Nuisances sonores : pompes à chaleur, climatiseurs, etc.

La PAC est apparue aux États-Unis dans les années trente avant de se répandre en Europe dans les années 1970. L'appareil récupère les calories contenues dans l’air, l’eau ou le sol grâce à un fluide caloporteur avant que le compresseur en élève la température. L’installation d’une pompe à chaleur dans une maison individuelle doit faire l’objet d’une déclaration préalable de travaux auprès de la mairie de la commune. La non déclaration est une infraction. En zone ouverte, il est recommandé d’installer la PAC à 20 mètres de la limite de propriété de ses voisins, de préférence contre un pan de mur isolé phoniquement (aucun installateur ne le fait), de préférence côté sud à l'abri du vent dominant (la PAC travaille moins). Cette distance peut être réduite à 10 mètres dans un village ou une ville.

En copropriété : « en application de l’article L421-17 du Code de l’urbanisme, les travaux ayant pour effet de modifier l’aspect extérieur d’un bâtiment existant sont soumis à une déclaration préalable. Ainsi, l’installation de climatiseurs, démontables ou non, sur les façades des immeubles est soumise à une telle déclaration » QE de Jean-Pierre Decool, JO de l'Assemblée nationale du 15 janvier 2008, n°1822. L'installation se doit d'être approuvée par l'AG à la majorité absolue, ce qui n'éxonère pas le copropriétaire de respecter les règlements : « aucun bruit particulier ne doit par sa durée, sa répétition ou son intensité porter atteinte à la tranquillité du voisinage ou à la santé de l’homme ». Le décret du 18 avril 1995 fixe les limites, si l'installation émet des sons supérieurs à plus de 5 dB entre 7 et 22 heures, et à plus de 3 dB de 22 heures à 7 heures du matin, le propriétaire est en infraction.

Le niveau sonore de l’unité extérieure varie selon la technologie de la PAC : Eau-Eau 45 dB(A), Air–Eau 57 dB(A), Air–Air 65 dB(A), voire davantage en mode dégivrage. Des foyers font l'acquisition d'une PAC sous dimensionnée qui tournera en continu à plein régime ; surdimensionnée, la PAC va se lancer et redémarrer d’où une source sonore gênante et un temps moyen de bon fonctionnement (TMBF) réduit. L'interaction air/hélice peut produire un phénomène tourbillonnaire, le manque de lubrification des paliers et roulements peut générer un bruit de frottement, de cognement, voire un broutement à l'origine de vibrations mécaniques transmises aux structures (bruits solidiens : 3.160 m/sec dans le béton, 54 m/s à 0°C pour le caoutchouc vulcanisé ou silent bloc. Impédance acoustique (Z) du béton 8.10⁶ kg(m2.s)^-1), air 430.

Le lecteur que rebute la physique peut sauter les paragraphes jusqu'à l'emoticone ☺ quitte à y revenir plus tard. La distance à laquelle l'oreille peut percevoir un son dépend de son intensité (amplitude), de sa fréquence (Hertz), de l'acuité auditive, de la topographie et de l'altitude, des conditions météorologiques (force et direction du vent, humidité, température). Quand le son se propage, les molécules oscillent autour de leur position d'équilibre sous la forme d'un mouvement de va-et-vient (comme un bouchon sur les vagues) et seul l'ébranlement moléculaire se transmet à distance. Quand on lance une pierre dans l'eau, les ridules circulaires qui s'éloignent de l'épicentre sont en deux dimensions ; l'amplitude qui définit la hauteur de son déplacement et le temps de retour à sa position initiale - la distance parcourue en une seule vibration correspond à la longueur d'onde λ (célérité/fréq) - le nombre de vibrations par seconde représente la fréquence (grave 20 à 400 Hz, médium 400 à 2 kHz, aigu 2 kHz à 20 kHz ; infrasons inférieurs à 20 Hz, ultrasons 20 kHz à 1 GHz, au-delà hypersons) - la période correspond à l'inverse de la fréquence (T=1/F).

Le son se propage dans l'air à la vitesse de 331 m/sec (la célérité augmente de 0,6 m/sec par °C) et prend la forme d'une sphère qui se dilate en 3D. Comme la surface de la sphère (4πR²) augmente, l'intensité sonore ou l'énergie sonore reçue par unité d'aire diminue (1/ R²) ainsi que l'amplitude de l'onde (1/R). Les basses fréquences et les infrasons sont très peu absorbées (10^-5 dB/km à 10 Hz contre 10 dB/km à 10 kHz) et restent perceptibles dans toutes les constructions. Une hélice à trois pales tournant à 400 tr/min a une fréquence fondamentale de 20 Hz = 3×400 tr/min/ 60 s/min (problème commun aux éoliennes).

