ITS a participé à la limitation de nuisances sonores industrielles au moyen de capotages et de murs antibruit, pour un site de production d’électricité situé au Moyen Orient, comme dans le cadre de nombreux projets similaires réalisés ailleurs dans le monde.
Les nuisances sonores industrielles doivent être combattues dans de nombreux secteurs e.g. caoutchouc, plasturgie, métallurgie, textile & habillement, agroalimentaire, électronique, équipements électriques et machines, bois, papier, ameublement, chimie, pharmacie, matériels de transport, extraction, énergie.
Selon les contextes, elles impactent plus ou moins le bien-être :
- de personnels du site considéré, en étant susceptibles d'exposer les travailleurs à un niveau d'exposition sonore quotidienne supérieur à 85 dB(A), alors en contravention avec la réglementation[1]
- de riverains (parfois : même à longue distance), pouvant occasionner des dépassements des limites autorisées par la loi en matière de bruit[2]
Lorsqu’il s’agit de limiter le bruit à la source i.e. lorsque l’on souhaite réduire le niveau de puissance acoustique, qui est une caractéristique intrinsèque (non dépendante de l’environnement de la source de bruit), un capotage (selon certaines habitudes de langage : capot, cabine, encoffrement, cartérisation - pour une machine -) - lorsque les dimensions des matériels devant être installés à l’intérieur sont grandes: s’apparentant à un bâtiment - constitue un moyen particulièrement performant, si différentes conditions sont remplies :
- implémentation d’une enveloppe basée sur des systèmes constructifs étanches à l’air (et donc évitant la propagation des sons) :
- aux interfaces entre éléments constitutifs e.g. panneaux, portes, éléments démontables
- aux jonctions de parois e.g. murs, toiture
- utilisation de sous-ensembles s’opposant suffisamment à la propagation du bruit
- pour les surfaces courantes (panneaux d’insonorisation, bloc-portes isophoniques, châssis vitrés acoustiques) : avec un indice d’affaiblissement acoustique suffisamment élevé[3] (exprimé en dB) ; un indice d’affaiblissement acoustique pondéré Rw=35 dB comme pour les éléments les plus standard commercialisés par ITS permet de nombreuses applications dans l’industrie
- pour les silencieux devant équiper les ouvertures destinées au renouvellement d’air ou à l’évacuation de la puissance calorifique dissipée par les machines et organes encoffrés : avec une perte d’insertion suffisamment élevée[3] (exprimée en dB); une perte d'insertion supérieure à 10 dB dès 250 Hz comme pour les silencieux les plus standard commercialisés par ITS permet de nombreuses applications dans l'industrie
- mise en œuvre, du côté où se situe la source de bruit, de surfaces en quantité et en qualité suffisantes pour limiter l’amplification des niveaux sonores à l’intérieur du capotage (sans quoi l’efficacité globale du dispositif sera diminuée (toutes choses égales par ailleurs) :
- face intérieure des sous-ensembles constituant l’enveloppe ou éléments fixés aux murs ou suspendus à la toiture : avec un coefficient d’absorption acoustique suffisamment élevé[3],[4] ; un coefficient d’absorption acoustique de 1.00 dans les bandes de 1/1 octave centrées sur 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz et 4000 Hz comme pour les panneaux les plus standard commercialisés par ITS permet de nombreuses applications dans l’industrie
Dans le cas d’un capotage homogène quant à la performance intrinsèque de ses sous-ensembles (e.g. si la proportion des surfaces des éléments avec une capacité d’isolation au bruit aérien moindre est suffisamment faible), les niveaux sonores (dépendant de la fréquence) mesurables à une distance donnée sont (en des emplacements auxquels les effets des réflexions dues au sol sont comparables) assez similaires, et peuvent être aussi bas que 80 dB(A) à 1 mètre (voire inférieurs avec des constructions spéciales), même avec un niveau de puissance acoustique de la source de bruit encoffrée dépassant 130 dB(A) (comme dans le cas de la turbine à gaz pour le projet basant le présent article), ce qui illustre une efficacité d’ensemble remarquable.
Lorsqu’il s’agit de limiter la propagation du bruit en des emplacements spécifiés à l’intérieur d’un site industriel (e.g. postes de travail, circulations), en limite de propriété ou au-delà dans l’environnement (e.g. zones à émergence réglementée - ZER -) - sans réduire le niveau de puissance acoustique - un mur anti-bruit (selon certaines habitudes de langage : écran) est efficace, si différentes conditions sont remplies :
- construction répondant aux impératifs mentionnés plus haut pour un capotage, à l’exception de ce qui se rapporte à la toiture
- réalisation d’un ouvrage avec :
- une implantation (emplacement, géométrie et longueur développée) appropriée vis-à-vis du positionnement des sources de bruit (points d’émission) et des emplacements à protéger (points de réception) devant être considérés
- des dimensions suffisantes (en longueur et en hauteur)
- prise en compte (et, en cas de besoin: un traitement visant à les rendre suffisamment absorbantes) des surfaces dures réfléchissant les sons (à l’intérieur d’un bâtiment comme à l’extérieur)
Même dans le cas d’un mur antibruit homogène quant à la performance intrinsèque de ses sous-ensembles (comme mentionné ci-dessus pour un capotage), les niveaux sonores (dépendant de la fréquence) mesurables en différents emplacements sont très variables :
- selon la distance de chacune des sources bruit[5]
- selon la distance des emplacements spécifiés pour les mesurages[5]
- selon les caractéristiques de la propagation du son sur le trajet des ondes sonores (tenant compte de l’éventuelle présence d’obstacles, de l’absorption atmosphérique, et - à longue distance - de la courbure des rayons sonores)
- selon les caractéristiques (surface, capacité à réfléchir les sons selon la fréquence) des surfaces dures verticales au point d’émission du bruit comme au point de réception (e.g. équipements, façades de bâtiments) sans oublier celles situées sur le trajet des ondes sonores
Dans le cas des murs antibruit protégeant les allées de circulation vis-à-vis des émissions sonores de la gaine d’échappement pour le projet basant le présent article, le niveau de pression acoustique peut être ramené à une valeur inférieure à la limite réglementaire[1].
