DIY - Comment construire un Bass Trap Helmholtz - Partie 2

Publié le : 24/10/2018 09:44:25
Catégories : ACOUSTIQUE , STUDIO

PARTIE 2

7) Quel matériau absorbant choisir ?
8) Comment se protéger des microparticules ?
9) Quel matériau choisir pour les parois, les lames ou le panneau perforé ?

7) Quel matériau absorbant choisir ?

Une fois que vous avez identifié la fréquence fondamentale, vous devez définir quel type de matériaux absorbant vous allez utiliser dans votre résonateur. Cette étape est indispensable pour pouvoir définir les dimensions du bass trap, car le matériau absorbant va plus ou moins élargir la plage fréquentielle d'efficacité et abaisser la fréquence fondamentale du bass trap.

Il existe une multitude de matériaux poreux pour l'absorption acoustique, notamment la mousse acoustique qui est chère, voir très chère pour les meilleures d'entre elles qui sont en mélamine, la laine de verre et de roche qui sont au moins cinq fois moins chère, mais tout de même moins efficace.

Cela dit, le choix n'est pas si compliqué, car la valeur que l'on doit connaitre pour pouvoir calculer efficacement les dimensions du résonateur est la résistivité à l'écoulement de l'air du matériau poreux. Et cette valeur est malheureusement très difficile à trouver pour les mousses acoustiques, mais beaucoup moins pour les laines de verre et de roche. Et ça tombe bien la laine de verre est aussi peu chère qu'efficace et est donc le choix le plus judicieux si l'on ne veut pas se ruiner.

La résistivité à l'écoulement de l'air se mesure en Pa.s/m2 et est souvent exprimée en AFR (Air Flow Resistivity)
AFR1 veux dire 1000 Pa.s/m2
AFR2 veux dire 2000 Pa.s/m2
Plus l'AFR est bas, plus le matériau à une capacité d'absorption intéressant. Et puisque l'AFR le plus bas que l'on peut trouver est de 4 pour la laine de verre et de 7 pour la laine roche. La laine de verre en AFR4 est donc indéniablement le meilleur choix.

Par exemple: la laine de verre "Par Phonic" nue et en rouleau de chez ISOVER est en AFR4.

laine de verre par phonic AFR4

Choisissez-la en rouleau souple et sans revêtement kraft ou autre. Car les versions en panneau semi-rigide ont un AFR plus élevé.

Pour connaitre l'AFR d'une laine de verre, vous devez consulter la fiche technique ou la fiche performance fournie en .pdf sur le site du vendeur.

Ici, dans notre bass trap, nous choisissons la laine de verre "Par Phonicnue et en rouleau de chez ISOVER qui a un AFR4.
Et puisque qu'un AFR4 correspond à 4000 Pa.s/m2, dans le simulateur, nous pourrons donc rentrer la valeur "4000" pour le paramètre "Flow Resistivity (Pa.s/m2)" du layer "Porous Absorbent" du Layer 2.

8) Comment se protéger des microparticules ?

Si vous avez opté pour un matériau absorbant tel que la laine de verre et la laine minérale, vous devez savoir que se genre de matériau libère des microparticules irritantes et potentiellement cancérigène. Sur ce point, la laine de verre s'en sort mieux que la laine de roche. Les microparticules libérées par la laine de verre sont plus grosses et sont par conséquent mieux évacuées par l'organisme, à ce jour la laine de verre n'est toujours pas reconnue comme étant cancérigène. La laine de roche quant à elle libère des microparticules plus fines qui sont bien moins évacuées par l'organisme, ce qui l'a amenée à être reconnue comme un matériau cancérigène.

Pour information, voici les diamètres des fibres des matériaux suivants :

  • Amiante -> moins de 1 micron
  • Laine de roche -> entre 2 et 3,5 microns
  • Laine de verre -> entre 2 et 8 microns

1 micron est égal à 0,001mm, autrement dit 1 micron est 1000 fois plus petit que 1 mm.

