Les panneaux acoustiques facilitent l'apprentissage des langues

L’école italienne classique est située dans un vieux bâtiment avec de grands volumes, des murs en pierre, de hauts plafonds et des carreaux de céramique au sol. En d’autres termes, de mauvaises normes acoustiques. Il existe également un autre problème structurel important lié à ces vieux bâtiments. Les capacités de charge des plafonds de ces bâtiments sont limitées ou peu sûres, car les matériaux sont souvent vétustes et de mauvaise qualité. Plusieurs accidents se sont produits en Italie, dont un à Turin il y a une dizaine d’années où un élève est mort à cause de la chute d’un plafond. C’est pourquoi la législation se durcit et un examen approfondi des plafonds doit être réalisé avant de monter des plafonds suspendus.

Dans le cadre du projet de recherche « Io Ascolto » (J’écoute), le professeur Arianna Astolfi et la post-doctorante Giuseppina Puglisi du Politecnico di Torino ont posé des plafonds acoustiques suspendus et des panneaux muraux acoustiques dans deux salles de classe de l’école Muratori. L’objectif de l’intervention n’était pas seulement d’améliorer les conditions acoustiques; il s’agissait également de garantir un niveau de sécurité plus élevé d’un point de vue structurel.

« Il est obligatoire en Italie de vérifier la sécurité en ce qui concerne ces facteurs structurels » précise Arianna Astolfi.

La diversité des langues constitue un enjeu

L’école Muratori est située dans la banlieue de Turin où vivent beaucoup d’immigrants et où de nombreux élèves ont des langues maternelles différentes.

« Les salles de classe étaient bruyantes, car les enfants parlaient différentes langues. Il s’agissait d’un problème évident et d’une situation difficile tant pour les enfants que pour les enseignants. La situation acoustique était déplorable et les enseignants étaient stressés à cause du bruit », explique Arianna Astolfi.

« Les classes comptaient également deux ou trois enfants souffrant de déficience auditive, souligne Giuseppina qui précise que l’école Muratori est tout à fait représentative des conditions acoustiques des écoles italiennes.

« L’école est généralement située dans un bâtiment historique qui ne permet pas l’isolation entre les pièces. Les portes ne sont pas adaptées ; il y a donc des ponts acoustiques entre l’intérieur des salles de classe et l’extérieur ».

Les salles de classe sont également affectées par le bruit extérieur. Les écoles italiennes sont généralement situées dans des environnements urbains, à proximité de routes et de rues très fréquentées.

« Dans les bâtiments anciens, les fenêtres ne sont pas très performantes en termes d’isolation acoustique et thermique », remarque Giuseppina.

Des améliorations acoustiques importantes suggérées par les simulations

Pour le projet, les chercheurs ont utilisé deux salles de classe similaires en tous points : matériaux, dimensions et hauteur de plafond. Le plafond et les murs des deux salles de classe ont été traités avec des panneaux acoustiques, conformément à la nouvelle norme italienne pour l’environnement acoustique dans les écoles, la norme UNI 115332-2, publiée début 2020.

En raison de la pandémie, les chercheurs n’ont pas été en mesure d’interroger les enseignants ou les élèves après l’intervention.

Mais ils ont effectué des mesures pour prévoir l’intelligibilité vocale, en collaboration avec des chercheurs de l’université d’Oldenbourg en Allemagne. D’après ces mesures, lorsque les salles de classe étaient occupées par des enfants et des enseignants par voie de simulation, les conditions ont pu être considérablement améliorées.

Le temps de réverbération sur 1 000 hertz a diminué de 1,50 seconde à 0,42 seconde. La clarté vocale s’est également beaucoup améliorée. Dans l’une des salles de classe, les premières réflexions sonores qui ont un effet positif sur la clarté vocale ont augmenté d’environ 10 décibels en moyenne depuis une position centrale dans la salle de classe. Il s’agit là d’une grande amélioration.

« D’après ces mesures, je pense que nous pouvons dire que nous sommes passés d’une situation médiocre à une situation très satisfaisante, » déclare Giuseppina.

« Et c’est une solution très bon marché qui pourrait être mise en œuvre dans chaque classe de chaque école en Italie », note Arianna.

Une vitesse de lecture plus élevée grâce à une meilleure acoustique

Arianna Astolfi et Giuseppina Puglisi ont également étudié l’effet du son sur la capacité de lecture des enfants.

« Nous avons constaté que, dans les salles de classe où l’acoustique est meilleure, la vitesse de lecture est plus élevée. Mais surtout, nous avons observé une corrélation statistiquement significative avec la clarté vocale. C’est pourquoi nous pensons qu’il faut se concentrer non seulement sur le temps de réverbération, mais aussi sur l’uniformité et l’amélioration de la clarté vocale dans toute la salle de classe », souligne Giuseppina.

Elle ajoute que l’acoustique de la salle de classe peut également favoriser d’autres tâches d’apprentissage, comme les mathématiques.

« Les enfants ont tendance à être plus rapides pour compter et associer des chiffres lorsque l’acoustique de la classe est meilleure ».

Un outil pour créer la meilleure conception acoustique

Il est encore plus important d’avoir de bonnes normes acoustiques dans les écoles où les élèves ont des langues maternelles différentes. Chaque langue a des prérequis différents en termes d’intelligibilité vocale. Pour cette raison, les chercheurs du Politecnico di Torino ont développé un outil d’évaluation de l’intelligibilité vocale pour plusieurs langues, optimisé pour une vingtaine de langues.

« Cet outil est capable d’évaluer l’intelligibilité vocale et nous donne des résultats précis et parfaitement comparables entre les différentes langues. Cela permet de créer la meilleure conception acoustique », explique Giuseppina.

« Nous étudions également l’intelligibilité vocale pour les enfants malentendants, en utilisant différents masques faciaux. Grâce à cette recherche, nous pourrons évaluer quel masque facial est le mieux adapté pour ces enfants lors des prochaines pandémies », explique Arianna.

Un grand pas en avant

Arianna Astolfi a également participé à la rédaction de la nouvelle norme italienne relative à l’environnement acoustique dans les écoles. Cette norme est devenue obligatoire non seulement pour la construction de nouvelles écoles, mais aussi pour la rénovation d’écoles existantes. Giuseppina Puglisi se félicite de la nouvelle norme.

« C’est un grand pas en avant. La nouvelle norme ne prévoit pas des seuils avec des valeurs qu’il est seulement interdit de dépasser. Elle donne des valeurs spécifiques et optimales pour différents types d’espaces et pour différents types de prérequis parmi les élèves, tels que les déficiences auditives. Ces valeurs doivent être obtenues dans les limites d’une petite marge de tolérance », explique-t-elle en ajoutant :

« À titre d’exemple, l’ancienne norme avait un seuil de durée de réverbération de 1,2 seconde. Mais la différence est énorme entre, disons, 0,3, 0,6 et 0,9 seconde. Selon moi, c’est ce qui fait que la nouvelle norme est davantage axée sur l’humain, avec les élèves au premier plan ».

L’effet de la nouvelle norme est clair, d’après Giuseppina Puglisi.

« Ces deux ou trois dernières années, l’acoustique est de plus en plus prise en compte. Les nouvelles écoles sont parfaites sur le plan acoustique - et désormais nous pouvons commencer à regarder également du côté des bâtiments scolaires plus anciens ».

Texte : Lars Wirtén

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Note de bas de page : Ecophon a soutenu le projet de l’école Muratori en fournissant des matériaux, en participant au montage et en partageant son expérience.