FR2544358A1 - Dispositif absorbeur acoustique passif pour passage d'air, absorbant aussi les basses frequences - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF ABSORBEUR ACOUSTIQUE PASSIF POUR PASSAGE D'AIR, ABSORBANT AUSSI LES BASSES FREQUENCES. L'INVENTION CONCERNE L'ISOLATION ACOUSTIQUE DANS TOUTES LES FREQUENCES ET EN PARTICULIER DANS LES BASSES FREQUENCES D'UN PASSAGE D'AIR ENTRE UN MILIEU BRUYANT ET UN AUTRE QUE L'ON VEUT SILENCIEUX. LE DISPOSITIF EST CONSTITUE D'ABSORBEURS ACOUSTIQUES PASSIFS SITUES DANS LE PASSAGE D'AIR ET PLACES DE MANIERE A CREER UN REGIME TURBULENT. L'ABSORBEUR EST FAIT DE DEUX PLAQUES CONSTITUANT UN RESONATEUR D'HELMOTZ A PAROI PERFOREE ET A STRUCTURE CONTINUE. LA PREMIERE PLAQUE EST D'EPAISSEUR VARIABLE ET PERCEE DE TROUS PREALABLEMENT CALCULES. LA DEUXIEME PLAQUE EST OBLIQUE PAR RAPPORT A LA PREMIERE PLAQUE AFIN D'OBTENIR UNE LONGUEUR VARIABLE DE LA CAVITE DU RESONATEUR D'HELMOTZ. LA FIGURE QUI SUIT EST UNE COMPARAISON DE L'ENREGISTREMENT DE L'INTENSITE DU BRUIT RELEVE AVEC UNE ENTREE D'AIR ACOUSTIQUE CLASSIQUE 2 ET L'ENREGISTREMENT DU BRUIT RELEVE AVEC UN PROTOTYPE D'ENTREE D'AIR COMPORTANT UN DISPOSITIF ABSORBEUR SELON L'INVENTION 3. LA COURBE 1 REPRESENTE LE HAUT-PARLEUR SEUL. LE DISPOSITIF SELON L'INVENTION EST PARTICULIEREMENT DESTINE AUX ENTREES D'AIR DANS LE BATIMENT, AUX BOUCHES D'AERATION DE CHAUFFERIE OU DE BOITE DE NUIT.

Description

La présente invention a pour objet des dispositifs absorbeurs acoustiques passifs pour des passages d'air.

Le secteur technique de l'invention est celui de la construction de dispositifs de lutte contre les bruits se propageant dans tout passage d'air entre un milieu bruyant et un autre milieu que l'on veut silencieux.

Par exemple, dans le bâtiment, il pourra se situer comme entrée d'air séparant la rue de l'appartement. Il pourra se situer aussi comme bouche d'aération entre l'intérieur d'une chaufferie et l'extérieur. On pourra aussi le placer dans le conduit de ventilation d'une boite de nuit afin d'avoir une meilleure insolation acoustique avec l'extérieur.

On rappellera d'abord quelques définitions liées à la figure 1 représentant un résonateur d'Helmotz à paroi perforée et à structure continue.

la longueur de la cavité du résonateur correspond à (1)
. la longueur des cols du résonateur correspond à (2)
. la distance séparant les trous entre eux correspond à (3)
Actuellement, dans un passage d'air, il existe deux types de dispositifs absorbeurs acoustiques : les dispositifs absorbeurs acoustiques passifs et actifs. Les premiers sont faits d'un matériau absorbant situé à l'intérieur du passage d'air (voir par exemple le brevet 2447069t 7901448). Ils ont le gros inconvénient de n'être efficaces qu'à partir de 1000 Hz, 1200 Hz suivant les modèles, c'est à dire qu'ils n'absorbent pas du tout les basses fréquences.Or, si on examine un bruit de rue ou de chaufferie, on s'aperçoit que le maximum de bruit se situe justement dans les basses fréquences. Ce problème oblige les ingénieurs acousticiens travaillant avec les architectes à prévoir des murs d'une plus grande épaisseur et des doubles vitrages afin de respecter les règlements en matière d'isolation acoustique. L'inconvénient est le prix plus élevé de la réalisation.

