ITS participera à la limitation du bruit d’un compresseur industriel au moyen d’une enceinte acoustique ventilée sur un site pétrochimique situé près de Paris (France, région Ile-de-France) ; il s’agit d’une raffinerie combinant des procédés de haute technologie pour la production d’hydrogène (O2) et le captage de gaz carbonique (CO2) pour des applications dans les secteurs alimentaire et pharmaceutique, entre autres.
Principaux objectifs de la limitation du bruit d’un compresseur industriel au moyen d’une enceinte acoustique ventilée
Outre le fait qu’elle permettra une protection physique des matériels encoffrés, les principaux objectifs de la limitation du bruit d’un compresseur industriel au moyen d’une enceinte acoustique ventilée sont les suivants :
- obtention d’un niveau de pression acoustique à 1 mètre des murs et de la toiture de la construction inférieur à 85 dB(A) ; compte tenu du niveau de puissance acoustique de la source de bruit qu’est le compresseur, cela nécessitera la mise en œuvre d’une enveloppe justifiant d’un indice d’affaiblissement acoustique de l’ordre de 35 dB(A)
- évacuation de la puissance calorifique dissipée par le compresseur (125 kW) et ses auxiliaires avec une élévation de température maximale imposée et renouvellement d’air dans un contexte d’ATmosphère EXplosive (ATEX) ; cela réquerra 3 entrées d’air et 3 sorties d’air équipées chacune d’un ventilateur
- résistance aux intempéries et aux risques sismiques ; à cette fin, la construction fera l’objet d’un dimensionnement spécial
- gestion des accès pour la maintenance
Dispositions constructives pour la limitation du bruit d’un compresseur industriel au moyen d’une enceinte acoustique ventilée
Eu égard à la taille du compresseur et des équipements connexes, l’enceinte acoustique ventilée sera de grande taille (longueur 25 m, largeur 12.5 m, hauteur 8.5 m au faîtage). Il s’agira d’une construction métallique, avec charpente intérieure et :
- pour les parties fixes ou démontables, y compris pour des sous-ensembles de grandes dimensions destinées à la maintenance des matériels encoffrés (verticaux et - pour certains - en toiture: dont la manutention sera alors réalisée au moyen d’une grue), à la conception et la fabrication desquels sera apporté le plus grand soin pour garantir, dans le temps, la possibilité de démontages et de remontages n’altérant pas la (précieuse) fonctionnalité d’isolation acoustique: des panneaux d'insonorisation industrielle avec une face absorbante (modulaires)
- pour les accès des personnels et pour la grande porte à 2 vantaux pivotants permettant l’accès d’engins de manutention: des bloc-portes acoustiques, avec - pour les hublots (avec des vitrages garantissant une sécurité résiduelle en cas de bris accidentel) -: des châssis vitrés acoustiques
Pour limiter la propagation, au travers des ouvertures dédiées à la ventilation, du bruit des matériels encoffrés (et aussi - au refoulement - du bruit des ventilateurs), seront prévus des silencieux de ventilation à baffles dissipatifs i.e. des caissons métalliques avec des éléments absorbants les sons séparant des voies d’air, de manière à assurer une homogénéité suffisante de l’isolation acoustique de l'enceinte ventilée.
Etude de la limitation du bruit d’un compresseur industriel au moyen d’une enceinte acoustique ventilée
L’étude de la limitation du bruit d’un compresseur industriel au moyen d’une enceinte acoustique ventilée peut être réalisée (comme dans le cadre du projet objet du présent article: par la ressource humaine de ITS) en réalisant des calculs d’acoustique prévisionnelle, permettant l’évaluation de l’impact, à des emplacements spécifiés, des émissions sonores des éléments d’enveloppe (panneaux d’insonorisation, bloc-portes, silencieux de ventilation) cf. carte de bruit ci-dessous.
Simulation au moyen du Module 10 du logiciel SILDIS®[1] pour la prévision des émissions sonores des bâtiments et d'autres constructions, du niveau de pression acoustique à un emplacement spécifié (au milieu de la longueur d'une façade longitudinale d'une enceinte acoustique ventilée de longueur 25.0 m, de hauteur 8.2 m, à 1.5 m du sol) dû à chacune des 5000 mailles (dans le cas présent, avec une surface unitaire de 0.04 m2) modélisant la paroi (dB réf 2E-5Pa - global pondéré A) ; l’impact d’une porte (rectangle vertical) et de 2 silencieux de ventilation (rectangle horizontaux) est bien observable en partie inférieure de la paroi du bâtiment. |
La prévision de niveau de pression acoustique à un emplacement spécifié prend notamment en compte la performance (en termes de réduction de la transmission des sons par bande de fréquence) de chaque élément (panneaux d’insonorisation, bloc-portes: en termes d’indice d’affaiblissement acoustique et silencieux: en termes de perte d’insertion):
- pour des applications usuelles: attestés par des rapports d’essais normalisés (en laboratoire ou sur site)
- pour des applications spéciales : pouvant faire l’objet de calculs au moyen du logiciel SILDIS®[1] Module 1 prévision de la performance acoustiques et aéraulique (aérodynamique) de silencieux, Module 2 prévision de la performance acoustique de parois planes
Elle considère aussi - bien sûr - le niveau de bruit à l’intérieur du bâtiment (précisément : le niveau de pression acoustique à 1 ou 2 mètres des parois, qui dépend de la puissance acoustique des sources de bruit et de l’amplification des niveaux sonores due à la réverbération du local), ainsi que la diffusivité du champ acoustique (dépendant de la taille et de la régularité du local considéré, des propriétés absorbantes ou réfléchissantes des parois vis-à-vis des sons).
