Acoustique d'une salle ; le PVC. Bts EEC 2015.  . . . . Acoustique de la salle (7 points) Données : - Seuil d’audibilité à 1000 Hz : I0 = 1,0 × 10-12 W.m-2. - On admettra qu’en extérieur, le niveau d’intensité sonore mesuré en un point diminue de 6 dB lorsqu’on multiplie par deux la distance entre ce point et la source sonore. - De nuit, un bruit est considéré comme gênant pour le repos des personnes à partir d’un niveau d’intensité sonore de 40 dB. 1. Limitation du niveau sonore. Il est prévu d’installer au sein de la salle un capteur de niveau sonore qui, lorsqu'il capte un niveau d’intensité sonore supérieur à NMAX = 89 dB, coupe l'alimentation électrique d'une partie de la salle. Ce capteur sera placé à la distance d = 20 m de haut-parleurs qu’on assimilera à une source sonore ponctuelle émettant des ondes sonores dans toutes les directions (on ne tiendra pas compte de la réverbération de la salle). 1.1. Calculer l'intensité sonore maximale IMAX que tolère le capteur. IMAX = I0 10Nmax/10 =1,0 10-12 * 108,9 = 7,94 10-4~7,9 10-4 W m-2. 1.2. En déduire la puissance acoustique maximale PMAX des haut-parleurs. Pmax =4pd2I = 4*3,14*202*7,94 10-4~4,0 W. 2. Isolation phonique de la salle. Lors d’une soirée festive, on a mesuré à l’extérieur de la salle un niveau d’intensité sonore moyen NMOY = 75 dB, à 1,0 m de la façade à rénover. Les fenêtres des riverains les plus proches sont situées à 30 m de la façade de la salle. 2.1. Ces riverains risquent-ils d’être importunés par les bruits de la salle ? Justifier. La distance a été multipliée par 30 soit environ 25. A chaque fois que la distance double, le niveau sonore diminue de 6 dB. Le niveau sonore diminue donc d'environ 6*5 = 30 dB. Niveau sonore au niveau des fenètres des riverains : 75-30 ~45 dB. Cette valeur étant supérieure à 40 dB, ce bruit est gênant. Outre une amélioration d’un point de vue thermique, la nouvelle façade vitrée offrira un meilleur confort acoustique. Son coefficient d’atténuation phonique est R = 35 dB. 2.2. En supposant que le niveau d’intensité sonore à l’intérieur de la salle atteigne au cours de la soirée une valeur juste inférieure à NMAX = 89 dB, calculer le niveau d’intensité sonore NEXT à l’extérieur de l'autre côté de la façade vitrée. NEXT = NMAX-R = 89-35 =54 dB. 2.3. Le confort acoustique des riverains sera-t-il amélioré après rénovation de la façade ? Justifier. 54-30 = 24 dB. Cette valeur étant inférieure à 40 dB, ce bruit n'est pas gênant. . . 3. Correction acoustique de la salle En remplaçant le parquet actuel par du Taraflex, on cherche à réduire notablement la durée de réverbération de la salle afin qu’elle puisse faire office de salle de conférence. 3.1. Pourquoi recommande-t-on des durées de réverbération courtes dans les salles de conférence ? La parole de l'auditeur doit rester audible et compréhensible ; il faut éviter les réflexions multiples sur les parois. 3.2. À l’aide de la loi de Sabine, calculer l'aire de la surface d'absorption équivalente A0 avant remplacement du parquet. - Surface au sol de la salle S = 300 m2. - Coefficient d’absorption du parquet aP = 0,12. A0 = S aP =300*0,12 =36 m2. 3.3. Donner l'expression de l'aire de la surface d'absorption équivalente A1 après remplacement du parquet par le Taraflex, en fonction de A0,  aP, aT et S, surface du sol. A1 = S aT =A0 aT /aP. 3.4. Déterminer la valeur de l’aire d’absorption équivalente A1. Commenter. A1 =36*0,55 / 0,12 = 165 m2. Le volume de la salle restant inchangé, son aire équivalente croît : le temps de réverbération va diminuer. 