La plage d'audition de l'oreille humaine, 20 Hz à 20 kHz, correspond à une plage de pression de 20.10^–6 Pa à 20 Pa (seuil de douleur), soit une plage de pression de 1 pour 1 million (fig). La pression de référence comme seuil d'audibilité est fixée à 2.10^-4 μ bars (0,0002 μ bar), 2.10^-5 N/m2 ou 20.10^-6 Pa (20 mPa) pour 1 kHz, mais de 40 dB (0,02 μ bar) pour 100 Hz (1 Pa = 1 N/m2 = 10 baryes = 10 μ bars). Deux pour-cents de la population souffrent d'une hypersensibilisation à certains bruits ou ne concerner que certaines fréquences. Les personnes souffrant d’hyperacousie peuvent ressentir une sensation de douleur dès 60 dB (seuil douloureux admis 120 dB), soit six ordres de grandeur. Fin 2022, une dame âgée hospitalisée a débranché l’appareil respiratoire de sa voisine de chambre en raison du bruit excessif qu’il produisait.

La perception de l’énergie acoustique et de la pression acoustique ne suit pas la même échelle. Notre ouïe n'a pas une sensibilité linéaire (voir fig), la perception humaine est logarithmique. Si sur une règle un centimètre correspond toujours à 10 mm, pour les logarithmes décimaux la distance qui sépare 1 de 10 est la même que celle qui sépare 10 de 100 et de 100 et 1000, 1000 de 10.000, etc., et la distance qui sépare 1 de 2 est égale à celle qui sépare 10 de 20. S'agissant d'une puissance 10, il n'y a pas de 0, une valeur ne peut être exposée à 10^0 (log (1) = 0), et log(1)=0 est l'origine du repère.

Les acousticiens préfèrent les décibels (1/10 du Bel) plus faciles à manipuler que les pascals. La pression acoustique en Pa convertie en dB fait référence au niveau de pression acoustique (Sound Pressure Level). Le décibel reste une unité sans dimension exprimant le rapport de deux puissances, le nombre de décibels étant égal à 10 fois le logarithme décimal de ce nombre, soit n dB = 10 log (10). P1 / P2.(...) Le niveau de pression acoustique exprimé en décibels est représenté par 20 fois le logarithme décimal du rapport d'une pression acoustique mesurée (pm), à la pression acoustique pr de référence : n dB = 20.log10.(pm/pr). Le niveau dB SPL est égal 20 log Pm/ 2.10^-4 (ou 0,00029). 1 μb = 74 dB, 10 μb = 94 dB, 100 μb = 114 dB (μb = dB/20 antilog. 0,0004).

L'intensité du son est proportionnelle au carré de l'amplitude (P_o) de l'onde de pression (I=P_o²/4ρv). Si l’intensité acoustique est doublée, le niveau sonore est multiplié par 2 (soit +3 dB). En augmentant l'intensité d'un facteur 10, on augmente le niveau sonore de 10 dB. Si un son de 26 dB est juste un peu plus fort que 23 dB, l’intensité perçue n’est pas doublée, c’est l’énergie acoustique qui l’est. Dix trompettes délivrent chacune 70 dB, quelle sera le niveau sonore si toutes jouent ensemble ? Plutôt que de revenir sur des formules oubliées, rappelons qu'un son qui augmente de 3 dB, double. Donc deux instruments + 3 dB et quatre instruments + 3 dB soit 76 dB et ainsi de suite jusqu'à 10 soit 80 dB. Dix instruments produisent une intensité 10 fois celle d'un seul instrument, ce qui revient à doubler le volume sonore perçu.

L'intensité décroît en raison inverse du carré de la distance, atténuation de 6 dB chaque fois que la distance double (le niveau sonore est divisé par 4. Un niveau sonore de 60 dB à un mètre n'en possédera plus que 24 dB à 64 mètres. Les obstacles situés dans le champ sonore sont à l'origine d'une augmentation de la pression sur la face exposée à l'onde sonore, et à une diminution sur l'autre face. Les différences de pression engendrées dépendent de la taille et de la forme de l'obstacle, de sa nature et de la longueur d'onde du son. Si une partie de l'onde sonore est absorbée par les structures, elle est réfléchie et transmise par les murs, planchers, plafond (bruits solidiens), diffractée par les arêtes des obstacles, et réverbérée (durée). Un carreau de plâtre ou deux plaques de BA13 apportent un affaiblissement de 30 dB, un double vitrage standard -15 dB ! La loi de masse nous apprend que l'atténuation dépend de la fréquence, si elle est doublée, l'indice d'affaiblissement (R) augmente de 6 dB (R = 40 dB à 500 Hertz sera de 34 à 250 Hz, 28 dB à 125 Hz).

