Les silencieux sont des dispositifs réduisant la transmission acoustique dans un conduit, un tuyau ou une ouverture, sans empêcher le transport d'un fluide. Ils constituent donc des composants de base de la panoplie des moyens de lutte contre le bruit à la fois en milieu industriel, dans le cadre de la préservation de l'environnement ou encore dans le bâtiment. Si les principes de fonctionnement (pouvant être combinés) sont principalement au nombre de deux seulement, les domaines d'applications sont nombreux et variés.
Les deux principes de fonctionnement principaux des silencieux (la dissipation ou la réflexion - pour les silencieux réactifs -) font référence aux phénomènes spécifiquement liés aux modalités de propagation des ondes sonores dans les conduits constituant des réseaux aérauliques ou des systèmes de canalisations de fluides sous pression. Le choix de l'un, de l'autre ou d'une combinaison des deux (dans un même dispositif d'insonorisation, ou bien sous la forme de deux sous ensembles distincts - installés en série -) permet de faire face aux différentes problématiques justifiant le recours à de tels matériels de réduction du bruit.
Principe de fonctionnement des silencieux dissipatifs
Les silencieux dissipatifs sont ceux dont l'efficacité est basée sur la présence d'un garnissage interne absorbant les sons e.g. laine minérale (roche, basalt, verre) ou de polyester (plus rarement: mousse), maintenus par une ossature métallique (le plus souvent: en acier), et pouvant - selon le contexte - recouvrir la périphérie (interne) d'un conduit et/ou constituer des séparateurs (baffles) i.e. des blocs entre lesquels circulent le fluide (parfois: concentriques - pour un silencieux cylindrique - ou parallèles - pour un silencieux de section souvent rectangulaire, plus rarement:circulaire - ; selon les conditions de service, un surfaçage (voile de verre, tissu, tricot métallique) et une protection perforée (en général: il s'agit d'une tôle en acier) évitant le défibrage dû à l'érosion (liée à la vitesse de circulation du fluide, et parfois à sa composition). En général efficaces sur une large bande de fréquence - mais avec une performance moindre en basse fréquence comme en haute fréquence -, ils sont appropriés à l'insonorisation dans de nombreux contextes:
- lorsque le fluide est de l'air à des conditions quasi-atmosphériques: les applications les plus courantes sont celles rencontrées dans le secteur du bâtiment (réseaux aérauliques pour le renouvellement d'air et la climatisation de locaux) et d'autres, souvent plus exigentes, ont à voir avec le secteur industriel (aérocondenseurs - le nombre de ventilateurs à traiter peut se compter par dizaines -, tours de refroidissement - le diamètre des ventilateurs peut dépasser10 mètres, admission d'air de turbomachines - la section d'entrée d'air peut dépasser 100 m2 -) sans oublier les installations en tous genres pour lesquelles des ventilateurs sont susceptibles de créeer une gêne sonore e.g. cabines de peinture, tunnels
- lorsque le fluide est à haute température (gaz de combustion, vapeur): dispositifs de réduction du bruit pour turbines à gaz et cheminées industrielles de process variés, étage aval d'un silencieux d'échappement pour moteur thermique ou de décompression de gaz
Principe de fonctionnement des silencieux réactifs
Les silencieux réactifs sont ceux dont l'efficacité est basée sur des variations géométriques des parties internes e.g. modifications de section - y compris au moyen de chambres reliées par des tubes, présence d'éléments perforés au travers desquels il est prévu le passage du fluide, changements de la direction de circulation du fluide. Généralement utilisés pour l'atténuation de bruit en basse fréquence, ils sont appropriés à la réduction du bruit dans de nombreux contextes:
- lorsque le fluide est de l'air à des conditions quasi-atmosphériques: pour des compresseurs
- lorsque le fluide est à haute température (gaz de combustion): étage amont de silencieux d'échappement pour moteur diesel ou à gaz
Domaines d'applications des silencieux
Les silencieux étant des équipement permettant le contrôle des émissions sonores dans un milieu gazeux, ils conviennent (entre autres):
- à l’atténuation de l'émission sonore des systèmes et à la prévention du couplage parasite produit par les équipements de chauffage, de ventilation et de climatisation - CVC - (ils sont ainsi utiles dans le cadre de la réduction du bruit d'équipements dans les bâtiments d'habitation, les hôtels, les hôpitaux qu'ils s'agisse d'équipements installés dans un local technique ou d'équipements installés en extérieur tels que pompes à chaleur, climatiseurs, aéroréfrigérants...)
- à la prévention ou à la réduction de la transmission du bruit par les ouvertures d’aération, en provenance de pièces présentant des niveaux acoustiques internes élevés (ils sont ainsi employés pour prévenir ou limiter la nuisance sonore en relation avec la ventilation de locaux techniques, de parkings, de centrales de production d'énergie qu'il s'agisse de centrales de cogénération, de groupes électrogènes de secours ou d'usines électriques et aussi dans l'industrie vis à vis de process variés tels qu'installations de dépoussiérage, d'évacuation de copeaux)
- à la limitation du bruit d’admission et d’échappement émis par les moteurs à combustion interne (le bruit d'admission est en général traité à l'aide de silencieux dissipatifs alors que le bruit d'échappement fait appel à des silencieux réactifs). Les groupes électrogènes pour la propulsion de bateaux comme pour la fourniture d'électricité en cas de coupure du réseau (e.g. dans les hôpitaux, les centres de données) ou dans un contexte de production d'énergie en continu e.g. cogénération, métahnisation sont concernés.
- à la réduction du bruit d’admission et d’échappement émis par les compresseurs et turbines équipés de ventilateurs
- à l'abaissement du niveau sonore des vannes
Intervention d'ITS vis-à-vis des applications se rapportant à des silencieux
Vis-à-vis des domaines d'applications des silencieux dans le cadre d'un projet d'insonorisation, ITS peut (selon le cas):
- prodiguer des conseils quant au choix d'un dispositif de réduction du bruit approprié au contexte, dans le cadre d'une mission de bureau d'études en acoustique
- dimensionner un silencieux dissipatif ou réactif en définissant sa performance acoustique (i.e. perte d'insertion dynamique, bruit propre) et aérodynamique (i.e. perte de pression totale) avec des logiciels spécifiques
- commercialiser les matériels d'insonorisation correspondants et aussi des équipements associés: filtres à air pour tubomachines et moteurs, systèmes de dépollution de gaz d'échappement (réduction catalytique)
Qu'on se le dise !