Réduction du bruit de compresseurs industriels

La réduction du bruit de compresseurs industriels (dans les raffineries de pétrole, les installations avec gazoducs, les usines de produits chimiques, de traitement du gaz naturel, de réfrigération mais aussi dans les unités de séparation d'air - USA -) ambitionne de limiter l'impact sonore:

• de l'admission d'air (avec souvent l'installation d'un système de filtration, d'efficacité variable selon l'application)
• de la machinerie i.e. de l'ensemble des organes mécaniques

C'est une nécessité:

• pour la santé des travailleurs du site industriel (il s'agit de préserver leur ouïe et de prévenir des accidents qui pourraitent résulter de la non perception de signaux sonores d'alerte ou du bruit de circulation de véhicules et d'engins dans le cas de niveaux sonores ambiants trop élevés) ; la directive Européenne 2003/10/CE fixe pour cela des valeurs d’exposition au bruit limites:
  • valeurs d’exposition limites des travailleurs au bruit: niveau d'exposition L EX,8h = 87 dB (A) et pression acoustique de crête pcrête = 200 Pa soit 140 dB(C) réf. 20 μPa
  • valeurs d’exposition supérieures des travailleurs au bruit déclenchant l'action: niveau d’exposition L EX,8h = 85 dB (A) et pression acoustique de crête pcrête = 140 Pa soit 137 dB(C) réf. 20 μPa
  • valeurs d’exposition inférieures des travailleurs au bruit déclenchant l'action: niveau d’exposition L EX,8h = 80 dB (A) et une pression acoustique de crête pcrête = 112 Pa soit 135 dB(C) réf. 20 μPa
• pour la tranquillité du voisinage:
  • en France, la réglementation distingue la période diurne (07h00 à 22h00 sauf dimanches et jours fériés) et la période nocturne (22h00 à 07h00 ainsi que dimanches et jours fériés) et, dans certains cas, un arrêté préfectoral (quand il n’est pas ministériel) fixe les niveaux de bruit à ne pas dépasser en limite de propriété: c’est notamment le cas des Installations Classées pour la Protection de l’Environnement (ICPE) e.g. 70 dB(A) en période diurne et 60 dB(A) en période nocturne. L’émergence i.e. la différence entre les niveaux de pression continus équivalents pondérés A du bruit ambiant (site industriel en fonctionnement) et du bruit résiduel (en l’absence du bruit généré par lle site industriel, mais mesuré sur la période de fonctionnement du site industriel) est limitée dans les Zones à Emergences Réglementée (ZER), qui incluent en général, à proximité: les habitations, les zones constructibles et les zones occupées par des tiers e.g. Etablissements Recevant du Public (ERP), autres établissements industriels. Si le niveau de bruit ambiant dans les ZER (incluant le bruit du site industriel) est compris entre 35 dB(A) et 45 dB(A) alors l’émergence admissible est de 6 dB(A) en période diurne et de 4 dB(A) en période nocturne. Si le niveau de bruit ambiant dans les ZER (incluant le bruit du site industriel) est supérieur à 45 dB(A) alors l’émergence admissible est de 5 dB(A) en période diurne et de 3 dB(A) en période nocturne. Dans le cas d’une Installation Classée pour la Protection de l'environnement (ICPE), la tonalité marquée, dont la présence est liée à la différence entre le niveau de pression acoustique dans une bande de fréquence de 1/3 d’octave donnée et les bandes de fréquences adjacentes, est jugée indésirable si elle dépasse 10 dB dans l’intervalle fréquentiel 50 Hz-315 Hz ou bien 5 dB dans l’intervalle fréquentiel 400 Hz-8000 Hz

ITS a participé à la réduction du bruit de compresseurs industriels d'une site de séparation de gaz en Europe du Nord.

