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  L5C – Acoustique et éclairagisme –S. Balez – Année 2006/2007 1/9 Test d'acoustique et d'éclairagisme (L5C) NOM :………………………………. Ecole Nationale Supérieure d'Architecture de Grenoble Année 2006-2007 – Durée 2H Enseignante : Suzel BALEZ – janvier 2007 Tous documents + calculette ou ordinateur autorisés Tous les exercices sont indépendants Répondez directement sur le document (utilisez le verso des feuilles éventuellement)   Exercice I : Isolement acoustique (5 points) 1/  Deux locaux sont séparés par une paroi qui comprend une cloison de 18 m² avec un indice R de 40dB et une porte de 2 m² avec un indice R de 20 dB. - Quel est l’indice d’affaiblissement acoustique composite R de la paroi ? [voir les annexes en fin de sujet] R résultant = 10log [(S1 +S2)/ S1 x 10 -0,1R1  + S2 x 10 -0,1R2 )] = 10log [20/ 18 x 10 -4  + 2 x 10 -2 )] = 10log 917,43 = 30 dB  (29,62)  2/  La porte est mal posée, il y a un jour de 8mm dessous. - Sachant que cette porte mesure 1m de large, calculez l’indice d’affaiblissement acoustique R de la porte mal posée et commentez votre résultat. R = 10log [(S2 +S2’)/ S2 x 10 -2  + S2’ x 10 0 )] = 10log [(2,008)/ 0,02 + 0,008)] = 18 dB   Entre l’indice d’affaiblissement acoustique de la porte mal posée et celui de la porte bien posée il n’y a que 2 dB d’écart : une différence difficilement perceptible. 3/  On ouvre la porte. Calculez l’indice d’affaiblissement acoustique de la paroi avec la porte ouverte R = 10 dB    L5C – Acoustique et éclairagisme –S. Balez – Année 2006/2007 2/9 Exercice II : Acoustique des salles (5 points) Soit une salle de classe de 8 m x 5 m et de 2,50 m de hauteur, dont le plafond présente un coefficient d’absorption α  de 0,15 à 1000 Hz et les autres parois un coefficient α  de 0,05 à la même fréquence. Une des parois latérale est munie de 3 fenêtres de 1,5m x 1,8m de hauteur ( α  = 0,03 à 1000 Hz) 1/  Quel est le temps de réverbération (TR) de ce local à 1000 Hz ? Commentez votre résultat. Calcul surfaceSurface x α  A (m²) Plafond 8 x 5= 40 0,15 6 Murs 2 (8+5) x 2,5 – 3 (1,5 x 1,8) 0,05 4,84 Vitres 3 (1,5 x 1,8)= 8,1 0 ,03 0 ,24 = 11,08 Tr = [(8 X 5 X 2,5) / 11,08] x 0,16 = 1,4 s Temps de réverbération trop long pour une salle de classe. 2/  On veut corriger la durée de réverbération de ce local pour obtenir une valeur de 0,6 secondes à 1kHz. Que proposez-vous ? Argumentez votre réponse du point de vue d'un architecte-acousticien : choix des matériaux, positionnement dans le local, liens avec l'activité, calcul éventuel de surface à mettre en œuvre, etc…   [Pour cette question, vous utiliserez les valeurs de alpha sabine données dans le tableau à la fin du sujet] On va chercher à améliorer l’aire d’absorption équivalente du local. La paroi à traiter en priorité est le plafond car c’est celle qui est la moins vulnérable. Si on choisi de plutôt traiter les parois, il faudra utiliser un matériau résistant au chocs comme la brique perforée. Si on veut obtenir un TR de 0,6 s, il faut une aire d’absorption équivalente de A = V/ (0,6/0,16) = 100 / 3,75 = 26,6 m² Surface du plafond = 40 m², son aire d’absorption équivalente doit être d’environ 21 m² (26 – 5) pour obtenir le TR recherché 21 / 40 = 0,52  Je choisi en annexe les matériaux ayant un α  à 1 000 Hz d’environ 0,52, comme les plaques de fibres minérales de 20mm d’épaisseur et plénum de 250 mm ( α  =0,50) ou le bois rainuré de 11mm d’épaisseur ( α  =0,55).  