Les fibres inférieurs à 3,5 microns peuvent atteindre les alvéoles pulmonaire.
Lorsqu'elles sont en dessous de 1,5 microns, elles peuvent atteindre les alvéoles pulmonaire en très grand nombre.

Par contact, les fibres peuvent provoquer des irritations de la peau et/ou des muqueuses(yeux, nez, bouche…), notamment celles dont le diamètre est supérieur à 4 microns. Selon leur composition chimique ou la présence d’additifs (liants, etc.), les fibres peuvent provoquer des allergies cutanées ou respiratoires. L’inhalation de fibres peut entraîner des réactions inflammatoires tant au niveau des bronches (bronchite) que des alvéoles (alvéolite). En cas de migration jusqu’à la plèvre (enveloppe du poumon), elles peuvent provoquer un épanchement pleural (pleurésie). A la suite d’expositions répétées à certaines fibres, une fibrose pulmonaire peut survenir. Il s’agit d’une transformation du tissu pulmonaire qui conduit à une insuffisance respiratoire. Ce phénomène est irréversible et, dans le cas de certaines fibres, peut continuer à évoluer après la fin de l’exposition. En cas de migration des fibres jusqu’à la plèvre, une fibrose pleurale locale (plaques pleurales) ou diffuse (épaississement pleural diffus) peut également survenir. En général, les plaques pleurales n’entraînent pas de diminution de la capacité respiratoire, contrairement à l’épaississement pleural diffus. La présence de fibres dans les cellules peut perturber les divisions cellulaires et entraîner des mutations de gènes. A long terme, certaines fibres peuvent provoquer des cancers, principalement au niveau du poumon et de la plèvre.

Pour en savoir plus, suivez la source http://www.inrs.fr/dms/inrs/GenerationPDF/accueil/risques/fibres-hors-amiante/Fibres%20autres%20que%20l%E2%80%99amiante.pdf

En conclusion, que se soit laine de roche ou laine de verre ou une autre laine minérale, mieux vaut s'en protéger efficacement, et pour cela nous devons isoler complètement la laine dans le basstrap. C'est pourquoi je vous recommande fortement de l'enrober d'un matériau étanche à l'air. Une bâche plastique est efficace, mais aura pour inconvénient de faire barrage à la condensation et au pire des cas, favoriser le développement des moisissures dans le basstrap. Le meilleur matériau à utiliser est donc le "pare-vapeur" qui est justement prévu pour isoler laines minérales installer dans les maisons.

Le pare-vapeur permet l'évacuation de la condensation toute en restant étanche à l'air, c'est donc le matériau idéal pour notre application.
De plus, il est vraiment très économique et résistant. Pour que la pose soit efficace, il faut faire en sorte de le coller et l'agrafer de tel sorte que l'emballage soit parfaitement hermétique.

LE TISSU NE SERT STRICTEMENT A RIEN !!!
La quasi totalité des tutoriels sur internet préconise d'emballer la laine minérale d'un tissu pour limiter la propagation des microparticules. Ceci est une aberration totale !!! Aucun tissu n'a de maille assez fines pour éviter ce phénomène. De plus, le moins cher des tissu sera au minimum 3 fois plus cher qu'un pare-vapeur.
Bref, utiliser un tissu pour ça est tout simplement une connerie. 

9) Quel matériau choisir pour les parois, les lames ou le panneau perforé ?

De façon général, plus le matériau est dense, plus il est difficile à faire vibrer, et dans le cas d'un résonateur HelmHoltz, c'est exactement ce que l'on recherche. L'idéal et qu'il ne se déforme pas et qu'il ne vibre absolument pas. C'est pour cela qu'en théorie, les meilleurs types de matériaux seraient la céramique, le béton, la pierre ou le métal. Evidemment en pratique on se voit mal couler un basstrap en béton ou forger un résonateur en métal. C'est pourquoi le matériau le plus utilisé est donc le bois, car il a un excellent rapport solidité/densité/prix et une grande facilité d'usinage.

Plus le bois est dur, moins il se déforme.
Plus il est dense, moins il ne vibre.

C'est pourquoi le bois massif est le meilleur, bien qu'il soit le plus beau, il est aussi le plus cher.

