Méthodes de caractérisation vibro-acoustique appliquées aux plaques de plâtre
Résumé
Saint-Gobain produit et distribue de nombreuses solutions de construction légère à base de plaques de plâtre (cloisons séparatives ou distributives, doublages, plafonds...), qui contribuent notamment à l’amélioration du confort acoustique des espaces habités. Cependant, la conception de structures légères, rigides et optimisées pour offrir de hautes performances d’isolation acoustique, est un défi scientifique majeur. En effet, les exigences mécaniques et acoustiques se présentent souvent comme contradictoires. En particulier, l’isolation acoustique des cloisons en plaques de plâtre avec montants chute lorsqu‘elles sont allégées. Afin de préserver la performance du système, il convient alors de maitriser les propriétés mécaniques de ses composants, notamment celles des plaques de plâtres. Dans cette contribution, il sera comparé plusieurs techniques expérimentales d’identification vibro-acoustique pour la caractérisation de structures, appliquées ici à des poutres de plâtre. La méthodologie Mechanical Impedance Measurement (MIM), utilisée dans l’industrie (normes ISO 16940 et NF EN 16703), est basée sur une approche modale limitée aux basses fréquences. Afin d’élargir la bande fréquentielle de l'étude, une méthode expérimentale sans contact par vibrométrie laser peut également être utilisée. Cette méthode indirecte repose sur l’extraction du nombre d’onde de flexion de la poutre par transformée de Fourier sur le déplacement transverse mesuré. Cependant, ces deux méthodes ne déterminent pas spatialement les propriétés mécaniques de la structure étudiée. Pour pallier ce manque, la méthodologie Force Analysis Technique (FAT), développée aux LVA et LaMCoS, est adaptée. Cette technique calcule les dérivées spatiales de l’équation du mouvement de la structure par schéma aux différences finies sur le déplacement transvrse. En particulier, FAT permet d’obtenir une information locale de la raideur et de l’amortissement. Par le biais de cette comparaison, il sera vérifié les propriétés mécaniques obtenues par les méthodes expérimentales avec ou sans contact.