L’efficacité acoustique des capotages et des murs antibruit destinés à la limitation des nuisances sonores industrielles dans le cadre de ce projet a été basée sur des constructions métalliques, avec des produits et systèmes constructifs commercialisés de longue date par ITS (panneaux d’insonorisation, bloc-portes acoustiques, silencieux de ventilation à baffles dissipatifs).
La détermination, au cas par cas, selon les données d’entrées et les objectifs de chaque projet, des éléments constituant des capotages et des murs antibruit, et de la performance d’ensemble qui peut être attendue de leur assemblage en des emplacements spécifiés en champ acoustique proche (i.e. à proximité de l’installation bruyante) ou lointain (à des distances plus grandes: dans les limites du site industriel considéré ou au-delà) constitue une étape clé de l’étude de la limitation des nuisances sonores industrielles, ce pour quoi ITS possède tout à la fois une ressource humaine qualifiée, une base de données d’expérience considérable, des outils informatiques de pointe, ainsi qu’une pratique longue et diversifiée[6].
L’insonorisation n’est cependant pas la seule fonctionnalité attendue de capotages et de murs antibruit tels que ceux dont il est question dans le cadre du projet rapporté dans le présent article.
La résistance aux conditions climatiques (neige, vent, pluie) et aux tremblements de terre de ces constructions de grandes dimensions, leur stabilité en cas de démontage partiel lors d’opérations de maintenance ou de réparation des matériels encoffrés, et leurs équipements de ventilation pour la gestion des apports thermiques (dans le cas de capotages : avec des ventilateurs bruyants devant être insonorisés eux aussi, dans le cas de murs anti-bruit en utilisant le phénomène de convection, avec des prises d’air neuf équipées de silencieux) constituent autant de défis à relever pour des capotages et des murs antibruit.
La réalisation d’un tel projet dans un contexte de construction d’une centrale électrique en un lieu éloigné du site de pré-fabrication des capotages et murs antibruit implique, en s’adaptant à des codes de construction et réglementation locaux (plus ou moins spécifiques), de surmonter des difficultés de tous ordres (techniques, logistiques et organisationnels).
ITS et ses partenaires commerciaux ont une longue expérience dans ce domaine, comme (par ailleurs) pour la mise en œuvre de capotages et de murs antibruit dans d’autres secteurs industriels (e.g. imprimerie, carton ondulé, transformation des métaux).
Qu’on se le dise !
[1] là où la directive européenne 2003/10/CE est applicable, pour le niveau d’exposition quotidienne au bruit L EX, 8h: 80 dB(A) et 85 dB(A) sont les seuils, respectivement inférieur et supérieur, déclenchant l’action ; 87 dB(A) est la valeur limite autorisée
[2] lorsque la loi française est applicable :
- en limite de propriété, un niveau sonore maximum est fixé par un arrêté préfectoral e.g. 60 dB(A) en limite de propriété
- dans les Zones à Emergence Réglementée (ZER) la différence (en utilisant la pondération A) entre le niveau de bruit du bruit ambiant (installation en opération) et le niveau de bruit résiduel (en l’absence du bruit produit par l’installation), est réglementairement limitée: selon le cas 5 ou 6 dB(A) en période diurne et 3 ou 4 dB(A) en période nocturne
[3] dans toute la bande de fréquence d’intérêt, variable selon le contexte (il y a un assez large consensus pour considérer que la perception auditive humaine concerne la gamme 20 Hz -20 kHz, le décibel A étant l’unité de niveau acoustique global unique prenant en compte dans son ensemble une telle physiologie, les fréquences - arrondies - 31 Hz, 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1kHz, 2kHz, 4kHz, 8 kHz, 16 kHz étant centrales pour des bandes de 1/1 octave vis-à-vis desquelles l’oreille humaine a une sensibilité différente basant la pondération A)
[4] (entre 0 et 1 i.e. 100 %) à moins qu’il ne soit déterminé en salle réverbérante auquel cas, des valeurs supérieures à 1 peuvent être mesurées
[5] par rapport au mur anti-bruit i.e. par rapport à l’écran acoustique, vis-à-vis de chacun de ses bords : extrémités verticales, pour ce qui concerne la longueur et extrémité horizontale pour ce qui concerne la hauteur (la différence entre trajet direct et trajet tenant compte des bords base l’efficacité, qui dépend aussi de la caractéristique dimensionnelle de la source de bruit : ponctuelle, linéique, surfacique et de sa directivité)
[6] cf. Ressources et moyens