Des travaux de recherche sur la première modélisation acoustique d’une fenêtre sont en cours dans le cadre d’une thèse effectuée au sein du LMSSC (Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés) du CNAM par la doctorante Chaïma SOUSSI. Cette thèse intitulée « Développement d’un outil numérique pour l’évaluation des performances vibro-acoustiques des fenêtres » est financée par le CODIFAB ; elle a été proposée à l'initiative de l'UFME (Union des Fabricants de Menuiserie) qui suit de près sa réalisation.
Ce sujet est particulièrement important pour la filière de la menuiserie extérieure. En effet, aucune étude de la fenêtre seule n’a encore été réalisée et aucune modélisation acoustique n’existe à ce jour;
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Dans un contexte technique où l’appréciation de l’acoustique reste expérimentale, et face à une littérature scientifique internationale sur le sujet de la prédiction de l’affaiblissement acoustique pratiquement inexistante, l'UFME, l'une des organisations professionnelles représentées au sein du CODIFAB, souhaite encourager les travaux visant à faire évoluer la recherche dans ce domaine.
« Ma double casquette de Délégué Général UFME et d’enseignant au CNAM m’a permis de mettre en adéquation le besoin exprimé par la profession de disposer d’une modélisation acoustique de la fenêtre avec la réponse apportée par l’équipe scientifique du CNAM portée par Jean François DEU » déclare Philippe Macquart. « Il est de notre rôle de mettre à la disposition de la profession les informations scientifiques et techniques permettant d’évaluer avant sa fabrication les performances acoustiques des fenêtres fabriquées en France. Grâce à ces travaux, la fenêtre sera très prochainement le premier élément de l’enveloppe du bâtiment à disposer d’une modélisation acoustique intrinsèque ! C’est une réelle avancée scientifique pour la filière. » ajoute-t-il.
Aujourd’hui, pour évaluer les performances acoustiques d’une fenêtre, le fabricant est obligé de réaliser des essais sur la fenêtre « achevée dans un laboratoire d’essais sur la base d’un prototype. Le résultat n’intervient qu’après conception, ce qui implique une perte de temps et le risque d’un résultat de performances non atteint sans oublier le coût des essais.
« Dans le cadre de cette étude, nous avons cherché à comprendre comment se comporte une fenêtre en bois dans la façade et nous avons reconstitué le comportement de cette fenêtre via l’outil informatique, comme si nous étions en laboratoire dans des conditions réelles. Nous avons pour cela construit des modèles avec une concordance la plus parfaite possible entre le modèle informatique et la pratique, nous permettant de vérifier la connaissance vibratoire de cette fenêtre dans la façade, en nous affranchissant ainsi de la géométrie et de la nature de la chambre d’émission et de réception pour réaliser l’essai » commente Chaïma Soussi, doctorante du CNAM.
De la même manière que les laboratoires testent un produit dans son intégralité et présentent un résultat de l’essai tout intégré, la méthode proposée ici permet de modéliser les propriétés de la menuiserie bois complète, profilé, cadre et vitrage. La modélisation de la fenêtre va permettre de gommer l’aspect « empirique » de la conception d’une gamme de fenêtres, en vue d’un affaiblissement acoustique : le fabricant voit les paramètres qui influent et peut les faire varier et chercher la configuration performances-coûts la plus adaptée, avant de lancer sa production dans des conditions optimales.
Les résultats de ces travaux de recherche sont attendus en 2020.
Une seconde thèse, également financée par le CODIFAB, est actuellement en préparation dans la continuité de celle-ci. Elle portera sur l’acoustique des entrées d’air, pour laquelle il n’existe, également, aucune modélisation à ce jour.