Elle prend aussi en compte, le cas échéant (pas dans le cadre de la présente étude), des sources de bruit extérieures potentielles (e.g. aérocondenseurs), sans interférence d'emplacement avec des ouvertures, non impactées par l'affaiblissement acoustique de l'enveloppe et des ouvertures.
Des ajustements de la performance acoustique des différents composants de chaque paroi (et aussi, lorsque requis: de celle des dispositifs d’atténuation des sources de bruit positionnées à l’intérieur ou à l’extérieur du bâtiment), et bruit propre des ventilateurs d’extraction peuvent ainsi être testés - par une méthode essais et erreurs -, jusqu’à obtenir un niveau de pression acoustique inférieur à la limite admissible aux emplacements spécifiés, laquelle doit tenir compte de différentes considérations:
- celles ayant à voir avec la protection des personnels du site (employés, mais aussi intervenants extérieurs) contre les risques de traumatisme auditif:
- en France, le respect la réglementation est apprécié selon la directive européenne 2003/10/CE, pour le niveau d’exposition quotidienne au bruit L EX, 8h: 80 dB(A) et 85 dB(A) sont les seuils, respectivement inférieur et supérieur, déclenchant l’action ; 87 dB(A) est la valeur limite autorisée
- celles ayant à voir avec la préservation de la tranquillité du voisinage, pour éviter les non conformités réglementaires:
- dépassement de la limite admissible pour l’émergence: il s’agit de la différence entre les niveaux de pression continus équivalents pondérés A du bruit ambiant - site considérée en fonctionnement - et du bruit résiduel - en l’absence du bruit généré par le site considéré, mais mesuré sur sa période de fonctionnement) dans les zones à émergence réglementée (ZER) ; selon le contexte: 5 ou 6 dB(A) en période diurne et 3 ou 4 dB(A) en période nocturne
- présence d’une composante tonale: quand, en considérant un spectre de tiers d’octave non pondéré dû au fonctionnement du site, le niveau dans une bande de fréquence dépasse de 5 dB ou plus le niveau moyen des deux bandes de fréquence adjacentes de 400 Hz à 6300 Hz ou de 10 dB celui des deux bandes de fréquence adjacentes de 63 à 315 Hz
- dépassement du niveau admissible en limite de propriété, fixé par arrêté préfectoral - typiquement 70 dB(A) en période diurne, 60 dB(A) en période nocturne -
L’étude acoustique (chez ITS: réalisée par un ingénieur acousticien) de la limitation du bruit d’un compresseur industriel au moyen d’une enceinte acoustique ventilée est donc une étape clé dans le cadre d’une insonorisation soumise à une obligation de performance sur site, mais elle n’est toutefois pas le seul travail de conception poussée devant être effectué dans un tel contexte, puisqu’il y a lieu d'envisager tout aussi sérieusement :
- les dimensionnements structurels pour ce qui a à voir avec la neige, le vent, les risques sismiques (en respectant les codes et règles de construction localement applicables)
- les dimensionnements aérauliques, et liés à l’instrumentation pour un système de ventilation satisfaisant aux contraintes d’efficacité
- les études en relation avec un environnement d’ATmosphère EXplosive (ATEX) , tel que devant être considéré
- les travaux de conception liées à la démontabilité de parois ou de sous-ensembles de panneaux d’insonorisation pour les opérations de maintenance (avec la nécessité d’assurer alors une stabilité résiduelle de l’ouvrage)
Construction destinée à la limitation du bruit d’un compresseur industriel au moyen d’une enceinte acoustique ventilée
A l’exception de la charpente métallique et des baffles de silencieux (en acier galvanisé), tous les éléments métalliques (panneaux d’insonorisation, bloc-portes, enveloppes de silencieux) seront peints avec une résistance à la corrosion de classe C4H selon norme ISO 12944.
Pour cette construction:
- la qualité de fabrication sera celle requise pour un site pétrochimique tel que celui considéré: aucune concession ne sera faite quant au choix des matières premières, aux technologies de soudage et d’assemblage, à la sélection des composants (notamment : les ventilateurs), accessoires et matériels connexes (e.g. capteurs pour la régulation du système de ventilation)
- toutes les spécifications techniques seront respectées minutieusement (il y en a beaucoup, de tous ordres)
ITS et ses partenaires commerciaux sont fiers d'avoir et d'offrir, dans le contexte de la limitation du bruit d’un compresseur industriel au moyen d’une enceinte acoustique ventilée, tous les savoir-faire requis pour satisfaire - avec la compétitivité sans laquelle rien ne serait possible - des clients internationaux exigeants quant aux modalités (conception, construction, contrôles, délais) des réalisations (comme celle illustrée par la photo ci-dessous) qu’ils leur confient dans le contexte de projets novateurs comme celui objet du présent article.
Enceintes ventilées pour compresseurs industriels similaires à celle objet du présent article |
[1] Conception Assistée par Ordinateur (CAO) : logiciel de calcul SILDIS®® pour l’acoustique et l’aéraulique dans le secteur de la construction (au format Excel) cf. autre page de ce site https://www.its-acoustique.fr/fr/cao-logiciel-de-calcul-acoustique-aeraulique-construction.html