Plancher porteur léger et acoustique

Un plancher est constitué d'une structure porteuse à laquelle s'ajoutent un élément tel que, par exemple, une couche d'égalisation, une chape flottante (chape flottante coulée ou chape flottante légère/sèche), un plancher surélevé, ainsi qu'une finition. La structure porteuse peut être soit massive, soit légère. Elle peut aussi être conçue comme un système double.

Les planchers légers sont faits de poutres porteuses (généralement en bois) sur lesquelles est posé un matériau sous forme de panneaux.

Ils doivent permettre d'assurer une isolation aux bruits aériens d'une part, et aux bruits d'impact d'autre part, entre différentes pièces.

Comment améliorer un plancher porteur léger ?

Les performances acoustiques d'un plancher léger reposent sur le principe masse-ressort-masse.

Le schéma ci-dessous illustre de manière générale des améliorations possibles d'un plancher porteur léger, par le haut et par le bas, en y ajoutant, par exemple, une chape flottante (chape flottante coulée ou chape flottante légère/sèche) et un faux plafond. Les paragraphes suivants illustrent l'isolation par le haut, par le bas ainsi que dans l'épaisseur du plancher.

Principes plancher léger

L'isolation aux bruits aériens et d'impact d'un plancher léger standard dont le revêtement est fixé directement au-dessus et en-dessous des poutres est limitée. Il conviendra donc toujours de l'améliorer en doublant la structure, en évitant au maximum les contacts entre la masse supérieure et inférieure, suivant le principe masse-ressort-masse.

Comment améliorer le plancher porteur léger par le bas ?

Un plafond fermé en matériau lourd et flexible

Un plancher léger standard est composé de poutres de bois, le revêtement étant fixé directement au-dessus et en-dessous de celles-ci. Le revêtement inférieur peut être complété ou remplacé par un faux plafond (voir dispositifs Plafond suspendu, Plafond suspendu antivibratile et Plafond autoportant).

• Plus ce plafond/revêtement inférieur est lourd, plus l'amélioration sera sensible.

  L'ajout de masse, qui consiste à prévoir plusieurs plaques ou des plaques plus lourdes, permet d'apporter une amélioration modeste à l'isolation sonore pour une même structure.

  Chaque fabricant propose divers revêtements dans sa gamme: ordinaires, plus lourds, résistants au feu, aux effractions, à l'humidité... Pour le bruit, ce sont surtout leurs masses qui jouent un rôle. Plus lourd c'est, mieux c'est.

  Les systèmes de parois similaires (plaques de plâtre) présentent une densité de plaques plus élevées et conduisent donc à de meilleurs résultats.

  Une plaque peut aussi être alourdie en y ajoutant une plaque d'acier ou de plomb.

• Les matériaux souples (comme les plaques de plâtre) présentent une fréquence critique très élevée, ce qui donne de meilleurs résultats que des matériaux plus rigides (exemple du MDF).

  En remplaçant les plaques de plâtre par du bois (par exemple, multiplex, OSB...), l'isolation acoustique est légèrement affaiblie. Les plaques de plâtre ont la propriété d'être très flexibles, ce qui leur donne une fréquence critique très élevée, en dehors du domaine de l'acoustique du bâtiment. Le bois, plus rigide, a donc une fréquence critique plus basse qui affaiblit l'isolation acoustique.

(Source : Gyproc)

La suspension du plafond aux poutres du plancher

Un plancher léger standard étant composé de poutres de bois, avec un revêtement fixé directement au-dessus et en-dessous de celles-ci, la transmission du bruit passe principalement par les poutres. Si le plafond est entièrement indépendant, le bruit se transmettra surtout par le creux.

(Source: Bruxelles Environnement, d'après le Ministère néerlandais du Logement, de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement (geluidsisolatie in hsb woningen, 1986)

Moins les contacts seront nombreux et plus ils seront souples, meilleure sera l'isolation acoustique. Dans l'idéal, le faux plafond est suspendu entre les murs indépendamment de la structure de poutres. Mais cela n'est pas toujours possible. Dans ce cas, il faudra réduire au maximum le transfert des vibrations par des fixations adéquates, par exemple un cadre et un lattis en bois, des profilés à ressort métallique, des profilés antivibratiles, un profilé feutre-bois... (voir dispositifs Plafond suspendu, Plafond suspendu antivibratile et Plafond autoportant).

