Quelles solutions pour lutter contre la pollution sonore dans le secteur de la construction ?

par Tamzen Lim, Ariadna Llianas et Gabrielle Durand-Morris

La pollution sonore est un problème de santé publique. L’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) considère la pollution comme l’une des trois priorités écologiques dans la lutte contre la dégradation de l’environnement. La pollution sonore que l’on retrouve dans les environnements hyper urbains peut causer des troubles cognitifs et psychologiques (troubles du sommeil, stress…). Tous les bruits supérieurs à 55 dB sont considérés comme dérangeants. L’exposition chronique aux bruits allant de 65 dB à 80 dB peut causer des dommages à la fonction auditive. Les bruits causés par les trafics routiers augmentent parallèlement à la motorisation. Dans l’Union européenne, plus de 40 % de la population est exposée au bruit de la circulation automobile supérieur à 55 dB et 20 % ainsi qu’à un niveau plus élevé jusqu’à 65 dB.

Les murs végétalisés

Pour lutter contre la pollution sonore dans les villes, on peut commencer par améliorer l’isolation acoustique des rues et des bâtiments. Par-exemple, mettre de la verdure sur la façade d’un bâtiment permet de créer un écran acoustique et d’atténuer la propagation des bruits, par effet d’absorption.

La végétalisation des surfaces peut se faire à l’horizontale – avec des toits verts intérieurs et extérieurs – ou à la verticale.

Il existe plusieurs situations dans lesquelles l’usage de l’écran acoustique végétal semble très pertinent, comme à proximité des routes, des voies ferrées ou des sources de bruit du trafic aérien.

Lors de la conception du système, la configuration géométrique, l’épaisseur du substrat et la couche de végétation sont des facteurs importants à prendre en compte car ils affectent les propriétés d’absorption et de propagation du son, et dans le cas d’un mur extérieur, modulent le ruissellement des eaux pluviales.

L’aménagement des espaces verts combiné aux propriétés et attributs des voiries et des bâtiments sont des facteurs qui réduisent considérablement les niveaux de bruit. Sur l’image a droite on peut voir d’autres exemples de cette manière écologique de réduire le bruit.

Selon une étude portée par la Commission Européenne, la végétalisation des murs et des toits adoucit l’environnement urbain. De plus, c’est une technique naturelle et relativement peu coûteuse, par rapport aux techniques utilisant des matériaux fabriqués. Cette méthode présente donc de nombreux avantages.

Absorption et dispersion du bruit à l’intérieur des bâtiments

Une solution pour améliorer l’acoustique des bâtiments consiste à utiliser des matériaux qui absorbent ou qui dispersent le bruit.

L’absorption se produit quand le bruit n’est pas réfléchi par une surface. L’absorption correspond à une conversion de l’énergie acoustique en chaleur tandis que la diffusion correspond à une dispersion du son dans toutes les directions de l’espace.

On peut utiliser ces propriétés pour réduire le bruit dans un bâtiment.

L’isolation acoustique a un but préventif : elle permet d’éviter que se propage le bruit entre deux espaces grâce à une séparation telle que un mur, un plafond, ou un sol. Ce procédé utilise des matériaux insonorisants qui peuvent transformer l’énergie acoustique absorbée en chaleur.

De façon générale, à l’aide d’un matériau plus fibreux le bruit est mieux réfléchi. À l’inverse, un matériau moins fibreux et plus dense est moins performant. Mais cela dépend aussi de la fréquence de la longueur de l’onde parce que les bruits avec des fréquences plus basses sont difficiles à absorber. On peut absorber l’ensemble des ondes avec des absorbeurs de bruit de trois catégories différentes: les absorbants poreux, les absorbants de résonance et les absorbants simples.

Les absorbants poreux peuvent être des matériaux fibreux ou des mousses à cellules ouvertes. Les matériaux fibreux absorbent le bruit quand les fibres sont touchées par les ondes, ils se plient et dégagent de la chaleur.

Ce processus de conversion de l’énergie acoustique en chaleur a pour résultat d’absorber le bruit. Pour la mousse à cellules ouvertes, elle utilise le mouvement de l’air qui vient de l’onde sonore et pousse les particules d’air dans des passages étroits qui étouffent le bruit.

