Bruits de claquement dans les menuiseries en aluminium

Les menuiseries en aluminium – et dans une moindre mesure en PVC – peuvent générer des bruits de claquements lorsqu’elles sont soumises à de fortes variations de température. Ces bruits proviennent d’une dilatation ou d’une rétraction thermique entravée. Nos analyses en laboratoire ont montré que les fixations et les calages du châssis étaient déterminants dans l’apparition de ce phénomène.

Bruit intense

Lorsqu’ils sont soumis à de fortes variations de température, les châssis en aluminium subissent une dilatation ou une rétraction de leurs profilés. Si ces mouvements sont entravés, les châssis emmagasinent de l’énergie, laquelle est susceptible de se relâcher soudainement en produisant un bruit intense et de courte durée. Lorsque la charge acoustique, autrement dit l’intensité et la fréquence de ces bruits de claquement, est élevée, la gêne pour les occupants du bâtiment peut s’avérer importante.

Afin de dégager des pistes de solutions, nous avons étudié ce phénomène en laboratoire en développant un poste d’essai qui permet de simuler les cycles d’échauffement et de refroidissement.

Poste d'essai

Notre poste d’essai est composé d’une série de radiants disposés comme à la figure 1. Afin de valider les bruits de claquement des profilés, nous avons placé des accéléromètres sur la face non chauffée des châssis. Nous nous sommes ensuite servis d’une caméra acoustique pour localiser la source du bruit et d’un sonomètre pour en mesurer l’intensité et quantifier ainsi la charge acoustique.

Résultats des campagnes d'essais

Les essais effectués confirment que la fixation et le calage du châssis, à savoir le calage du vitrage et le calage de liaison avec la baie, sont des éléments déterminants et que certaines mises en oeuvre entraînent une charge acoustique élevée.

Nous avons également pu déterminer que les profilés en aluminium à rupture thermique testés (voir figure 2 à la page suivante) n’étaient pas eux-mêmes à mettre en cause. En effet, un profilé à barrette thermique non entravé n’engendre aucun bruit de claquement alors qu’il est soumis à une différence de température de plus de 50 °C entre la face exposée au soleil et la face non exposée. Il se peut aussi qu’un cadre de châssis non calé et formé de ces mêmes profilés ne produise aucun bruit. Ce résultat est remarquable, car il permet de ne pas devoir chercher de nouvelles solutions techniques de fabrication du châssis lui-même (*).

Enfin, lors de nos tests, il est arrivé fréquemment que la charge acoustique s’intensifie ou diminue lors de la répétition du cycle d’échauffement et de refroidissement dans des conditions identiques. Au vu de l’ensemble des essais, il est très probable que le châssis se ‘mette en place’, avec renforcement ou libération de contraintes mécaniques de calage ou de fixation.

(*) Du moins, pour les châssis que nous avons étudiés, constitués d’un cadre fixe simple formé de quatre profilés.

Conseils de pose

Nous pouvons dégager quelques conseils de pose :

• la fixation du châssis doit entraver uniquement le mouvement perpendiculaire au plan du châssis (reprise des charges de vent). Cette fixation peut être réalisée :
  – en utilisant des pattes en Z coulissantes dans le profilé aluminium (voir figure 3). Bien qu’il s’agisse d’une solution prometteuse, de telles pattes ne sont pas disponibles sur le marché à l’heure actuelle. Elles devraient cependant être développées et soumises à des tests lors d’une prochaine campagne
  – en optant pour des fixations directes, au moyen de vis à béton ou de vis avec chevilles. Des pistes de solutions pratiques sont à l’étude
• il faut absolument éviter que la face exposée au soleil et la face intérieure aient une liaison mécanique capable de créer une entrave. On évitera donc de poser le châssis sur un support rigide continu sur toute la profondeur du profilé. Toutefois, une pose sur un appui réparti tout le long de blocs de béton cellulaire ou de matériaux isolants ne semble pas poser de problèmes sur chantier
• le châssis doit disposer de cales uniquement aux endroits indispensables (cales du vitrage, cales de support du poids, cales pour redresser un châssis). En cas de pathologie, il faut comprendre que ces cales constituent, tout comme les fixations, des sources potentielles de bruits de claquement. Une solution consiste à modifier l’agencement des cales autour du châssis. Une analyse plus détaillée fera l’objet d’un futur article.

Pistes futures

La plupart du temps, les bruits de claquements ne produisent aucune gêne particulière. Dans le cas contraire, il importe de savoir quelle charge acoustique peut être considérée comme gênante ou très gênante et si des facteurs autres que l’intensité sonore et le nombre de claquements influencent cette gêne.