Toutefois, d'un point de vue économique il est bien plus intéressant d'utiliser du bois MDF qui est un matériau transformé à base de fibres de bois compactées qui sera bien moins résistant aux impacts qu'un bois massif, mais sera tout aussi dense et stable que celui-ci.

Le contreplaqué qu'en à lui, est la solution entre les deux, il sera beaucoup moins cher que le massif mais un peu plus que le MDF et aura pour avantage sur celui-ci d'être plus beau et un peu plus résistant aux impacts.

En ce qui concerne l'aggloméré, je vous le déconseille fortement, car celui-ci est fragile et n'est pas assez dense pour un basstrap de qualité.

Pour les parois :

Que se soit MDF, contreplaqué ou Bois massif, choisissez pour vos parois un strict minimum de 28mm d'épaisseur pour des basstraps. L'idéal étant soit de doubler les planches de 18 à 22mm d'épaisseur pour bien les coller les unes aux autres de façon à bloquer complètement le passage de l'air ou de raboter les parois pour qu'elles puissent s'emboiter.

recommandation assemblage

Pour un panneau perforé :

Que se soit pour un résonateur Helmholtz à laminaires ou a panneau perforé, le principe et le même, plus le panneau ou les lames sont épaisses, moins il y a de vibrations indésirables faisant ainsi gagner en précision et en efficacité.

En ce qui concerne le panneau perforé, vous aves le choix des mêmes matériaux recommandés pour les parois. C'est à dire, soit du bois massif, soit du contreplaqué, soit du mdf, le tout d'un strict minimum de 28mm d'épaisseur. Et si vous souhaitez doubler les planches pour obtenir plus de profondeur, n'oubliez pas de bien les coller entre elles sur toutes leur surface avant de les percer.

Pour les lames de bois :

Comme je l'expliquais tout au début du tutoriel, le principal avantage des lames de bois par rapport au panneau perforé est de pouvoir plus facilement obtenir une épaisseur importante nécessaire au traitement des fréquences basses. Plus la fréquence fondamentale est basse, plus le panneau perforé ou les lames doivent être épais. C'est pourquoi les lames de bois sont un choix plus judicieux pour concevoir un basstrap, car cela revient souvent moins cher pour un maximum d'efficacité. Néanmoins, cela dépend grandement des dimensions des lames et de leur espacement.

Personnellement, pour descendre aux alentours de 50hz, je recommande d'utiliser des chevrons vendus aux dimensions de 63mm x 75mm, espacés les une des autres de 4mm. Ces dimensions sont un standard en matière de chevron. On en trouve aux alentours de 5 euros pour 3m de longueur, ce qui en fait un matériau très rentable. L'idée de ce choix est d'avoir un nombre important d'interstices (espace entre les chevrons) pour optimiser au maximum la capacité de captation du bass trap. Toutefois, vous pouvez très bien choisir d'utiliser des planches bien plus large et moins épaisse avec moins d'interstices au détriment de la captation. C'est vous qui voyez.

MAIS FAITES ATTENTION !!!
Que se soit pour les planches, pour les chevrons ou les tasseaux, sachez que malheureusement,
LES DIMENSIONS AFFICHEES SUR LES PRODUITS NE SONT JAMAIS LES BONNES !!! Excepté pour les produits rabotés.

En général, il faut enlever 3mm à chaque dimension, ce qui veut dire qu'un chevron vendu avec les dimensions 63mm x 75mm est en réalité un chevron de 60mm X 72mm. Et je sais de quoi je parle, j'en ai fait plusieurs fois les frais...

Pour faire des économies, les scieries ne soustraient pas les 3mm d'épaisseur qui sont perdus à la découpe. Sans parler des ratés, et de l'effet de rétraction du bois au séchage. C'est pourquoi vous devez toujours vérifier les dimensions des produits avant de définir votre plan de construction.

En ce qui concerne les produits rabotés, ceux-ci sont vendus beaucoup plus cher, car ils ont été rabotés et calibrés pour correspondre parfaitement aux dimensions annoncées en magasins.



Pour voir la troisième partie cliquez ici.