Dans un milieu borné par des parois (murs, plancher, plafond), le facteur de directivité Q double quasiment pour chaque face, et la pression acoustique est multipliée par deux, ce qui correspond à une augmentation de 3 dB par paroi (Δ Li = 10(log2) soit 3 dB). Une PAC placée entre plusieurs murs peut voir les ondes sonores venir s'y réfléchir et générer des pressions venant se renforcer ou se contrecarrer (déphasage). Le phénomène de résonance apparaît lorsque fr = k (330/2.D). Pour D=2 m et en négligeant K, les fréquences (en Hertz) se produiront vers : 82, 164, 246 Hz 328 Hz et entraîneront des vibrations secondaires ; D = k. λ /2 avec D et λ en mètres, k est un nombre entier 1,2, etc. Cet articulet se voulant vulgarisateur, j'ai fait le choix de prendre des unités familières à tous, le recours à certaines unités correspond généralement à nos années collège et lectures (étrangères). Combien de lecteurs se souviennent de la sonie, de la dyne, du néper, du savart ou du système CGS ?

☺Un son nocturne porte plus loin qu'un même son diurne. Par nuit claire et temps sec la température (îlots de chaleur) peut y ajouter 10 dB (refroidissement radiatif et couches d'air de densité inégale). Il est possible d'atténuer les bruits parasites en installant : un écran acoustique (–10 dB env), caisson anti-bruit (-25 dB), mur végétal (–10 dB), silent blocs entre les maçonneries, platines et berceau, remplacer le compresseur ou ventilateur, assurer l'entretien (obstruction des ouïes : saletés, plumes de volatils, feuilles mortes). Une visite de maintenance est obligatoire tous les deux ans pour toute PAC dont la puissance est comprise entre 4 et 70 kW, tous les 5 ans pour celles au-dessus de 70 kW.

En cas de désagréments cela relève d'une action en procédure civile. Téléchargez une application sonomètre, retenez que l'échelle dB(A) sous estime la gêne causée par les basses fréquences : 1000 Hz 0 dB, 500 Hz -3 dB, 250 Hz -8,5 dB, 125 Hz -15,5 dB..., 50 Hz -30 dB (voir courbe). L'article R.1336-8 du code de la santé publique apporte un correctif avec la norme dB(C). Complétez vos mesures avec un analyseur de spectre (applications gratuites), faites des copies d'écran, photographiez les appareils incriminés et les dégâts aux parties communes, consultez les caractéristiques de la PAC (technologie, niveau sonore annoncé), recueillez quelques témoignages, mentionnez la gène sonore, la modification visuelle, la perte de luminosité, l'ombre portée, le soulèvement de la poussière qui se dépose sur le linge suspendu et/ou qui pénètre dans les pièces à vivre, adressez une LRAR circonstanciée avec photos et copies d'écran au mis en cause, au conseil syndical au syndic. Saisir le conciliateur de justice (gratuit), en cas d'accord (déplacement, dépose, insonorisation, remise en état des parties communes), n'oubliez surtout pas de faire mention d'un délai !

Si la situation perdure passez à l'échelon supérieur. Tout maire saisi par un administré qui se plaint du bruit d'une installation est tenu de faire constater le trouble par un agent assermenté qui rédigera un procès-verbal. En possession du rapport du médiateur de justice, vous pouvez saisir le tribunal judiciaire (regroupement du TI et TGI) par requête, formulaire Cerfa 16042-01 (procédure gratuite), soit par assignation rédigée par un commissaire de justice (huissier). Si le bruit est supérieur à 25 dB à l’intérieur du logement ou à 30 dB à l’extérieur, celui-ci demandera à un acousticien de calculer la différence de bruit avec et sans la source de bruit. Mieux vaut se tourner vers son assurance Protection juridique ou celle de la copropriété.

Informez-vous, Code de l'urbanisme : articles R. 421-17, R. 423-4, R. 423-23, L. 424-8, L. 480-1. L'article L. 2212- 2 du code général des collectivités territoriales, les articles R. 1336-7 et R 1337-9 du Code la santé publique, l'article 1382 du Code civil. Les tribunaux donnent très souvent raison aux plaignants. Un couple ayant subi des troubles engendrés par une VMC et la PAC de ses voisins a obtenu 19.000€ à titre d’indemnisation des préjudices, et 9.650€ pour le remboursement du rapport d’expertise, l’installateur a été condamné à rembourser les 4.582€ de travaux. La cour a jugé que celui-ci avait engagé sa responsabilité en omettant de prévenir du bruit (article R 1337-9). Agissez sans tarder, au-delà de cinq années votre doléance serait irrecevable. Une remarque, une correction, une précision ?

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