Dans le secteur de l'automobile, comme dans de nombreux autres secteurs, des composants e.g. électromécaniques suffisamment silencieux contribuent à un produit final de qualité dans un marché concurrentiel, en l'occurence celui des véhicules terrestres, pour lequel les avantages technologiques comptent, lorsqu'un acquéreur effectue un choix en prenant en compte des critères liés à son confort (les marques doivent rivaliser d'ingéniosité pour se distinguer). Des travaux de Recherche et Développement (R&D) en acoustique sont alors indispensables pour mettre au point des équipements dont le bruit est limité pour répondre à des spécifications exigentes, e.g. basées sur un niveau de puissance acoustique limite (souvent très bas), dans une bande de fréquence d'intérêt possiblement large (quoiqu'avec une acuité variable - basant la "pondération A" -, l'oreille humaine peut percevoir des sons entre 20 Hz et 20 kHz i.e. 20000 Hz).
De tels travaux requièrent des environnements de mesure suffisamment calmes et devant, à l'intérieur de bâtiments, reproduire les conditions de propagation du son observables à l'extérieur en l'absence d'obstacles à la propagation des sons i.e. un champ acoustique libre, dans un espace - clos - destiné à des essais, de forme généralement parallélépipédique. C'est précisément ce à quoi sert une salle anéchoïque (avec toutes les faces absorbantes, sol compris soit 6 au total) ou semi-anéchoïque (avec toutes les faces absorbantes, sauf le sol soit 5 au total).
ITS participera à la construction d'une salle semi-anéchoïque pour R&D en acoustique dans le secteur de l'automobile, dans la région de Paris (France).
L'anéchoïcité des 5 parois absorbant les sons (4 murs et la sous-toiture) sera obtenue par la mise en oeuvre d'un revêtement compact à large bande, qui comme son nom l'indique est caractérisé par:
- une épaisseur - 0.25 ou 0.35 m pour les applications standard - faible par rapport à celle des dièdres conventionnels de performance équivalente
- une gamme de fréquence étendue pour l'absorption des sons
Il s'agit d'une structure acoustique constituant une alernative aux dièdres absorbants conventionnels (qui sont quant à eux des coins de mousse ou de laine minérale de grandes dimensions). Breveté, le revêtement absorbant les sons compact à large bande équipe depuis près de 2 décennies - et presque partout dans le monde - de nombreuses salles semi anéchoïques et anéchoïques, y compris des souffleries aéroacoustiques - pas seulement dans le secteur de l'automobile -. Il comporte (de l’arrière vers l’avant) :
- un matériau dissipatif (laine minérale, laine de polyester ou mousse). Adossé au support que constitue l'enveloppe du local d'essais, il a le comportement vibroacoustique d'un ressort
- une plaque métallique: combinée avec la couche située à l’arrière, elle constitue un résonateur, permettant une absorption acoustique en basse fréquence (en rouge sur la photo ci-dessous)
- un matériau dissipatif (laine minérale, laine de polyester ou mousse): permettant une absorption acoustique en moyenne et haute fréquence
- une protection perforée (pour la protection contre les chocs, ce qui est bien utile dans un environnement industriel)
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Absorbeur compact à large bande pour salle anéchoïque pour R&D en acoustique |
Des informations complémentaires se rapportant à ce revêtement anéchoïque de choix (avec une bonne réaction au feu - les composants sont en général ininflammables, et peuvent - en cas de besoin spécifique - être incombustibles) et ayant une très bonne résistance mécanique sont disponibles ailleurs dans ce site cf. revêtements absorbant pour laboratoires d'acoustique .
Dans le cadre de la salle semi-anéchoïque pour R&D en acoustique considérée, des conditions de champ acoustique libre (sur plan réfléchissant) seront obtenues:
- dès 100 Hz et jusqu'à 10 kHz (limite haute envisagée par la norme ISO 3745 (Acoustique — Détermination des niveaux de puissance acoustique et des niveaux d'énergie acoustique émis par les sources de bruit à partir de la pression acoustique — Méthodes de laboratoire pour les salles anéchoïques et les salles semi-anéchoïques) voire plus
- dans une demi sphère de rayon supérieur à 1.5 m, limitée par la présence - à faible distance - des parois imposée par l'implantation de la salle
- avec une épaisseur de revêtement absorbant les sons de 0.35 m seulement, capable de s'adapter aux contraintes liées à des espaces exigus tels que celui alloué - comme souvent - pour la construction de la salle d'essais dans le cadre du présent projet; des dièdres conventionnels sont inappropriés dans un tel contexte (leur épaisseur basée sur le quart de la longueur d'onde correspondant à la fréquence de coupure - 100 Hz - serait de 0.85 m en considérant 340 m/s pour la célérité du son, ce qui n'est pas compatible avec les impératifs d'encombrement)
En outre la durée de réverbération i.e. le temps nécessaire à la diminution de la pression acoustique dans un rapport de 1 million à 1 sera largement inférieure à 0.2 s dans toute la bande de fréquence d'intérêt.
Un niveau de bruit de fond suffisamment bas pour ne pas perturber les mesurages et - dans le cas d'essais de sources sonores très bruyantes - un niveau de pression acoustique suffisamment bas à l'extérieur de salle d'essais semi-anéchoïque - seront obtenus, pour ce qui concerne donc la limitation de la propagation du bruit - par la construction d'une enceinte avec un plancher (désolidarisé du sol du lieu d'installation - au moyen d'une suspension antivibratoire avec de fréquence de coupure inférieure à 15 Hz - pour éviter les transmissions sonores par voie vibratoire solidienne), 4 murs, et un toit. Elle sera réalisée au moyen de panneaux d’insonorisation industrielle sans face absorbante modulaires, en acier (avec un indice d'affaiblissement acoustique proche de 50 dB aux fréquences aigues), et inclura un bloc-porte acoustique (pivotant) qui permettra l’accès de piétons et des matériels en essais ; le passage des câbles (pour la métrologie acoustique, et pour l'alimentation électrique de prises de courant) sera réalisé au moyen d'un atténuateur de bruit spécial et le renouvellement d'air sera réalisé en ayant recours à des silencieux de ventilation ; l'éclairage qui fera partie du périmètre de fourniture sera sélectionné et intégré de manière à ne pas dégrader la performance acoustique.
Une des fonctionnalités de cette enceinte à haute performance acoustique (selon le principe de la boîte dans la boîte) sera de servir de support au revêtement absorbant les sons interne, formant avec le revêtement absorbant les sons compact à large bande, un tout auquel sera associé le meilleur niveau de qualité pour tous les aspects devant être considérés pour un tel projet (conception soignée, haute performance acoustique avec flexibilité quant aux usages possibles, grande robustesse et durabilité de la construction).
Nul doute que cette installation répondra aux spécifications techniques ambitieuses applicables au projet et d'une manière générale, aux besoins d'utilisateurs exigeants (techniciens et ingénieurs affectés à des tâches de recherche et Développement en acoustique, incluant la caractérisation - par mesurages - de sources de bruit et la mise au point d'équipements à faible impact sonore pour le confort des automobilistes et de leurs passagers).