3.5. La salle pourra-t-elle être utilisée comme salle de conférence après changement du revêtement ? Volume de la salle V = 1080 m3. Durée de réverbération de la salle avant travaux T0 = 1,6 s. T0 = 0,16 V / A. A = 0,16 V / T0 = 0,16*1080 /1,6 = 108 m2. Nouvelle aire équivalente après travaux : A'=(108-36)+165 =237 m2. T = 0,16 *1080 / 237 = 0,73 s. Dans une salle de conférence, on recommande une durée de réverbération inférieure à 0,8 s. 1. Le revêtement. Le revêtement de sol de la salle sera remplacé par un revêtement en Taraflex. Le Taraflex est principalement constitué de polychlorure de vinyle, une matière plastique mieux connue sous l’acronyme de PVC, polyvinyl chloride. Le polychlorure de vinyle est synthétisé industriellement à partir du chloroéthène de formule brute C2H3Cl. 1.1. La molécule de polychlorure de vinyle est un polymère. Qu’est-ce qu’un polymère ? Macromolécule  obtenue   à partir d'un grand nombre de petites molécules ( monomère) , associées par liaisons de covalence. 1.2. Écrire la formule semi-développée de la molécule de chloroéthène, sachant que cette molécule comporte une double liaison entre deux atomes de carbone. 1.3. Écrire l'équation de la réaction chimique correspondant à la synthèse du polychlorure de vinyle à partir du chloroéthène pour un degré de polymérisation moyen n = 1000. 1.4. Quel nom donne-t-on à cette réaction chimique ? Polymérisation. 2. La combustion. La combustion complète du chloroéthène dans le dioxygène de l’air produit du dioxyde de carbone, de la vapeur d’eau et du chlorure d’hydrogène gazeux. 2.1. Écrire l’équation de la réaction de combustion complète du chloroéthène. C2H3Cl +2,5O2 --> 2CO2 +HCl +H2O.  En déduire l’équation bilan équilibrée de la combustion complète du PVC précédemment synthétisé. nC2H3Cl +2,5 nO2 --> 2nCO2 +nHCl +nH2O avec n = 1000. 1000 C2H3Cl +2500 O2 --> 2000 CO2 +1000 HCl +1000 H2O 2.3. Quels sont les risques liés aux émanations de chlorure d’hydrogène ? Ces vapeurstoxiques par inhalation,  très solubles dans l'eau donnent une solution d'acide chlorhydrique corrosive. 3. Entretien du revêtement Si le revêtement est très sale, son nettoyage s'effectue par une brosse mécanique alimentée par un détergent à base d’hydroxyde de sodium NaOH. Ce détergent est commercialisé dans des bidons de 5,0 L sous forme d’une solution concentrée et corrosive. Le technicien responsable du nettoyage doit d’abord effectuer une dilution au centième pour préparer un volume V1 = 10 L de la solution diluée nécessaire à l'utilisation de la brosse. 3.1. Quelles précautions doit prendre le technicien pour manipuler la solution commerciale ? Port de blouse, gants et lunettes de protection. 3.2. Quel volume V0 de solution commerciale le technicien devra-t-il prélever pour réaliser cette dilution ? Il faut prélever V1/100 = 10 / 100 = 0,10 L de solution commerciale. Le pH de la solution commerciale vaut 13. 3.3. Calculer la concentration molaire des ions hydroxyde HO- dans la solution commerciale. [HO-] = 10-14/ 10-pH =10-14/ 10-13 =0,10 mol/L. 3.4. En déduire la concentration molaire des ions hydroxyde dans la solution diluée que doit préparer le technicien. 0,10 / 100 = 1,0 10-3 mol/L.

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