Réduction du bruit d'équipements de production d'électricité

La réduction du bruit d'équipements de production d'électricité concerne souvent des turbomachines de grande capacité (e.g. turbines à combustion et/ou à vapeur couplées à des alternateurs) et des matériels connexes (module gaz, module de lubrification) qui ont de nombreux points communs pour ce qui concerne leur insonorisation:

• un niveau de puissance acoustique unitaire avant insonorisation très élevé i.e. pouvant atteindre ou dépasser 140 dB(A) même dans le cas d'une turbine à combustion de moyenne puissance (e.g. 140 MW)
• un niveau de pression acoustique visé au terme de travaux d'insonorisation relativement bas e.g. pouvant être 85 dB(A) - voire moins - à 1 m, conditionnant tout à la fois:
  • la protection des personnels (e.g travaillant à la supervision, à la maintenance) du site (il s'agit de leur éviter des traumatismes auditifs avec pertes d'audition, et de prévenir des accidents du travail lorsque des signaux d'alerte ne sont pas entendus) ; la directive Européenne 2003/10/CE stipule 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
  • la préservation de la tranquillité du voisinage
    • la réglementation française 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 (installation de production d'électricité en fonctionnement) et du bruit résiduel (en l’absence du bruit généré par l'installation de production d'électricité, mais mesuré sur la période de fonctionnement de l'installation de production d'électricité) 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 de l'installation de production d'électricité) 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 de l'installation de production d'électricité) 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.
• des besoins en refroidissement dès lors qu'ils sont installés dans un espace clos: il s'agit d'assurer un contrôle de la température tant pour les personnels qui sont amenés à y intervenir, que pour certains composants sensibles
• des exigences de conception, de performance et de qualité supérieures à la moyenne

ITS a participé à la réduction du bruit d'équipements de production d'électricité dans une centrale à gaz située en Europe de l'Ouest, en commercialisant des matériels d'insonorisation destinés à limiter l'impact des sources de bruit de turbines à gaz, d'alternateurs et de matériels connexes autres qu'admissions d'air et échappement (qui constituent néanmoins des centres d'intérêt pour ITS dans le cadre d'autres projets).

Conception et construction d'ouvrages de réduction du bruit d'équipements de production d'électricité

La conception et la construction d'ouvrages pour la réduction du bruit d'équipements de production d'électricité ont concerné des encoffrements de très grandes dimensions, s'apparentant à des bâtiments industriels, avec une isolation acoustique hors-normes, impliquant:

• des calculs de structures: tenant compte des conditions de site (pluie, neige, vent, activité sismique), pour assurer la nécessaire stabilité y compris en cas de démontage partiel lors de travaux de maintenance ou de réparation des matériels encoffrés
• de l'ingénierie acoustique: pour déterminer l'indice d'affaiblissement acoustique requis pour les parois de l'enveloppe (fixes, démontables ou avec des ouvrants), la perte d'insertion des silencieux - en tenant compte du bruit regénéré, l'objectif de niveau de pression acoustique étant dans le cas présent 80 dB(A) à 1 m -
• des dimensionnements aérauliques: pour un système de ventilation (avec filtration) approprié à l'évacuation de la puissance calorifique (très importante) dissipée par les matériels et machines encoffrés
• des études électriques: pour des composants tels que ventilateurs, capteurs

Il a donc été prévu une charpente métallique (en acier) et :

• pour les parties fixes ou facilement démontables, par sous-ensembles: des panneaux d'insonorisation industrielle avec une face absorbante (modulaires), sans toit pour l'alternateur, livré avec un capotage (dont l'efficacité en termes de réduction du bruit à des emplacements spécifiés a été complétée par la mise en oeuvre d'un mur anti-bruit)
• pour les accès des employés: 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

En outre, les entrées d'air et les sorties d’air (ces dernières: avec des ventilateurs, sauf pour l'alternateur - l'air chaud étant évacué par convexion naturelle -) des constructions ont été équipées de silencieux de ventilation (sans lesquels une puissance acoustique trop importante serait transmise au travers des ouvertures).

Un tel projet de réduction du bruit d'équipements de production d'électricité a mobilisé, chez ITS et chez ses partenaires commerciaux, des ressources du meilleur niveau tant pour la conception que pour la fabrication d'encoffrements pensés pour être fonctionnels et pour durer, en satisfaisant aux contraintes nombreuses (e.g. techniques, normatives, calendaires) inhérentes à de telles constructions.

Il complète la liste, déjà longue, de références dans ce domaine.

Qu’on se le dise !

Ouvrages pour la réduction du bruit d'équipements de production d'électricité similaires à ceux objet du présent article

Outre des bâtiments insonoriés et des murs antibruit, ITS commercialise, pour la réduction du bruit d'équipements de production d'électricité (visibles sur la photo ci-contre mais non livrés dans le cadre du projet objet du présent article) des systèmes d'admission d'air insonorisé pour turbines à combustion / turbines à gaz, et des silencieux d'échappement pour turbines à combustion / turbines à gaz ainsi que des silencieux de mise à l’atmosphère de gaz sous pression.