Les dispositifs absorbeurs acoustiques actifs dont le principe est la génération d'ondes en opposition de phase avec celles captées par des microphones n'ont pas de problèmes dans l'absorption des basses fréquences, mais ce système est efficace seulement si les ondes sonores à absorber sont pures et situées dans une bande de fréquence étroite, de l'ordre de 125 Hz (voir brevet ANVAR 2329929/7534025 et son certificat d'addition 2385972/7710497). D'autre part, ce système est onéreux car nécessitant microphones, hauts-parleurs, amplificateur et circuit déphaseur.

Pour pallier aux inconvénients précités, la présente invention comporte plusieurs absorbeurs de bruit placés de façon à créer un régime turbulent. L'absorbeur de bruit est constitué de résonateurs d'Helmotz à paroi perforée et à structure continue de longueur de col variable et de longueur de cavité variable, ceci étant réalisé par une première plaque d'épaisseur variable et une seconde plaque oblique par rapport à la première. La première plaque est percée de trous dont les distances entre eux sont variables et déterminées par des calculs théoriques. Les trous les plus rapprochés se situent dans la plus faible épaisseur de la première plaque et à la plus petite distance entre les deux plaques, ceci correspond à l'absorption des fréquences élevées.Les trous les plus espacés se situent dans la plus forte épaisseur de la première plaque et à la plus grande distance entre les deux plaques, ceci correspond à l'absorption des basses fréquences. Toutes les fréquences intermédiaires sont absorbées entre. les deux extremes cités. Le fond du résonateur est constitué par la deuxième plaque, oblique par rapport à la première, ceci afin d'obtenir une longueur variable de la cavité du résonateur. L'onde sonore, à fréquence donnée, qui entre par le trou qui lui correspond est ensuite réfléchie par le plan incliné et se dissipe en chaleur, prisonnière de l'espace constitué par les dites plaques. En effet, les autres trous ne correspondant pas à la fréquence de cette onde se comportent comme un plan solide. Il en est de même pour les ondes de toutes les fréquences.

Afin d'augmenter l'isolation dans les fréquences élevées, on pourra garnir l'espace situé entre les dites plaques de laine de roche. L'ensemble sera réalisé en une matière rigide.

Il est donné à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation se référant aux dessins ci-annexés :
La figure 2 est une vue d'ensemble en coupe d'un dispositif absorbeur acoustique selon l'invention.

La figure 3 est une coupe transversale du dispositif absorbeur.

La figure 4 est un détail de la vue d'ensemble : il représente un absorbeur acoustique passif selon l'invention.

La figure 5 est un autre détail de la vue d'ensemble : il représente une variante de l'absorbeur acoustique passif selon l'invention.

La figure 6 est une comparaison de l'enregistrement de l'intensité du bruit relevé avec une entrée d'air classique et l'enregistrement du bruit relevé avec une entrée d'air comportant un dispositif absorbeur selon l'invention.

La figure 2, à l'échelle 0,5 est une vue d'ensemble en coupe d'une entrée d'air, séparant un appartement de la rue, comportant un dispositif absorbeur acoustique passif selon l'invention. Vu la faible épaisseur d'un mur, l'entrée sera en forme de S afin d'obtenir un régime turbulent.

Les parois du S sont toutes constituées d'absorbeurs acoustiques passifs selon l'invention. Les pièces (3), (lui), (5), (6), (7), (9), (11), (12), constituent les parois perforées (premières plaques) des différents absorbeurs. Les pièces (8) et (13) en constituent les plans obliques (deuxièmes plaques). Pour des raisons pratiques de réalisation, les plans obliques des différents absorbeurs ont été réalisés ici en deux uniques pièces : (8) et (13).

L'ensemble sera réalisé en plastique rigide. Le tout pourra être moulé dans du béton absorbant (14) afin de présenter l'entrée d'air comme un parpaing facile à monter. Une fine grille (18) sera placée de chaque côté de l'entrée d'air afin d'éviter l'encrassement des absorbeurs.

