Traitement acoustique : une résidence étudiante montée sur ressorts !

Par Marc BERTHEREAU - Président-Fondateur depuis 1998 - ALHYANGE ACOUSTIQUE

Cette chronique traite d’un projet urbain situé dans un contexte acoustique très exigeant (RER, périphérique parisien, …), c’est la résidence étudiante la Maison de la Corée située à Paris (13^ème). Les solutions acoustiques sont remarquables par leur qualité, leur analyse et la maîtrise du sujet. Avec des explications détaillées ci-après …

Actualité
Le 2 juin 2016 à la Cité internationale universitaire de Paris, la présidente Park Geun-Hye de Corée s’est rendue à la Cité internationale universitaire de Paris pour y prononcer une allocution à l’occasion du lancement des travaux de la Maison de la Corée.

La Maison de la Corée accueillera environ 260 résidents, qui pourront bien sûr aussi utiliser toutes les infrastructures et services de la Cité : le théâtre, le restaurant universitaire, les salles de séminaire, les salles d’exposition, etc. L’ouverture de cette résidence coréenne est prévue pour la rentrée universitaire 2018. Elle accueillera non seulement des étudiants sud-coréens (70%) mais aussi des étudiants d’autres pays (30%).

Le contexte et l’environnement du projet

La parcelle est située dans le parc de la cité internationale à Paris dans le 13ème arrondissement. Elle est bordée au Sud par le périphérique parisien et par le parc au Nord, à l’Est et Ouest. La voie de RER passe en souterrain le long de la parcelle côté Ouest.

Plan masse du bâtiment

Choix architectural

Le concept de base porte sur deux points :
1. Traiter la relation induite par le Boulevard Périphérique.
2. Ouvrir l'édifice sur la Cité Internationale Universitaire.

La nouvelle Maison de la Corée : là où des étudiants du monde entier vivent, se rencontrent et communiquent.

C'est la fonction principale de cet édifice universitaire que de fournir les meilleures conditions d'échanges et de communication entre étudiants de toutes nationalités. Ce lieu d'hébergement universitaire, est aussi dans ce cadre un espace de rencontre. Il constitue peut-être la version coréenne de « l’hospitalité ». Ici, le rez-de-chaussée est ouvert du rez-de-jardin jusqu'au premier étage créant un espace d'échanges et de rencontres tournée vers le nord-est du campus, la Maison de la Corée ouvre les bras et souhaite la bienvenue. A son approche, un jardin coréen traditionnel, simple et sobre avec son pavement de pierre accueille le visiteur. Sur sa gauche, se trouve la salle polyvalente. Sur le côté droit, à proximité d'une cafeteria largement ouverte, se situe l'entrée principale de l'édifice.

Au beau milieu, se tient un escalier monumental qui donne toute son accessibilité à cette salle. On entre dans le bâtiment en suivant la courbe naturelle de la construction. Dans le hall principal, trois niveaux de planchers s'articulent conférant à l'ensemble une impression de grande ouverture et de transparence Nord/Sud. C'est ici que les événements majeurs et les activités diverses ont lieu, permettant à tous les résidents, personnels et visiteurs de communiquer. L'espace intérieur de la Maison de la Corée s'étire naturellement vers l'extérieur. La Maison de la Corée ne crée pas seulement un espace intérieur fonctionnel mais communique avec l'ensemble de la Cité Internationale Universitaire de Paris et trouve ici sa respiration.

Vue intérieure du hall

La proximité du bâtiment avec la voie RER a nécessité des études vibratoires spécifiques. En effet, le contact de la roue sur le rail est source de vibrations qui se propagent dans le sol et se transmettent ensuite aux fondations et à la structure du bâtiment. Le bâtiment alors excité, agit comme la membrane d’un haut-parleur en faisant rayonner les parois, ce qui peut avoir pour effet d’induire ce que l’on appelle un bruit solidien caractérisé par un ronronnement sourd riche en basses fréquences entre 31 Hz et 250 Hz. Selon l’intensité de l’excitation vibratoire et de l’ambiance sonore résiduelle (en dehors des passages de trains), les passages de trains peuvent être un facteur de gêne pour les occupants.