Suspension du plafond

(Source: Ministère néerlandais du Logement, de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement (geluidsisolatie in hsb woningen ,1986 via Berkela)

Suspension du plafond

Comment améliorer le plancher porteur léger dans l'épaisseur du plancher ?

Distance suffisante (largeur du creux) entre bois du plancher et plafond

Plus le creux est large, plus la fréquence critique du système masse-ressort-masse est basse, ce qui améliore l'isolation acoustique.

Pour les applications impliquant des basses fréquences, il est donc parfois préférable de remplacer le revêtement inférieur par un faux plafond au lieu de poser un faux plafond.

Matériau isolant acoustique dans le creux

Remplir les creux à l'aide d'un matériau absorbant souple (laine de roche ou laine minérale) permet d'obtenir une isolation acoustique plus importante. Cette laine de roche a plusieurs fonctions :

• d'une part, les résonances des creux à plus hautes fréquences sont absorbées, ce qui réduit la perte d'isolation acoustique à ces fréquences ;
• d'autre part, l'absorption permet de réduire l'effet d'éventuelles fuites sonores dues aux prises électriques, interrupteurs, clous de fixation, etc.

Le type de matériau absorbant souple ne joue qu'un rôle minime, tout comme le fait que le creux soit totalement rempli ou non.

Comment améliorer le plancher porteur léger par le haut ?

Une couche résiliente entre le plancher en bois (existant) et les autres éléments du plancher

Un plancher léger standard est composé de poutres de bois, le revêtement étant fixé directement au-dessus et en-dessous de celles-ci.

• On peut aussi choisir une meilleure composition, à poser de manière souple sur le revêtement supérieur :

  • par exemple, une chape flottante ou un sol de béton avec un matériau spécifique antivibratile. On peut aussi poser une chape lourde sur des planchers légers. Il faudra dans ce cas prévoir une couche étanche, comme un revêtement, une plaque d'acier profilé (par exemple un profilé en queue d'aronde)... (voir dispositifs Chape flottante coulée et Matériaux et systèmes d'isolation pour les bruits d'impact)
  • exemple : chape flottante légère/sèche (voir dispositif Chape flottante légère/sèche) ;
  • exemple : plancher surélevé/creux (voir dispositif Plancher surélevé) ;
  • exemple : finition souple ou incluant une couche souple (voir dispositif Finition de sol sur couche souple).
• Soit le revêtement supérieur proprement dit est posé de manière souple en utilisant des bandes souples entre les poutres et le revêtement. 

Isolation par le haut et entre les éléments porte

Un minimum de transfert du bruit par les structures adjacentes

Les structures adjacentes peuvent d'une part transmettre le bruit d'un local à l'autre (voies secondaires), mais d'autre part aussi court-circuiter le dédoublement du plancher en bois en reliant entre eux plusieurs éléments de la structure légère dédoublée.

Pour les planchers légers, les voies secondaires passant par des structures massives latérales jouent un rôle important dans l'isolation aux bruits aériens car l'énergie de la voie latérale ne peut se diffuser que dans la masse de la paroi latérale et non dans celle du plancher, comme c'est le cas lorsque le plancher est massif.

Le tableau ci-dessous reprend une indication de l'effet des voies secondaires sur l'isolation sonore totale entre deux pièces situées l'une au-dessus de l'autre de 4,5 m x 4,5 m x 3 m séparées par un plancher léger en bois. L'isolation phonique globale est fournie en fonction de l'isolation acoustique du plancher et des voies secondaires. Il en ressort qu'un plancher léger de très bonne qualité (colonne de droite : indice d'affaiblissement pondéré R_w du plancher = 65 dB) réduira l'isolation totale à environ 42 dB pour des murs latéraux en brique 14 cm et à environ 51 dB pour des murs latéraux en béton plein 19 cm. Pour obtenir de meilleurs résultats, il faudra impérativement prévoir des contre-cloisons le long des murs latéraux. 

Effet des voies secondaires sur l'isolation acoustique totale entre deux locaux 4,5 m x 4,5 m x 3 m situés l'un au-dessus de l'autre et séparés par un plancher en bois (masse surfacique du plancher en bois = 30 kg/m²) (Source : CSTC , CSTC-Revue 2001/01)

Il faudra donc toujours tenir compte des voies secondaires pour calculer l'isolation aux bruits aériens des planchers légers. Pour l'isolation aux bruits d'impact, ces voies latérales sont négligeables car le transfert de vibrations des planchers légers vers les parois latérales massives est limité.