S'agissant d'une turbomachine de grande capacité (sa puissance avoisinant 1.8 MW), il a été nécessaire d'envisager un bâtiment insonorisé de très grandes dimensions avec un système de ventilation spécialement prévu pour évacuer l'importante puissance calorifique inhérente à son fonctionnement.

Techniques et moyens de réduction du bruit de compresseurs industriels

Dans le contexte du projet objet du présent article (comme souvent en pareil cas), les techniques et moyens de réduction du bruit de compresseurs industriels ont été les suivants:

• pour l'enveloppe du bâtiment insonorisé: une charpente métallique (en acier) et:
  • pour les parties fixes ou facilement démontables, par éléments: des panneaux d'insonorisation industrielle avec une face absorbante (modulaires). Pour satisfaire aux contraintes d'entretien et de maintenance des turbomachines, il a été prévu des éléments démontables de grandes dimensions, tant pour les murs que pour la toiture (la manutention étant possible avec une grue); ont été déterminants pour la réussite d'une telle construction:
    • leur implantation minutieuse, pour l'accès aux matériels encoffrés
    • leur conception et leur fabrication soignées, pour permettre démontage et remontages aisés et durables tout en assurant l'étanchéité requise et la stabilité de la construction même en l'absence de ces éléments
  • pour les accès des personnels et de certains matériels: des bloc-portes acoustiques (pivotants) avec, pour les parties translucides (avec des vitrages garantissant une sécurité résiduelle en cas de bris accidentel): des châssis vitrés acoustiques
• pour le système de renouvellement d'air et de refroidissement: des silencieux de ventilation pour les entrées d'air et pour les sorties d'air (équipées d'extracteurs) ; ont été déterminants pour la mise au point d'un concept de ventilation performant:
  
  • le choix des emplacements et le dimensionnement des orifices de ventilation
  • la sélection des ventilateurs en fonction de l'élévation de température admissible, et de leur niveau de bruit
  • la mise au point de dispositifs de réduction du bruit avec une perte d'insertion appropriée, un bruit propre suffisamment faible et une compacité appropriée au peu d'espace disponible

L'ingénierie se rapportant à un tel projet a été pluridisciplinaire, avec notamment:

• des calculs de structures: pour des constructions métalliques de très grandes dimensions, exposées aux intempéries (pluie, neige, vent), aux risques sismiques
• une étude acoustique: pour la sélection d'éléments de construction (panneaux d'insonorisation modulaires, bloc-portes, silencieux) avec des performances appropriés et pour le calcul du niveau de pression acoustqiue en des emplacements spécifiés
• des calculs d'aéraulique: pour ce qui concerne le système de ventilation
• une étude électrique: en relation avec l'installation de ventilateurs et de capteurs

La fabrication devait être soignée, pour satisfaire au plus haut degré d'exigence en termes de qualité et de durabilité d'une construction pour laquelle la date (proche dans le temps) d'achèvement n'était pas le moindre des défis devant être relevés.

Tout a été fait pour la mise en oeuvre de moyens de réduction du bruit de compresseurs industriels du meilleur niveau, satisfaisant à un objectif très ambitieux puisqu'il s'agissait d'obtenir un niveau de pression acoustique aussi bas que 67 dB(A) ref. 20 µPa à 1 mètre alors que le niveau de puissance acoustique de certaines sources de bruit atteignait 132 dB(A) ref. 1 pW.

Ce projet a permis, une fois de plus, d'illustrer la maîtrise par ITS et de ses partenaires commerciaux des enjeux de tous ordres en relation avec l'insonorisation de turbomachines (compresseurs industriels, mais aussi turbines à combustion).

Qu’on se le dise !

Ouvrages pour la réduction du bruit de compresseurs industriels similaires à ceux objet du présent article

Outre des bâtiments insonorisés pour la réduction du bruit de compresseurs industriels (et des murs antibruit), ITS commercialise des systèmes d'admission d'air (également: pour turbines à gaz) ainsi que des silencieux de mise à l’atmosphère de gaz sous pression.