Exemple de mesures de niveaux sonores en dB(A) en fonction du temps dans un bâtiment soumis des bruits solidiens liés à un passage de RER

Diagnostic vibratoire
Mesures de vitesse vibratoires dans les directions x,y,z entre 1 et 315 Hz avec des accéléromètres sur la parcelle en différents points.
Les mesures ont mis en évidence des niveaux de vitesses vibratoires pouvant dépasser le seuil de 0,1 mm/s (ISO 2631-2) entre 50 et 100 Hz.

Solutions constructives
Une coupure antivibratoire du bâtiment avec une fréquence propre 4Hz avec un système de boîtes à ressort précontraintes a été effectuée. Des études conjointes entre les BET acoustique et structure ont été menées pour trouver la solution la plus adaptée. Le choix s’est porté sur un système de boîtes à ressort précontraintes.

Coupe de principe du bâtiment désolidarisé

Exemple de boîte à ressort précontrainte

Principe de courbe de filtration vibratoire : un bâtiment sur boite à ressort justifiant d'une fréquence propre de 4Hz avec un taux de filtration théorique de 98 % lorsqu’il est soumis à une excitation vibratoire de fréquence 30 Hz

Objectifs
Compte tenu du classement sonore en catégorie 1 du périphérique (la plus bruyante - environ 81 dB(A) de jour) et de la réglementation de juillet 2013, les objectifs réglementaires d’isolation des façades sont donnés ci-dessous.

Exemple de calculs sous ACOUBAT

Solutions constructives
- Structure en béton armé pour obtenir un bon effet masse. Voile béton de 18cm (420 kg/m² soit R_Atr = 53 dB)
- Isolant thermo-acoustique à base de laine de bois (Δ_Rw+Ctr = 5 dB environ)
- Châssis vitrés très performants R_A,tr double vitrage feuilleté (66.2A(16)66.2A) sur les façades les plus contraignantes
- Systèmes de volets coulissants extérieurs (pas de ponts phoniques)
- Ventilation en double flux (pas d’entrée d’air en façade donc pas de ponts phoniques)

Objectifs
≥ 53 dB entre logements et 40 dB entre circulation/logements

Solutions constructives
- Refend béton 20 cm ou cloison sèche double ossature (R_A ≥ 62 dB)
- Plancher béton de 20cm (R_A ≥ 60 dB)

Pour les studios de répétition, des systèmes de « boite dans la boite » ont été prévus : chape acoustique, doublages isolants sur les murs et aux plafonds, et portes acoustiques.

Objectifs
≤ 55 dB dans les logements

Solutions constructives
plancher béton 20 cm et revêtement de sol souple PVC Δ_Lw = 19 dB

Des matériaux absorbants en plafond, sur les murs ou suspendus sont prévus pour respecter les objectifs de temps de réverbération et d’intelligibilité.

Solutions constructives (selon les zones :
- Plâtre perforé avec coefficient d’absorption αw ≥ 0.70 (circulation et halls)
- Eléments suspendus tissus AAE ≥ 0,28m²
- Panneaux absorbants en bois avec coefficient d’absorption αw ≥ 0.70
- Bois ajouré en plafond αw ≥ 0.90 et bac métallique perforé αw ≥ 0.60

Modélisation d’acoustique interne 3D (logiciel CATT) - hall

Modélisation d’acoustique interne 3D (logiciel CATT) – salle polyvalente

Le système de renouvellement d’air double flux a été traité à l’aide de dispositifs d’insonorisation (silencieux, grilles acoustiques, etc.) pour respecter les objectifs de niveaux sonores.

Dans le cadre de la réglementation sur les bruits de voisinage, le décret du 31 août 2006 fixe des émergences maximales admissibles de +5dB(A) le jour et de +3 dB(A) la nuit et des émergences spectrales à respecter. Des dispositifs d’insonorisation pour respecter ces objectifs sur les installations techniques sont également prévus.

Exemple de piège à son rectangulaire

Exemple de pièges à son circulaire

La conception acoustique de ce projet a nécessité de prendre en compte l’environnement acoustique (périphérique) et vibratoire (RER en souterrain). Il a donc fallu apporter des solutions techniques pour garantir des niveaux sonores réglementaires et confortables dans les logements.

