Construction de planchers en bois dur à l’acoustique optimisée

Le projet était axé sur le développement et l’étude d’une nouvelle construction de planchers en bois dur présentant une insonorisation améliorée des fréquences graves inférieures à 200 hertz. Le nouveau système devait satisfaire à ces critères techniques sans pour autant dépasser la hauteur de plafond des constructions de planchers en bois mises en œuvre jusqu’alors.

La combinaison d’études expérimentales et d’un modèle à élément fini reproduisant le comportement dynamique de la construction a permis de résoudre cette équation complexe. Une alternative attrayante aux habituelles constructions de planchers en dur a ainsi pu être trouvée, qui ouvre également de nouvelles perspectives d’utilisation au bois de hêtre suisse.

La politique suisse du bois s’est fixée pour objectif d’augmenter la part du bois dur dans la construction. Un défi tout particulier est l’insonorisation des bâtiments en bois, notamment dans les fréquences graves inférieures à 200 hertz. Des sons de ces fréquences sont générés quand les occupants marchent ou sautent, ou par exemple par les "home cinemas" en appartement. Bien qu’ils ne soient pas pris en compte dans les normes de protection contre le bruit et ne constituent donc pas un problème du point de vue juridique, ils sont souvent considérés comme une nuisance par les voisins. Pour obtenir une insonorisation comparable à celle des constructions en dur, les bâtiments en bois à plusieurs étages requièrent des constructions spéciales intégrées aux planchers, dotées de structures complexes et de hauteurs de plafond importantes, ce qui limite leur compétitivité face aux bâtiments en dur.

L’objectif du projet était de développer une construction de planchers multifonctionnelle en bois dur suisse présentant une insonorisation des graves améliorée d’au moins 10 dB par rapport aux autres constructions de planchers en bois actuellement utilisées dans les bâtiments à plusieurs étages. La construction modélisée devait avoir une épaisseur similaire à celle des constructions de planchers en dur traditionnelles. Elle devait par ailleurs afficher un meilleur bilan en matière d’analyse de cycle de vie grâce à un impact environnemental moindre.

Trouver de nouvelles possibilités d’utilisation au bois dur – principalement le bois de hêtre – comptait également au nombre des objectifs poursuivis. Du fait de sa haute densité et de la qualité acoustique élevée qui en résulte, le hêtre est un bois adapté à la construction malgré sa forte déformabilité. Cette essence est actuellement surtout utilisée pour la fabrication de meubles et de contreplaqué.

Les études expérimentales et le modèle à élément fini du comportement dynamique qui a été validé ont révélé que les constructions en bois tourillonné avec chape flottante apportaient une insonorisation des bruits de pas similaire à celles des constructions en dur traditionnelles. L’utilisation de paliers élastiques correctement dimensionnés réduit la propagation des sons dans les éléments latéraux et permet d’abaisser les coûts d’insonorisation.

Les analyses effectuées et le design du produit constituent des éléments décisifs pour la diffusion commerciale de la construction en bois de hêtre lamellé tourillonné.
La mise en œuvre de cette construction de planchers en bois à l’insonorisation optimisée est particulièrement recommandée dans les immeubles d’habitation et les bureaux à plusieurs étages. Cette innovation pourrait permettre aux bâtiments en bois de gagner encore en importance en zone urbaine et d’offrir ainsi une réelle alternative aux constructions en dur. Le bois dur devient ainsi plus compétitif, ce qui va dans le sens de la politique de la ressource bois promue par la Confédération.

Competitive wooden floor system

Multi-objective optimisation based on acoustics improvement

• Dr. Luboš Krajči, Soundtherm GmbH, Schlattingen
• Dr. Carl Hopkins, Acoustics Research Unit, School of Architecture, University of Liverpool, Grossbritannien