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Chapitre 3 : Transmission du bruit Les différents types de bruit Les équipement

Chapitre 3 : Transmission du bruit Les différents types de bruit Les équipements utilisés en climatisation, chauffage ou ventilation génèrent de l’énergie acoustique sous trois formes : • aérienne, • solidienne, • en conduit. Les bruits solidiens et en conduit sont souvent perçus au niveau du local récepteur comme des bruits aériens. Bruit aérien C’est l’énergie acoustique transmise à l’air par rayonnement de l’enveloppe extérieure de l’équipement et notamment par les orifices laissés libres pour les passages : tuyauteries, fils électriques. Bruit solidien C’est l’énergie vibratoire qui est émise par les composants tournants ou vibrants et transmise au support (massif, plancher ...). Cette vibration chemine dans les structures du bâtiment. Bruit de conduit C’est l’énergie vibratoire émise par les composants tournants ou vibrants, qui est transmise aux fluides qu’ils mettent en mouvement (eau, air ...). Cette vibration est acheminée par les tuyauteries et les gaines. Les différents modes de transmission Les divers bruits que nous venons de définir sont transmis : · soit par voie aérienne, · soit par voie solidienne, · soit par les deux voies conjuguées. Transmission aérienne Le bruit est transmis par propagation dans l’air sous forme d’ondes sphériques. Transmission directe L’équipement est situé dans le même lieu que le récepteur et visible par celui-ci. • Le bruit se propage suivant une sphère ou une demi-sphère. • La circulation de l’air (vents dominants) engendre une directivité bien définie, dont il faut tenir compte. Insuffisance d’isolement La transmission aérienne peut passer à travers une paroi. En effet, l’onde sphérique qui se propage et rencontre une paroi se divise en trois : · une onde réfléchie, · une onde dissipée dans la paroi, · une onde transmise de l’autre côté de la paroi. L’onde transmise continue à se propager dans le local adjacent. C’est la qualité d’isolement de la paroi qui sera déterminante et permettra plus ou moins la transmission aérienne. Transmission parasite Tous les orifices pouvant exister sur une paroi (orifice de ventilation, passage de gaine, passage de tuyauterie, conduits de fumée...) laissent libre le passage aux ondes sonores et favorisent leur progression. Transmission solidienne Dans ce mode de transmission, la vibration liée au bruit chemine jusqu’au local récepteur par voie solide. Implantation extérieure L’équipement, situé à l’extérieur, est indépendant du bâtiment. Les vibrations peuvent être transmises par le sol lui- même. Ce cas, qui est peu fréquent, dépend de la nature du sol (rocheux ou meuble). Implantation intérieure Un équipement générateur de bruit et de vibration (groupe de production d’eau glacée par exemple) rendu solidaire de la structure par un mauvais montage, transmet par voie solidienne. Les vibrations se propagent vers la structure du bâtiment. La nature du sol et des parois va jouer un rôle considérable. Comparaison Illustration Prenons deux exemples correspondant aux deux cas de figure en matière d’émission du bruit : Le bruit émis est aérien. La propagation est en majeure partie aérienne mais les structures peuvent également se révéler de bons agents de transmission solidienne. Le bruit émis est solidien. Le marteau frappe directement la structure du local, qui peut se révéler un agent efficace de transmission. La propagation aérienne persiste. Remarque : La composition des parois du local joue un grand rôle : • nature et densité des parois sol et plafond, • nature des revêtements. Démonstration Dans cet atelier, le récepteur perçoit à la fois : • la transmission aérienne directe, • les transmissions aériennes réfléchies donc indirectes, • les transmissions solidiennes. Dans cet immeuble, les sources de bruit et les transmissions sont très diverses : Méthodes et matériels de mesure Définition En matière d’acoustique, les problèmes de « contrôle et de mesure » sont très diversifiés. Dans l’exercice de la profession, nous sommes confrontés à différents cas de figure : • Acoustique industrielle : - établir le niveau de puissance sonore d’un matériel, - déterminer le coefficient d’absorption ou d’isolation phonique d’un composant. • Acoustique du bâtiment : - vérification des qualités acoustiques d’un bâtiment, - détermination d’un temps de réverbération. • Acoustique appliquée (contrôle in situ) : - vérification des caractéristiques d’une installation tel que le niveau de puissance, le niveau de bruit de fond et le niveau de pression. Méthodes de mesure Les méthodes de mesure sont de plus en plus normalisées (normes françaises, européennes ou internationales) ou font l’objet