Étude des caractéristiques acoustiques des matériaux alvéolaires utilisés pour la construction de parois dans le bâtiment

par Gary Jacqus

Thèse de doctorat en Acoustique physique

Sous la direction de Vincent Gibiat et de Philippe Jean.

Soutenue en 2011

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    De part leurs propriétés thermiques intéressantes, les briques alvéolaires de terre cuite sont largement utilisées dans le domaine de la construction de parois. Du fait de leur large épaisseur, de leur inhomogénéité et de leur anisotropie, les lois physiques couramment utilisées en acoustique du bâtiment pour prédire la performance acoustique des parois ne s'appliquent pas de manière correcte aux murs maçonnés avec ces matériaux. On expose ici une approche simplifiée destinée au calcul de la transmission acoustique au travers d'une paroi alvéolaire. Un modèle vibratoire homogénéisé est développé puis comparé à divers résultats d'essais. Dans ce modèle, la paroi alvéolaire est assimilée à une plaque épaisse orthotrope homogénéisée. Une technique numérique d'homogénéisation, basée sur la méthode des éléments finis, est utilisée pour extraire les coefficients élastiques équivalents du milieu alvéolaire. Des mesures accélérométriques et d'holographie acoustique de champ proche sur mur sont ensuite menées afin de mettre en évidence expérimentalement les différents modes de vibrations responsables de la transmission entre 100Hz et 5kHz. Deux pistes visant à optimiser le comportement acoustique des matériaux alvéolaires sont finalement présentées. La première est basée sur le modèle d'homogénéisation et expose plusieurs études paramétriques destinées à identifier les grandeurs physiques jouant un rôle majeur dans les performances acoustiques du mur. La seconde exploite le concept d'irrégularité géométrique d'un système physique. On s'intéresse notamment à l'influence de la répartition des inhomogénéités dans le milieu alvéolaire sur l'isolation acoustique de la structure.

  • Titre traduit

    Acoustic properties of masonry walls made of hollow brieks


  • Résumé

    Hollow bricks are widely as building structural elements, mainly for their attractive thermal insulation properties. However, because of their high thickness, inhomogeneity and strong anisotropy, the physical laws commonly used in building acoustics do not provide accurate predictions in the case of these materials. To solve this problem, a simplified semi-analytical approach is proposed to compute sound transmission through hollow brick walls. A homogenised vibratory model is derived and compared to various test data. In this formalism, the wall is treated as a thick orthotropic and homogenised plate. An efficient numerical homogenisation process, based on the finite element method, is used to get the equivalent elastic constants of one brick block. Accelerometrics and an acoustical holography technique are then applied to study the vibrationnal properties of a brick wall in the range [100Hz, 5kHz]. The last part of this work is devoted to the optimization of the acoustic behaviour of hollow brick walls. First, several parametric studies are leaded to higlight the relevant physical parameters for the improvement of the acoustic properties. Besides, the concept of irregularity is introduced. The effect of spatial dispersion of the geometrical irregularities on sound insulation is discussed.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (192 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 179-183

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011 TOU3 0055
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