L’épaisseur des matériaux détermine les qualités d’absorption. Le plus souvent, les matériaux fibreux et la mousse à cellules ouvertes ne sont pas considérés comme jolis, alors on peut les couvrir avec une finition acoustiquement transparente, comme le tissu, les lattes de bois, ou avec des matériaux perforés (bois, métal, plaque de plâtre, etc.).

Les absorbants de résonance, quant à eux, sont constitués d’un système d’oscillation mécanique ou acoustique comme des absorbeurs de membranes. Finalement, les absorbants simples sont des objets qui dispersent le bruit grâce aux propriétés isolantes ou dispersantes du matériau dans lequel ils sont faits (comme les tables, les chaises…).

Motorisation et réglementations

Une autre solution pour lutter contre la pollution sonore est de faire des changements à la source en créant des technologies et des lois qui limitent le bruit. On peut par exemple améliorer les moteurs utilisés dans les voitures et dans les avions.

En général, les bruits produits dans les avions viennent du jet, du ventilateur, du compresseur, du train d’atterrissage et du bruit de cellule. Les grandes marques d’avions cherchent des solutions à ce grand problème, par l’amélioration de la structure de leurs avions. Un exemple est le programme The Silent Aircraft Initiative (2006) (SAX-40). Ce programme est mené par l’Université de Cambridge et le Massachusetts Institute for Technology (MIT). Ensemble, ils étudient différents aspects fonctionnels comme les revêtements acoustiques et la simplification du train d’atterrissage.

Ce design n’est qu’une idée et n’existe pas pour le moment, mais des idées similaires sont dans le Quiet Technology Demonstrator (QTD1) Programme.

Ce programme à choisi quelques problèmes à changer comme “les chevrons de tuyère, des revêtements d’admission sans épissure, des emplacements de revêtement étendus et des systèmes d’antigivrage d’aile repensés ainsi que des carénages lisses pour réduire le bruit du train d’atterrissage” (National Academy of Engineering). Les solutions ont été incorporées dans les nouveaux avions de Boeing.

Une autre solution, “The Ring”, a été proposée par l’Université de Boston.Il s’agit d’un anneau avec des trous dans une forme spécifique qui peut perturber les ondes sonores et limiter le bruit. Le cercle est attaché à l’arrière du moteur.

Dans les voitures, les changements sont plus législatifs. À cause de toutes les marques, et de la variabilité de niveau de bruit pour chaque voiture, c’est plus efficace de créer des lois fixant un seuil de décibels à ne pas dépasser.

L’UE a fait quelques changements, sur les types de pneu que l’on peut utiliser, les lois pour les voitures électriques qui doivent être plus silencieuses, et les lois qui contrôlent la façon dont on peut conduire.

En conclusion, la pollution sonore est un problème grave pour les gens qui vivent dans les lieux urbains puisqu’elle peut affecter la santé. La recherche montre qu’une augmentation dans l’exposition de bruits a des liens avec des problèmes de pression de sang élevé, un sommeil moindre, une accélération du rythme cardiaque, la constriction cardiovasculaire, des difficultés respiratoire etc.

Selon l’OMS, ces effets sur la santé peuvent conduire à des handicaps sociaux, une réduction dans la productivité, une décroissance dans la capacité à apprendre, une augmentation dans l’utilisation des drogues et un absentéisme dans le bureau et à l’école.

Il faut donc que des architectes et des ingénieurs pensent à l’augmentation de la pollution sonore. On peut contribuer à lutter contre ce problème avec l’utilisation de techniques spécifiques de construction et de conception des avions et des automobiles. A l’échelle des villes et des axes routiers, il y aussi des solutions naturelles comme la végétalisation des surfaces. Enfin, c’est aussi la responsabilité des gouvernements de promouvoir les meilleures solutions pour éviter cette pollution.

Sources bibliographiques

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https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1253729/
“Science for Environment Policy”: European Commission DG Environment News Alert Service, edited by SCU, The University of the West of England, Bristol