Développement de modèles numériques pour l'évaluation des performances vibro-acoustiques de fenêtres en basse fréquence

D'un point de vue réglementaire, la caractérisation des performances acoustiques des fenêtres s'effectue par le biais d'essais normalisés. Cependant, ces derniers présentent un certain nombre d'inconvénients, comme les difficultés de mise en place, la faible reproductibilité, la manque de diffusivité du champ acoustique en basse fréquence et surtout le coût de réalisation. En vue de répondre aux problématiques de reproductibilité et de répétabilité des mesures de l'indice d'affaiblissement acoustique, le CODIFAB a souhaité financer une thèse sur la prédiction de la transmission acoustique de fenêtres, véritables points faibles pour l'isolation acoustique des façades extérieures et donc des bâtiments.

L'objectif principal de ce travail est de proposer des modèles numériques permettant de prédire la réponse vibro-acoustique des fenêtres domestiques en bois dans le domaine des basses fréquences. L'idée est non seulement d'améliorer la compréhension des phénomènes à partir de modélisations numériques performantes, mais également de voir dans quelle mesure les outils de simulations peuvent être utilisés pour réduire les coûts liés aux essais en laboratoire. La principale originalité de ce travail est de proposer une modélisation numérique globale et simplifiée d'une fenêtre en bois, permettant d'évaluer de manière satisfaisante ses performances acoustiques intrinsèques, i.e. indépendamment de l'environnement extérieur.

Dans ce contexte, une modélisation numérique prédictive de la réponse vibro-acoustique d'un système multiphysique tel qu'une fenêtre est un enjeu important. En effet, les simulations numériques permettent à la fois de mieux comprendre les mécanismes de transmission du bruit à travers ces éléments de construction, et également de concevoir des structures optimisées vis-à-vis de l'isolation acoustique.

Afin de répondre à cet objectif, la doctorante Chaïma SOUSSI a focalisé son travail sur deux axes principaux : (i) la caractérisation du comportement vibratoire et le recalage des modèles numériques d'une fenêtre et de ses composants et (ii) la proposition d'un modèle numérique simplifié en vue de la prédiction de l'indice d'affaiblissement acoustique de fenêtres à ossature bois dans le domaine des basses fréquences.

Cette thèse, réalisée au sein du LMSSC du CNAM, a été financée par le CODIFAB à l'initiative de l'UFME (Union des Fabricants de Menuiserie)