de « codes d’essai ». Des méthodes de laboratoire et des mesures in situ sont définies par des recommandations ou avis techniques. Matériels de mesure Les matériels de mesure de pression acoustique (sonomètres) doivent : • être conformes aux exigences de l’arrêté du 27 octobre 1989, • répondre aux exigences des normes en vigueur. Le principe du sonomètre est relativement simple : • Un micro capte les variations de pression et les transforme, après amplification, en courant électrique. • Les variations de tension ainsi créées sont lues sur un cadran gradué en décibels (système galvanomètre). Mesure et addition des bruits Préambule Lorsque nous cherchons à quantifier un bruit in situ, nous constatons la présence d’un certain nombre d’éléments perturbateurs qui viennent interférer dans notre mesure. Ces éléments perturbateurs peuvent être : • des sources incontrôlables, plus ou moins intermittentes et de valeurs essentiellement fluctuantes (vent, circulation routière, passage d’un train ou d’un avion, ...). Ces éléments constituent ce qu’on appelle un « bruit de fond ». • des sources contrôlables telles que des machines identiques ou différentes, dont les niveaux sonores participent au niveau de bruit de la salle étudiée. Ces deux cas de figure demandent l’application d’un mode opératoire bien défini car l’addition des bruits n’est pas arithmétique. Addition de bruits Les puissances et les carrés des pressions acoustiques sont des grandeurs directement additives. Par contre, les niveaux correspondants en décibels le sont de façon logarithmique. Nous allons étudier différents cas pour lesquels nous indiquerons le calcul par les carrés des pressions acoustiques. Cependant, les courbes qui sont jointes permettent un résultat plus rapide. Niveaux de pression acoustique identiques Courbe Le diagramme ci-dessous permet de déterminer rapidement le niveau sonore global en fonction du nombre de sources identiques. Niveaux de pression acoustique différents Courbe Ce calcul est fastidieux. La courbe qui suit permet un calcul plus rapide. En abcisse : différence de pression sonore entre les deux niveaux (en dB). En ordonnée : la majoration à apporter à la plus grande valeur pour obtenir le niveau global. Exemple : dans une salle des machines, nous avons : · un groupe Ciatcooler RBB 100 de niveau 44 dBA, · un groupe Ciatcooler RBB 65 de niveau 38 dBA, Nous avons Dp = 44 - 38 = 6 dB Lecture courbe = 1 dB Niveau global = 44 + 1 = 45 dBA Remarque : Si la différence entre les deux sources est : · supérieure à 7 dB, l’incidence devient de plus en plus faible, · supérieure à 10 dB, l’incidence est négligeable. Niveau sonore avec bruit de fond Nous avons vu précédemment que lorsque l’on veut contrôler le bruit d’un appareil, nous sommes confrontés à l’existence de bruits parasites indésirables et incontrôlables, que l’on appelle « bruits de fond ». Dans ce cas, la mesure se réalise en deux étapes, l’une avec l’appareil à l’arrêt, l’autre avec l’appareil en fonctionnement. Le but est d’isoler le bruit de fond. Il faut être prudent et chercher à faire les relevés en période calme car le bruit de fond est très fluctuant. Par exemple, le passage d’un avion durant l’une des deux étapes fausse le relevé d’une façon importante. Courbe Pour simplifier, ces calculs ont été traduits sous forme d’une courbe : Abcisse : DN(S) : différence entre bruit total et bruit de fond. Ordonnée : DN(F) : diminution à apporter au bruit total pour obtenir le bruit de l’appareil. La démarche est la suivante : Remarque : si la différence entre le bruit total et le bruit de fond est : · supérieure à 7 dB, l’incidence devient de plus en plus faible, · supérieur à 10 dB, l’incidence est négligeable. Exemple d’utilisation : Nous devons déterminer le niveau de pression sonore d’un petit groupe d’eau glacée Ciatcooler à condenseur à air (ventilateurs 750 tr/mn) type LS. 1ère étape : niveau de bruit de fond (LS à l’arrêt) Npf = 50 dB 2ème étape : niveau de bruit total (LS en service) Npt = 54,5 dB Calcul : Npt-Npf = 54,5 - 50 = 4,5 dB = DN(S) Lecture courbe : DN(F) (en fonction de DN(S)) DN(F) =1,8 dB Niveau de pression sonore du Ciatcooler : Npt - DN(F) = 54,5 - 1,8 = 52,7 dB Note : il y a lieu de préciser les conditions de l’essai : distance, directivité. Incidence du mode de propagation Nous avons vu précédemment qu’il existe une relation mathématique entre puissance émise, distance et pression perçue. La formule simplifiée qui a été donnée ne tenait pas compte de la directivité. Elle n’intégrait pas la différence entre une propagation en champ libre et une propagation en espace clos. Si nous appelons : Lp le niveau de pression perçu (dB), Lw le niveau de puissance uploads/Litterature/ chapitre-3-transmission-du-bruit.pdf