Principe de fonctionnement d'un écran

L'efficacité acoustique constitue un objectif essentiel lors de la réalisation d'un écran acoustique.
Le schéma suivant présente, sur une coupe perpendiculaire à l'ouvrage, les différents phénomènes en jeu :

Lorsque l'onde sonore se propage en direction du récepteur, elle rencontre l'écran. Une partie de cette onde sonore :

• est transmise par l'écran,
• est absorbée par l'écran,
• est réfléchie par l'écran,
• est diffractée sur les arêtes de l'écran.

La diffraction

lors de la diffraction, l'onde sonore est atténuée et continue sa propagation en direction du récepteur. Le niveau d'atténuation est proportionnel à la différence de marche imposée par l'écran (différence de distance entre le trajet direct sans écran et le trajet diffracté). L'amplitude de l'atténuation liée à la diffraction dépend donc essentiellement des caractéristiques géométriques de l'écran.

L'efficacité globale d'un écran pour les riverains est en grande partie conditionnée par son efficacité en diffraction (implantation, hauteur) ainsi que par la partie du site non masquée (longueur). Le choix du matériau a une influence faible pour les riverains exposés aux composantes diffractée et transmise. Les études acoustiques permettent de dimensionner, implanter les écrans et de déterminer leur efficacité. Cette dernière se situe, en moyenne, à l'intérieur de la fourchette 8 -12 dB(A).

La transmission

l'onde transmise à travers l'écran se propage vers le récepteur et se cumule à l'onde diffractée. Or, les lois de l'acoustique nous enseignent que lorsqu'un signal sonore est inférieur de plus de 10 dB à un autre signal, il devient négligeable. Dans le cas de notre écran, il suffit donc que l'onde transmise soit atténuée de 10 dB(A) de plus que la diffraction.
Cette atténuation de l'énergie au cours de la transmission est une caractéristique intrinsèque de l'écran facile à neutraliser en utilisant des matériaux appropriés.

A titre d'exemple, on peut indiquer les épaisseurs de matériau qui conviennent pour réaliser un écran :

• Bois (assemblage de clins rainurés) : 35 à 40 mm
• Plastique (polycarbonate ou méthacrylate) : 12 à 15 mm
• Acier : 1,5 mm
• Aluminium : 2,5 mm
• …

Pour beaucoup de matériaux, les contraintes mécaniques sont plus sévères que la seule contrainte acoustique.
Lors des études de dimensionnement des écrans, cette énergie transmise est considérée comme négligeable devant l'énergie diffractée (sauf cas particulier des couvertures légères).
Dans la pratique, lors de la construction d'un écran, une valeur minimum est donc exigée à l'appel d'offre (25 dB(A)) et contrôlée in situ afin d'être sûr que cette part de l'énergie sera négligeable.

La réflexion

Lorsque l'onde sonore rencontre l'écran, elle se réfléchit sur lui. Cette énergie renvoyée par l'écran peut se révéler indésirable, par exemple pour les habitations qui y seraient exposées et qui peuvent voir leurs niveaux sonores augmenter, ou dans le cas de deux écrans en parallèle pour lesquels l'efficacité globale peut être détériorée. L'utilisation de matériaux adaptés pour la face de l'écran située coté route permet de réduire cette énergie réfléchie. Cette capacité à absorber une partie de l'énergie est une caractéristique intrinsèque de l'écran. Elle doit être prise en compte lors des études acoustiques.

Dans la pratique, lors de la construction d'un écran, une valeur minimum peut être exigée à l'appel d'offre (valeur identifiée dans l'étude acoustique) et contrôlée in situ afin d'être sûr que l'efficacité globale prévue pour l'écran ne risque d'être dégradée du fait de l'utilisation d'un matériau mal adapté au site.