Le principe de désolidarisation d’un bâtiment est en théorie simple. La réalisation et sa conception nécessite néanmoins une méthodologie particulière. La campagne de mesures de vibrations in situ a permis de connaître les caractéristiques (fréquences et amplitude) des excitations vibratoires et fixer l’objectif de fréquence propre maximum du bâtiment. Les études de dimensionnement ont ensuite été menées conjointement avec le BET structure pour satisfaire cet objectif (descentes de charges, points d’appuis, choix des boites à ressort, etc.). Les détails de jonction ont aussi une grande importance puisqu’il ne faut pas créer de court-circuit vibratoire entre la partie désolidarisée et celle qui ne l’est pas (gaine d’escaliers, gaine d’ascenseur, réseaux de tuyauteries/ventilation, etc.). Lors de la phase chantier, ces aspects sont contrôlés très précisément par les Entreprises et la MOE.

Ce travail implique une excellente coordination entre les acteurs de la conception (architectes, BET structure et BET acoustique) et les Entreprises qui vont réaliser les travaux. Par ailleurs, l’implication du MOA est également essentielle. Dans le cadre de la maison de la Corée, la maîtrise d’ouvrage avait bien cerné dès la phase programmation les enjeux techniques et financiers de la désolidarisation du bâtiment.

Dans un contexte où le foncier en milieu urbain se fait rare, les dernières parcelles vacantes sont bien souvent situées à proximité de voies de transports routiers ou ferrées (sur les 23 sites du projet « Réinventons Paris », plus de la moitié était sujettes à d’importantes nuisances acoustiques ou vibratoires liées à l’environnement…).

De la même manière que des diagnostics géologiques, de pollution des sols sont effectués, le maitre d’ouvrage se doit d’intégrer dès la phase de programmation des diagnostics acoustique et vibratoire pour s’assurer de la faisabilité financière et technique du projet.

Rappelons également qu’au-delà de l’aspect réglementaire du bruit, le Conseil National du Bruit a fait paraître le 14 juin 2016 une étude réalisée par le cabinet Ernst & Young sur le coût social du bruit en France. Les résultats sont impressionnants. Il apparaît que le coût total du bruit est évalué à 57 milliards d’euros par an, avec 20,6 milliards d’euros pour les transports, 19,2 milliards d’euros par an en milieu professionnel,11,5 milliards par an pour les bruits de voisinage et 6.3 milliards d’euros lié aux troubles d’apprentissage et décrochements scolaires lié aux bruits.- www.lemoniteur.fr

Acteurs du projet

Maîtrise d’Ouvrage : Association de la Maison de la Corée
AMO : SCET GROUPE- Direction Régionale Ile de France
Architecte mandataire : CANALE 3 Architecture et Environnement (Pierre Boudon) - Paris
Architecte co-traitant : GA.A Architects (Inchul Kang) - Séoul
BET TCE : ARTELIA
BET acoustique : ALHYANGE acoustique
Architecte Paysagiste : AEP Topolis
Economiste : B.M.F


En résumé

Surface utile : 5 450 m²
Résidence étudiante de 257 chambres
1 salle d’activité culturelle
2 studios de répétition
1 salle de fitness
1 foyer
1 épicerie de produits coréen
Espaces restauration
Désolidarisation du bâtiment avec une fréquence propre (boites à ressorts + bâtiment) : 4 Hz
250 boites à ressort environ (en considérant une moyenne de 60 Tonnes/boite)
Structure béton
Bâtiment R+8 avec un sous-sol technique
Isolation thermique intérieure en laine de bois 180 mm et λ = < 0.038 W/m.K
Système de ventilation double flux
Montant travaux HT : 18 500 000 M€


Certification et réglementation acoustique

Référentiel Cerqual pour les certifications H&E profil A
Effinergie +
Plan climat Paris
Arrêté du 30 juin 1999 pour l’acoustique dans les logements
Décret du 30 mai 2011 et l’arrêté du 27 novembre 2012 pour l’attestation acoustique « logements »
Décret du 23 juillet 2013 modifiant l’arrêté du 30 mai 1996
Décret du 30 aout 2006 pour les bruits de voisinage

Par Marc BERTHEREAU - Président-Fondateur depuis 1998 - ALHYANGE ACOUSTIQUE

SOURCE ET LIEN

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