Y-a-t-il la possibilité d'utiliser des éléments préfabriqués ?

Dans le domaine de la construction à ossature bois, on trouve également quelques éléments de plancher en bois préfabriqués en usine.

Ils se distinguent par le fait que les revêtements supérieur et inférieur sont directement fixés à la structure de poutres en bois. On crée ainsi des éléments qui peuvent se combiner pour créer des planchers. Ces éléments peuvent être alourdis pour améliorer l'isolation acoustique, ou perforés en usine puis remplis de laine de roche pour améliorer l'acoustique de la pièce.

Éléments du plancher en bois

Exécution standard

(Source : Lignatur )

Exécution alourdie

(Source : Lignatur )

Exécution perforée

(Source : Lignatur )

Quelles valeurs viser en pratique pour un plancher porteur léger ?

L'isolation aux bruits aériens et d'impact des planchers légers dépend de :

• la conception,
• l'étanchéité à l'air,
• le type et la suspension du plafond,
• la largeur du creux et son remplissage,
• et la conception du reste du plancher.

Sachant qu'il n'existe souvent pas de solutions standard, l'isolation acoustique devra être calculée au cas par cas.

Les tableaux ci-dessous donnent une indication de quelques configurations. Les conceptions de diverses sources différant légèrement, il en ira de même pour les valeurs concernant une conception apparemment semblable.

Le tableau ci-dessous fournit des ordres de grandeur des performances obtenues en mettant en œuvre une chape flottante coulée par-dessus un plancher de base. Les performances sont données

• pour les bruits aériens, par l'indice d'affaiblissement acoustique pondéré, R_w (C; C_tr) : plus celui-ci est élevé, plus le plancher est performant  ;
• pour les bruits d'impact, par le niveau de pression pondéré du bruit de choc normalisé, L_n,w (C_l) : plus celui-ci est faible, plus le plancher est performant.

Les deux situations de base considérées sont :

• structure du plancher (avec revêtement inférieur)
• structure du plancher (sans revêtement inférieur)

Les évolutions entre les améliorations apportées et les cas de base sont indiquées entre parenthèses.

Les minéraux employés sont symbolisés suivant la légende ci-dessous.

