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Physique du Bâtiment 01 Année MASTER GC-STRUCTURES-MILA 2018/2019 Centre Univer

Physique du Bâtiment 01 Année MASTER GC-STRUCTURES-MILA 2018/2019 Centre Universitaire Abdelhafid Boussouf MILA Institut : Sciences Et Technologies Département : Sciences et Techniques Filière : Génie civil 01 Année MASTER GC-STRUCTURES Objectif de la matière Comprendre l’incidence du second œuvre du bâtiment sur la maitrise du confort et de sécurité intérieure. Prendre la mesure de la complexité du contrôle des ambiances dans le bâtiment. Contenu de la matière: Chapitre 1.Isolation phonique :(5 semaines) Généralités sur le son ; Elément d’acoustique ; Isolation acoustique des locaux ; Différents matériaux isolant ; Réglementation acoustique. Chapitre 2. Isolation thermique : (8 semaines) Physique du Bâtiment LECHEHEB. M Physique du Bâtiment 01 Année MASTER GC-STRUCTURES-MILA 2018/2019 2 Généralités et définitions ; La chaleur ; Thermique de la paroi ; Calcul des déperditions d'une construction ; Matériaux d’isolation thermique ; Réglementation thermique. Chapitre 3 : Humidité (2 semaines) Indices de problèmes d'humidité excessive ; Les Origines ; Les Dégâts ; Définitions ; Prévention et traitement. Mode d’évaluation: Contrôle continu: 40% ; Examen: 60%. Références bibliographiques: 1. A. COIN : Ossature de bâtiments – EYROLLES. 2. FISCHETTI A. : Initiation à l’acoustique, Paris, Belin, 2001, 288p + CD rom 3. VAL M. : Acoustique appliquée, Paris, Dunod, 2002, 350p 4. CHAGUÈ M. : L’acoustique de l’habitat, Paris, Le Moniteur, 2001, 242 p. 5. BARET Yves. Traiter l’humidité (dans la maison ancienne). Eyrolles, 2007. 79p. 6. " Energie+, version 8, Architecture et Climat, Université catholique de Louvain (Belgique) 2013, réalisé avec le soutien de la Wallonie - DGO4 - Département de l'Énergie et du Bâtiment Durable. Disponible sur : http://www.energieplus-lesite.be " 7. Yves JANNOT. AIR HUMIDE.; sepetembre 2005 8. SOCOTEC, CSTB. Performance énergétique : les matériaux et procédés d’isolation. CSTB, 2013. 458p. ISBN-13: 978-2868915719 9. Thierry Gallauziaux, David Fedullo. Le grand livre de l'isolation.2009. Livre de Thierry Gallauziaux  Gros œuvre et second œuvre La construction d’un bâtiment est régie par des règles ancestrales qui s’appuient sur des savoirs faire spécialisés de différents métiers, on parle alors de corps d’état du bâtiment. La construction d’un bâtiment se divise en 2 grandes parties :  Le gros œuvre  Le second œuvre LE GROS ŒUVRE concerne les études de sol, l’acheminement des VRD, le terrassement, la construction des fondations, l’élévation des murs, la réalisation de la charpente et de la couverture, la pose des grosses menuiseries. Une fois ces différentes opérations effectuées on déclare le bâtiment « hors d’eau et hors d’air ». Physique du Bâtiment 01 Année MASTER GC-STRUCTURES-MILA 2018/2019 3 Préambule LE RÔLE DU BÂTIMENT HABITÉ Il est utile de répéter que le rôle premier d'un bâtiment est d’assurer à ses occupants un climat intérieur agréable, et peu dépendant des conditions extérieures, notamment météorologiques et acoustiques. La qualité architecturale participe, à notre avis, aux conditions de confort ou réciproquement, le confort offert par un bâtiment est un des aspects de son architecture. Les exigences actuelles sont plus restrictives que celle acceptées aux siècles passés. Elles peuvent être classées en plusieurs catégories qui interagissent entre elles: exigences de confort thermique, exigences de qualité de l’air, besoin en éclairage, protection acoustique et exigences en termes de qualité de l’environnement, tant intérieur qu’extérieur. La satisfaction de besoins de l’occupant est aussi importante que l’aspect esthétique du bâtiment, son intégration au site et sa solidité. L’architecte construit des bâtiments destinés à être occupés. Il contribue, dans une démarche intégrée, à donner au bâtiment sa qualité esthétique, sa solidité, et sa qualité environnementale. Le confort offert par un bâtiment résulte d’abord de la conception architecturale. L’architecte qui laisse à l’ingénieur ou au technicien spécialiste en chauffage, ventilation, climatisation, éclairage, ou acoustique, le soin d’assurer la qualité d’environnement intérieur perd le contrôle de l’intégration, et prend le risque que son œuvre soit dénaturée par les contraintes techniques. Au moyen d'une planification intelligente et multidisciplinaire, il est parfaitement possible d'assurer à la fois une bonne qualité architecturale, une excellente qualité d'environnement intérieur et une très faible consommation d'énergie Critères de confort : Les conditions propres à l’individu, qui sont son métabolisme, son activité, son habillement et sa santé, jouent un rôle primordial sur la perception que cette personne aura de son confort. Il convient donc de le reconnaitre car l’architecte n’a aucune influence sur ces