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Voir tous les commentaires (7)
Christophe

16/04/2019 00:31:43

Bonjour, je me demande: je ne vois pas d'espace vide pour l'air derriere les caissons remplies de laine de verre, dans le calcule "l'air" représente 297 mn. Merci

Salut, tu dois sans doute parler de mon basstrap "ouvert". Dans mon bass trap, les unités qui le composent sont uniquement remplies de laine de verre et ne sont pas cloisonnées par des panneaux de bois, ainsi, il suffit de les écarter du mur pour créer une zone d'air plus ou moins grande.

Gabriel

30/09/2020 14:45:38

Bonjour,

j'aimerais savoir si on peut utiliser nos mur de la pièce comme derrière du bass trap au lieu de le créer en boite. Donc on aurait par exemple :
1 - Chevron de toiture
2 - Laine de Roche
3 - Espace d'air (est-ce qu'on est obligé d'avoir un espace d'air ?)
4 - Mur de la pièce.

Sachant que c'est pour installation permanante, et que les murs de la pièce seront des murs avec 2-3 épaisseurs de Gyproc + barre résiliante ..

Bonjour Gabriel.
Oui bien sur que tu peux utiliser le mur arrière comme fond de boite, si les murs latéraux (Gauche et Droite) ainsi que le plafond et évidemment le sol font office également de paroi pour le résonateur. C'est d'ailleurs l'exemple utilisé dans ce tutoriel.
En ce qui concerne l'espace d'air, celui-ci n'est pas obligatoire. Aussi, la laine de verre (avec un AFR bas (4, 5, 6, ou 7) est généralement plus efficace que la laine de roche pour traiter les basses fréquences.

François

14/11/2020 19:07:35

Bonjour Andy,

tout d'abord un grand bravo pour ton travail de recherche et d'analyse très poussé et très scientifique. C'est très intéressant et très inspirant.

Je me permets de te contacter car j'ai une question qui m'interroge... J'avais dans l'idée de construire le BT en utilisant une mousse PU de 50 mm pour éviter les nanoparticules liées aux laines minérales, mais les données d'AFR de ce type de matériaux me semblent énormes (15000 à 20000), ce qui les rendraient totalement inappropriées au vu de tes recommandations (4000 Pa.s/m2). Je te mets en lien une étude réalisée sur ces matériaux.

https://www.researchgate.net/publication/323426774_A_Comparative_Study_on_Flow_Resistivity_for_Different_Polyurethane_Foam_Samples

Autre question: l'ajout du pare vapeur ne modifie-t-il pas de façon drastique cette donnée d'AFR étant lui même imperméable à l'air?

Merci de tes lumières.
François

Merci à toi pour ce lien qui contient des données très difficiles à trouver sur le web.

Effectivement, l'AFR des mousses acoustiques est bel et bien aux alentours de 15 à 20. Ce qui explique pourquoi les laines de verre avec un AFR bas aux alentours de 4 à 7 sont meilleurs pour absorber les basses fréquences (en dessous de 125hz grosso modo) ! Ce que je me tue à dire à mes clients toutes les semaines.

Pour le par vapeur, le problème doit être pris différemment. Tu ne dois pas considérer le par vapeur comme un élément constituant la laine, mais comme une membrane posée devant la laine, ce qui est totalement différent. Ainsi, le par vapeur agit comme une membrane et non comme un matériau poreux.

Concrètement on observe que le par vapeur est totalement transparent en dessous de 400hz et que le son est de plus en plus réfléchit jusqu'à 4 000hz. Au dessus de cette fréquence, on peut dire que le son est pratiquement "entièrement réfléchit" dans une pièce avec un volume "raisonnable" pour nos oreilles.

alex

20/11/2020 11:14:54

Salut Andy, j'vais etre obligé de construire des bass trap en caisson... par contre, doubler les panneaux mdf fait trop monter les couts... un rabot Guillaume euh... non plus... SI j'utilise des tourillons, ou simplement des vis/colle a bois et que je met du silicone (ou du mastic bois) pour étanchéifier, ca fera l'affaire?

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