L5C – Acoustique et éclairagisme –S. Balez – Année 2006/2007 3/9 Exercice III : Propagation en champ libre (5 points)   1/ On a mesuré par octave le niveau sonore à 1m un moteur d’engin de chantier. Les résultats sont donnés ci-dessous : - Quel est le niveau sonore global pondéré A  de cet engin ? [voir les annexes en fin de sujet] Calcul de la pondération A 0ctave Hz 125 250500100020004000 NIVEAU EN dB 96 95 85 86 83 80 Pondération A -15,5 -8,5-3 0 +1 +1 Niveau sonore pondéré A 80,5 76,582 86 84 81 Niveau global pondéré (en utilisant le diagramme en annexe ou en calculant): 80,5 76,5 82 86 84 81 82 87,5 85,8   88,6   90,4 Soit un niveau global pondéré de 90 dB A   2/ Par capotage on a gagné : - Quelle est l’amélioration globale obtenue en dB(A) ? 68,5 71,5 67 71 64 61 73,4 72,5 64,9 76,2 76,6 Soit un niveau global pondéré de 77 dB A, càd 15dB(A) d’amélioration   Octave en Hz 125 250 500 100020004000 Niveau en dB 96 95 85 86 83 80 Octave en Hz 125 250 500 100020004000 Gagné en dB 12 15 15 15 20 20 Octave en Hz 125 250 500 100020004000 Gagné en dB 12 15 15 15 20 20 Avec capotage (dB) 84 80 70 71 63 60 Après pondération A 68,5 71,5 67 71 64 61  L5C – Acoustique et éclairagisme –S. Balez – Année 2006/2007 4/9 - Quelle distance de sécurité doit-on imposer autour de l’engin pour être sûr de respecter le code du travail (85 dB(A)) ? Comme dans le cas d’une source ponctuelle en champs libre on perd 6 dB par doublement de distance et qu’à 1m on a 90 dB (A) : à 2 m on a 87 dB(A) et à 4 m 84 dB(A) Il faut donc un périmètre de sécurité d’environ 4m autour de l’engin pour respecter le Code du Travail Exercice IV : Eclairage naturel et artificiel (4 points) Proposez et commentez des valeurs d’IRC et de température de couleur dans les cas suivants : E en lux IRC mini nécessaire Température de couleur des sources mises en oeuvres Commentaire Serre florale 2 500 80 5 800°K (équivalent soleil) En tout cas sup. à 4 000°K (cf. diagramme de Kruithof) Un IRC au moins correct ⇒  bien distinguer les couleurs des plantes (pour détecter des maladies par ex.) Hall de gare 200 80 D’après le d’après le diagramme de Kruithof, pour obtenir une ambiance lumineuse jugée confortable avec 200 lux, il faudrait cependant une température de couleur comprise entre 2 700 et 3 000 °K (donc plutôt chaude) Un IRC au moins correct ⇒  reconnaître facilement les personnes, interpréter la signalétique sans trop de fatigue visuelle… Salle des fêtes 300 60 D’après le diagramme de Kruithof, pour obtenir une ambiance lumineuse jugée confortable avec 1500 lux, il faudrait cependant une température de couleur comprise entre 2 700 et 3 500° K Un IRC médiocre peu suffire dans la mesure où dans le cadre festif des éclairages colorés seront justement utilisés en plus ou en parallèle… Gymnase 1500 80 dépend des caractéristiques du lieu, d’une volonté architecturale… D’après le d’après le diagramme de Kruithof, pour obtenir une ambiance lumineuse jugée confortable avec 1500 lux, il faudrait cependant une température de couleur sup. à 3 500 lux (moyenne à froide) Un IRC suffisant pour voir les couleurs des maillots en cas de match
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