouteille vide."
Cela dit, on utilisé déjà le principe chez les grec et les romains en cachant des amphores dans la structure des théâtres pour en corriger l'acoustique.
Donc si l'on si l'on souffle dans une bouteille il se crée une résonance, une note, mais si l'on met la bouteille dans un mur avec le goulot qui sort de ce mur (et un matériaux absorbant à la place de la paroi de la bouteille), la bouteille piégera (donc absorbera) les fréquences de la pièce correspondant à cette note, cette résonance (en théorie)
Pour obtenir un résonateur d'Helmoltz il faut une cavité, et un goulot (un col). Je ne vais pas détailler comment fabriquer ça ici, il y a pleins de tutos sur internet. Mais en général on utilise un assemblage de cavités associés à des cols, de volumes et de tailles différents, pour absorber un maximum de différentes fréquences...
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- En pratique:
Quelques conseils pratiques.
⚠️Les gaines:
-Souvent oubliées, dans les systèmes de ventilation, les gaines "classiques" génères du bruit. Et plus il y aura de longueur de gaine, plus il y aura de bruit. Par contre les gaines "phoniques" absorbes le bruit, cette fois ci, plus il y aura de gaine, moins il y aura de bruit. N'hésitez pas à remplacer toutes vos gaines, même les petits raccords par de la gaine phonique. Par contre attention, il existe différents types de gaines phonique, avec une gaine intérieur en aluminium ou en coton (beaucoup plus efficace).
-Une autre chose à prendre en compte dans les système de ventilation, plus les gaines seront grosses, moins il y aura de bruit de flux d'air, n'hésitez pas à utiliser des gaines, mais aussi des fac et silencieux de gros diamètres.
Gaines classiques:
Gaines phoniques:
Les silencieux:
Très utiles pour atténuer le bruit du flux d'air en fin de circuit, il fonctionne sur le même principe (mais mieux) qu'une gaine sono, par contre plus encombrant et moins flexible!
Ils font en générale 60cm, on peux en trouver de 30cm (mais qui sont beaucoup moins efficaces) ou 90cm (mais le gain d’efficacité n'est pas énorme par rapport à 60cm).
Il existe aussi des silencieux souples, qui sont en faite plus ou moins des bouts de gaine sono retravaillé... (le genres de choses que l'on peux faire soit même très facilement)
Différents silencieux:
Il existe aussi des systèmes plus industriels avec des plaques verticales faites de matériaux absorbant:
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- Liens:
https://wiki.cannaweed.com/index.php/Tutoriels#Insonorisation
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- Remerciements:
L'idée de ce tuto m'est venu à l'esprit après la construction d'un caisson insonorisé, de quelques discutions sur le sujet. Du coup j'en profite pour remercier tout ceux qui ont participer, qui m'ont aidé, m'ont inspiré, m'ont soutenu, et qui du coup ont apportés leur pierre à l’édifice.
@pucca
Désolé à ceux que j'ai oublié...
Bon Bricolage à tous!
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