paramètres. Conditions thermiques Températures de l’air et des surfaces environnantes. Sources de rayonnement (radiateurs, soleil, poêles). Perméabilité thermique des surfaces en contact avec le corps. Qualité d’air Vitesse relative de l’air. Humidité relative de l’air. Pureté ou pollution de l’air, odeurs. Acoustique Niveau de bruit, nuisance acoustique. Temps de réverbération (duré de l’écho). Optique Eclairage naturel et artificiel. Couleurs. Volumes intérieurs et distribution des volumes. Autres influences Degré d’occupation des locaux. « ambiance ». Physique du Bâtiment 01 Année MASTER GC-STRUCTURES-MILA 2018/2019 4 Chapitre 01 : Isolation phonique Rarement prise en compte par les occupants au niveau du projet de construction ou de rénovation, la performance acoustique de l’isolation est pourtant une forme de confort indispensable. Il faut d’abord bien diagnostiquer de quel bruit l’on veut se protéger et savoir décrypter les étiquettes. L'isolation phonique, ou isolation acoustique, a pour objectif d'éviter la propagation du bruit I. Généralités sur le son : I.1. Introduction : Un son est une vibration de l’air, elle-même engendrée par la vibration d’un corps solide. L’onde ainsi créée se propage dans l’espace et rencontre des obstacles qui vont la modifier, la dévier, l’amplifier voire l’absorber. La propagation rectiligne d’une onde longitudinale dans un milieu homogène (et sans amortissement) est schématisé à la page suivante. On admet que la source sonore vibre de façon sinusoïdale à la fréquence f. Son mouvement est périodique de période T et de pulsation w. On note y son élongation : y(t) = a sin wT T=1/f ; f=1/T ; wT=2π rad La propagation d’une onde sonore dans un milieu se traduit par l’existence d’une pression acoustique pac qui s’ajoute à la pression atmosphérique : pac + patm = ptotal Le déplacement effectué par le son, en une période correspond à une longueur d’onde λ Physique du Bâtiment 01 Année MASTER GC-STRUCTURES-MILA 2018/2019 5 La vitesse de déplacement de l’onde, dans un milieu non dispersif, ne dépend pas de la fréquence ; dans ce cas, seule la longueur d’onde est caractéristique de l’onde. λ = c × T et c = λ/T (m/s) Un son est caractérisé par son intensité et sa fréquence. Dans la pratique, on rencontre très peu de sons purs (c'est-à-dire une seule fréquence) mais plutôt des sons complexes, qui résultent de la superposition d’un grand nombre de sons purs. Si les sons purs sont répartis en fréquences suivant une série harmonique, leur superposition donne un son « harmonique », à caractère musical. Si la superposition de sons purs donne un phénomène acoustique aléatoire, où l’on ne peut distinguer de fréquences, on est alors en présence de bruit. La fréquence du son permet de distinguer les sons graves des sons aigus. Elle se mesure en Hertz (Hz). A cette notion physique correspond la notion physiologique de hauteur du son : Physique du Bâtiment 01 Année MASTER GC-STRUCTURES-MILA 2018/2019 6 plus un son est haut plus il est aigu. L’oreille humaine perçoit des sons dont les fréquences varient entre 16 et 20 000 Hz I.2. Vocabulaire :  Front d’onde : surface virtuelle d’un champ sonore sur laquelle tous les points vibrent en phase.  Une source ponctuelle omnidirectionnelle émet de la même façon, dans toutes les directions de l’espace qui l’entoure.  Le milieu de propagation est isotrope si ses propriétés sont indépendantes de la direction de propagation.  Si le milieu de propagation est homogène et isotrope et si la source est ponctuelle, les fronts d’onde successifs sont des sphères centrées sur la source sonore ; l’onde est, alors, dite sphérique.  L’onde devient une onde plane lorsque les fronts d’onde sont perpendiculaires à la direction de propagation. I.3. Célérité du son :  Célérité du son dans les solides c = E ρ E : Module d’Young du solide (N/m2 ) (encore appelé « module d’élasticité longitudinale » du solide) ρ : masse volumique du milieu (kg/m3 ).  Célérité du son dans les liquides c = K ρ K : Module de compressibilité isotherme du liquide (en N/m2 ou en Pa)  Célérité du son dans les gaz : Loi de Laplace c = γp ρ γ: Coefficient de compression adiabatique (sans unité) p : pression absolue du gaz (Pa) I.4. Son pur et son complexe : Une vibration sinusoïdale d’une source sonore engendre un son pur (une seule fréquence). Un son complexe périodique, de fréquence f, résulte de la somme de sons purs de fréquences f, 2f, 3f,… La fréquence f correspond au fondamental. Les autres fréquences correspondent aux harmoniques. L’analyse spectrale d’un son complexe permet de séparer le fondamental des harmoniques (exemple ci-après). Exemple : ysom : son complexe périodique : ysom = y1 + y2 + y3 Physique du Bâtiment 01 Année MASTER GC-STRUCTURES-MILA 2018/2019 7 II. Elément d’acoustique architecturale II.1. Généralités Lorsque la source sonore se trouve dans un uploads/Ingenierie_Lourd/ physique-du-batiment.pdf