Indication isolation aux bruits aériens et d'impact planchers légers

Conception		Isolation aux bruits aériens (Rw (C; Ctr)) [dB]	Isolation aux bruits d'impact (Ln,w (Cl )) [dB]
Base
	Poutres Planches mal jointoyées	< 25 (0; -1)	> 92 (-3)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm	25 (0; -1)	92 (-3)
Améliorations portant uniquement sur la face inférieure
	Poutres Panneaux OSB 18 mm Faux plafond indépendant en plaques de plâtre	≈ 44 (-2; -6) (≈ Rw base + 19)	68 (0) (= Ln,w base – 24)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm Faux plafond indépendant en plaques de plâtre avec laine minérale dans le vide	≈ 51 (-2; -6) (≈ Rw base + 26)	66 (0) (= Ln,w base – 26)
Améliorations portant uniquement sur la face supérieure (avec revêtement inférieur)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm Plafond en plaques de plâtre fixé directement	39 (-2; -6) (≈ Rw base + 14)	81 (-1) (= Ln,w base – 11)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm Chape flottante sèche Plafond en plaques de plâtre fixé directement	45 (-3; -10) (≈ Rw base + 20)	73 (3) (= Ln,w base – 19)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm Chape flottante sèche Faux plafond en plaques de plâtre fixé directement avec laine minérale dans le vide	47 (-2; -9) (≈ Rw base + 22)	70 (3) (= Ln,w base – 22)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm Chape flottante sèche surmontée d'un panneau OSB Plafond en plaques de plâtre fixé directement	46 (-1; -11) (≈ Rw base + 21)	71 (2) (= Ln,w base – 21)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm surmontés d'une plaque de plâtre Chape flottante de 4 à 6 cm de béton sur profilé en queue d'aronde, reposant sur des poutres colmatées par de la laine de roche Plafond en plaques de plâtre fixé directement	≈ 55 (-2; -7) (≈ Rw base + 30)	61 (3) (= Ln,w base – 31)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm Panneaux softboard 18 mm Panneaux OSB Faux plafond en plaques de plâtre fixé directement avec laine minérale dans le vide	≈ 52 (-3; -11) (≈ Rw base + 27)	66 (-5) (= Ln,w base – 26)
	Poutres Chape flottante de 4 à 6 cm de béton sur profilé en queue d'aronde, reposant sur des poutres colmatées par de la laine de roche Plafond en plaques de plâtre fixé directement	54 (-2; -8) (≈ Rw base + 29)	66 (-5) (= Ln,w base – 26)
Améliorations portant uniquement sur la face supérieure (sans revêtement inférieur)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm Chape flottante sèche	38 (-1; -5) (≈ Rw base + 13)	77 (0) (= Ln,w base – 15)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm surmontés d'une plaque de plâtre Chape flottante de 4 à 6 cm de béton sur profilé en queue d'aronde, reposant sur des poutres colmatées par de la laine de roche	48 (-1; -5) (≈ Rw base + 23)	66 (-1) (= Ln,w base – 26)
	Poutres Chape flottante de 4 à 6 cm de béton sur profilé en queue d'aronde, reposant sur des poutres colmatées par de la laine de roche	37 (-1; -3) (≈ Rw base + 12)	92 (-11) (= Ln,w base)
Améliorations portant sur une intervention des deux côtés
	Poutres Panneaux OSB 18 mm Chape flottante sèche Faux plafond indépendant en plaques de plâtre avec laine minérale dans le vide	≥ 59 (-2; -3) (≥ Rw base + 34)	53 (0) (= Ln,w base – 39)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm Chape flottante sèche Parquet (2 x 18mm) Faux plafond indépendant en plaques de plâtre avec laine minérale dans le vide	> 65 (-2; -7) (> Rw base + 40)	47 (1) (= Ln,w base – 45)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm surmontés d'une plaque de plâtre Chape flottante de 4 à 6 cm de béton sur profilé en queue d'aronde, reposant sur des poutres colmatées par de la laine de roche Faux plafond indépendant en plaques de plâtre	> 65 (-2; -7) (> Rw base + 40)	47 (1) (= Ln,w base – 45)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm Surmontés d'une plaque de plâtre Chape flottante de 4 à 6 cm de béton sur profilé en queue d'aronde, reposant sur des poutres colmatées par de la laine de roche Faux plafond indépendant en plaques de plâtre avec laine minérale dans le vide	> 65 (-2; -7) (> Rw base + 40)	46 (1) (= Ln,w base – 46)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm Profilés à ressort colmatés par de la laine minérale dans le vide Parquet (2 x 18 mm) Faux plafond indépendant en plaques de plâtre avec laine minérale dans le vide	> 65 (-2;-7) (> Rw base + 40)	50 (1) (= Ln,w base – 42)
	Poutres Panneaux OSB 18 mm Softboard Parquet (2 x 18mm) Faux plafond indépendant en plaques de plâtre avec laine minérale dans le vide	> 65 (-2; -7) (> Rw base + 40)	54 (0) (= Ln,w base – 38)

(Source : CSTC, CSTC-Revue 2001/01)

Application construction résidentielle

Pour obtenir, dans un immeuble à appartements, le confort normal (cf. NBN S01-400-1), il faudra toujours prévoir un plafond antivibratile, de préférence autoportant, avec au moins un double revêtement.

De même, pour obtenir le confort normal (cf. NBN S01-400-1) au niveau de l'isolation aux bruits d'impact, une chape flottante traditionnelle sera nécessaire ou une combinaison de faux plafond et de plancher léger souple (ex. chape flottante légère/sèche ou finition souple du plancher). Une finition souple ou un faux plafond ne permettent pas à eux seuls de répondre aux exigences.

Quels points d'attention pour la mise en œuvre d'un plancher porteur léger ?