La figure 3, à l'échelle 0,5 est une coupe transversale de la vue d'ensemble. Les parois transversales du S sont constituées d'absorbeurs acoustiques selon l'invention. Les pièces (2) en constituent les parois perforées (premières plaques) et les pièces (15) les plans obliques (deuxièmes plaques).

La figure 4, à l'échelle 1, est un détail de la vue d'ensemble : représente un absorbeur acoustique passif selon l'invention. La pièce (7) représentant la première plaque de l'absorbeur a eté perforée selon les calculs théoriques : les trous ont un diamètre de l'ordre de 1,5 mm à 2 mm. Les distances les séparant varient de l'ordre de 1 cm dans la partie la plus fine de la plaque jusqutà 3,3 cm environ dans la partie la plus épaisse. La partie de la pièce (8) en regard de la pièce (7) représente le plan oblique de cet absorbeur. La distance séparant les deux plaques de l'absorbeur varie de O à 3,5cm environ.

La figure 5 à l'échelle 1, est un autre détail de la vue d'ensemble : il s'agit d'une variante d'absorbeur acoustique passif selon l'invention dont la forme est due à des problèmes d'encombrement. La pièce (5) représentant la première plaque de l'absorbeur est la plus épaisse en son centre et la plus fine en ses extrêmités. La partie de la pièce (8) en regard de la pièce (5) représente le plan oblique de cet absorbeur. Pour satisfaire à l'étude théorique et à la description générale, l'espacement entre les deux plaques sera maximum pour la plus grande épaisseur de la première plaque et minimum pour la plus fine épaisseur de cette plaque, ce qui nécessite donc un plan oblique comme indiqué sur la figure 5.

La figure 6 est une comparaison de l'enregistrement de -l'intensité du bruit relevé avec une entrée d'air acoustique classique et l'enregis- trement du bruit relevé avec un prototype d'entrée d'air comportant un dispositif absorbeur selon l'invention. Les fréquences sont situées sur l'axe des abscisses gradué en Hz. Les niveaux sonores en dB sont situés sur l'axe des ordonnées. La courbe (1), en pointillés, représente l'en- registrement d'un haut-parleur seul. La courbe (2), en traits discontinus représente l'enregistrement du haut-parleurdevant lequel est placé une entrée d'air acoustique classique. La courbe (3), en traits pleins, représente l'enregistrement du haut-parleur devant lequel est placé un prototype d'entrée d'air comportant un dispositif absorbeur selon l'invention.

Il apparalt que l'entrée d'air acoustique classique ne devient efficace que vers 1000 Hz. Avec le dispositif absorbeur acoustique passif selon l'invention, il y a une bonne absorption dès 200 Hz atteignant jusqu'à 30 dB. Après 1000 Hz, les deux entrées d'air ont sensiblement la même absorption.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1) Dispositif absorbeur acoustique passif, pour passage d'air qui absorbe les ondes sonores de toutes fréquences, basses fréquences comprises. Il comporte plusieurs absorbeurs de type résonateur d'Helmotz à paroi perforée et à structure continue placés de façon à cr-éer un régime turbulent, caractérisé en ce que l'absorbeur se compose d'une première plaque perforée selon des calculs préalables d'épaisseur variable tenant lieu de cols du résonateur d'Helmotz et d'une seconde plaque oblique par rapport à la première afin d'obtenir une longueur variable de la cavité du résonateur et constituant le fond de ce résonateur d'Helmotz.

2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les trous composant la première plaque sont répartis selon des distances préalablement calculées : les trous les plus rapprochés se situent dans la partie la plus fine de cette plaque, les trous les plus éloignés se situent dans la partie la plus épaisse, entre ces deux extrêmes, l'espacement entre les trous augmente avec l'épaisseur de cette plaque.

3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'espacement le plus faible entre la première et la deuxième plaque correspond à la plus faible épaisseur de la première plaque.

4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est réalise en une matière rigide.