La qualité acoustique globale dépend de ses éléments les plus faibles. C'est pourquoi il convient d'éviter tous les éléments affaiblissants dans la structure. Autrement dit:

• Les spots encastrables dans les faux plafonds isolants sont autorisés, mais on en limitera le nombre. Dans les cas où une isolation acoustique renforcée est souhaitée, il pourra être utile de prévoir des boîtiers acoustiques.
• Si aucun remplissage du creux n'est prévu, les ouvertures (spots encastrés, systèmes de ventilation...) affaibliront davantage la qualité acoustique que dans le cas contraire. Il est donc préférable de choisir une structure avec remplissage des creux.
• Pour les planchers simples, il existe un risque que les joints ne soient colmatés que superficiellement, ce qui permettra l'apparition de petites fuites acoustiques à leur niveau. Les doubles revêtements posés en chevauchement assurent toujours un meilleur colmatage des joints.
• On évitera de percer (conduites, éléments de construction) les planchers légers et, si c'est tout de même indispensable, on prévoira une finition aussi étanche à l'air que possible. Il faudra toujours veiller à prolonger la composition de plancher choisie au niveau des raccords. Autrement dit, pour une composition à double placage et dont le creux est rempli, on prévoira aussi, pour toutes les finitions des raccords, deux plaques de plâtre et le remplissage du creux. L'espace entre l'ouverture et l'élément traversant sera aussi réduit que possible, et toujours pourvu d'un colmatage souple pour éviter la transmission des vibrations.
• Comme on l'a vu ci-dessus, on choisira toujours une composition conduisant à de meilleurs performances que le strict nécessaire pour obtenir le confort acoustique souhaité in situ. 
• Étanchéité à l'air : pour les structures légères, l'étanchéité à l'air est très importante. C'est un point particulièrement sensible quand on choisit de les compléter par un plancher léger. On mastiquera soigneusement et de façon étanche les interstices, raccordements et percements.

Cahier des charges

Le cahier des charges doit imposer les exigences suivantes à l'entrepreneur (en fonction du type de devis) :

• Critères d'isolation acoustique in situ (isolation acoustique standardisée pondérée D_nT,w) à réaliser entre plusieurs pièces, éventuellement avec les termes d'adaptation adéquats C ou C_tr
• Critères d'isolation aux bruits d'impact in situ (niveau standardisé de pression du bruit d'impact pondéré L'_nT,w) à obtenir entre les différents locaux
• Isolation aux bruits aériens minimale de la dalle en laboratoire (indice d'affaiblissement acoustique aux bruits aériens pondéré R_w) (cf. NBN EN ISO 10140-2) avec éventuellement les termes d'adaptation C ou C_tr
• Description de la composition de plancher souhaitée

Aller plus loin

Dans le Guide

Pour plus d'informations en lien avec le sujet :

• Dossier | Assurer le confort acoustique
• Dispositif | Contre-cloison
• Dispositif | Chape flottante coulée
• Dispositif | Chape flottante légère/sèche
• Dispositif | Plancher surélevé
• Dispositif | Matériaux et systèmes d'isolation pour les bruits d'impact
• Dispositif | Finition de sol
• Dossier | Améliorer l'étanchéité à l'air

Autres publication de Bruxelles Environnement

• Code de Bonnes Pratiques acoustiques, Référentiel technique d'isolation acoustique pour la prime à la rénovation de l'habitat, Bruxelles Environnement (2015)

Sites Web

• CSTC

  • Confort acoustique aux bruits de choc des planchers et revêtements de sol en bois

  • Webinar (2020), Isolation acoustique des planchers (bruit d'impact), CSTC (FR)

Bibliographie

• Blasco, M. (2012), Bouwakoestiek: Een handleiding voor de architect, NAV vzw, Bruxelles (en néerlandais)

• CSTC (2001), Isolation acoustique des planchers en bois, CSTC-Revue 2001/01, printemps 2001

• Fasold, Sonntag (1978), Bauphysikalische Entwurfslehre Band 4 : Bauakustik, Verlag für Bauwesen, Berlin (en allemand)

• Hamayon, L. (2013), Réussir l'acoustique d'un bâtiment, Le Moniteur, Antony

• Rossing, T.D. (2007), Springer handbook of Acoustics, Springer, New York (en anglais)

• Vermeir, G. (2009), Lawaaibeheersing: cursustekst, Faculteit Toegepaste Wetenschappen KULeuven, Acoo, Leuven (en néerlandais)

Normes

• NBN EN ISO 10140-2 : Acoustique - Mesurage en laboratoire de l'isolation acoustique des éléments de construction - Partie 2: Mesurage de l'isolation au bruit aérien
• NBN S01-400-1 : Critères acoustiques pour les immeubles d'habitation