Réduction du bruit d'une turbine à combustion et d'un alternateur

ITS a participé à la réduction du bruit d'une turbine à combustion et d'un alternateur dans une centrale électrique en Asie du Sud-est, prévus pour un fonctionnement en cycle simple. Avec une puissance supérieure à 80 Mégawatt (80MW) cette installation fait partie des plus petites impliquant des turbines à gaz de grande capacité (pour certaines, la puissance unitaire peut dépasser 550 MW en cycle simple et 800 MW en cycle combiné, ce qui n'est pas très éloigné d'une tranche nucléaire et permet notamment une construction et donc une mise en service plus rapides de l'installation de production d'énergie, distinguant favorablement cette technologie sur le marché).

La réduction du bruit de la turbine à combustion a été obtenue au moyen d'un encoffrement ventilé (avec 4 murs et un toit: s'apparentant à un bâtiment), tandis que celle de l'alternateur (livré avec un capotage insonorisant) a rendu nécessaire la mise en oeuvre d'un mur antibruit (écran acoustique).

Conception et construction d'ouvrages pour la réduction du bruit d'une turbine à combustion et d'un alternateur

La conception et la construction d'ouvrages pour la réduction du bruit d'une turbine à combustion et d'un alternateur constituent des activités récurrentes pour ITS et ses partenaires commerciaux (qui interviennent aussi dans le contexte d'autres projets d'insonorisation divers, notamment dans l'industrie), avec notamment:

• les études de structure: il s'agit de dimensionner les éléments des constructions métalliques de très grandes dimensions devant être envisagés, pour qu'ils résistent à différentes sollicitations e.g. celles liées au site (aléas climatiques, risques sismiques), celles liées au démontage de certains sous-ensembles des ouvrages (avec des grandes surfaces) lors de travaux de maintenance ou de réparation des matériels encoffrés
• les calculs d'impact acoustique: pour obtenir, à proximité des parois des ouvrages dédiés à l’insonorisation, des niveaux sonores aussi bas que 85 dB(A) à 1 mètre, voire inférieurs encore dans certains cas - alors que certains des matériels bruyants ont un niveau de puissance acoustique global pondéré supérieur à 135 dB(A), ce qui est considérable -, car il faut:
  • protéger les personnels (e.g travaillant à la supervision, à la maintenance) du site de production d'énergie (i.e. éviter les situations de traumatisme auditif, les accidents 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
  • assurer 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 en fonctionnement) et du bruit résiduel (en l’absence du bruit généré par l'installation, mais mesuré sur la période de fonctionnement de l'installation) est limitée dans les Zones à Emergences Réglementée (ZER), qui incluent en général, à proximité de l'installation: 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 la centrale) 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 la centrale) 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 Insallation 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.
• les études de dimensionnement aéraulique: pour ce qui concerne le renouvellement d’air et l’évacuation de la puissance calorifique (très importante) dissipée à l’intérieur des enceintes acoustiques
• les études électriques: pour des composants tels que ventilateurs, capteurs

Il est en général prévu (et cela a été le cas dans le cadre du présent projet de réduction du bruit d'une turbine à combustion (à gaz) et d'un alternateur 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)
• pour les accès des personnels et de certains matériels: 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 orifices prévus pour la ventilation des ouvrages destinés à la réduction du bruit ont été équipées de silencieux de ventilation (pour limiter la puissance acoustique transmises au travers des ouvertures):

• dans le cadre de la réduction du bruit de la turbine à combustion (dans un espace clos), des ventilateurs (eux aussi: bruyants par nature, les silencieux ayant également servi à diminuer leur impact sonore) ont été prévus pour forcer l'évacuation de l'air chaud
• dans le cadre de la réduction du bruit de l'alternateur (au moyen d'un mur antibruit), un principe de ventilation par convection naturelle a été utilisé (avec des prises d'air en partie basse de l'ouvrage, et une évacuation par le haut)

L'encoffrement de la turbine à combustion et le mur antibruit pour l'alternateur ont été construits en respectant les plus hauts standards de qualité (sélection de matières premières et de composants de premier choix, travaux de soudage et d'assemblage minutieux, protection anti-corrosion maximale, fixations et liaisons entre sous-ensembles optimisées, contrôle rigoureux et emballage soigné en containers maritimes) ; une documentation exhaustive, précise et univoque a été préparée pour permettre une installation sur site réussie du premier coup, même par une main d'oeuvre d'un niveau de technicité ordinaire, mise à disposition par le Client).

Reconnus pour leur qualité de conception et de fabrication, leur performance et leur durabilité (comme tous les matériels de réduction du bruit commercialisés par ITS), l'encoffrement de la turbine à combustion et le mur antibruit pour l'alternateur dont il est question dans le présent article constituent le nec plus ultra.

Qu’on se le dise !

 

Ouvrages pour la réduction du bruit de turbines à combustion (à gaz) et d'alternateurs dans une centrale électrique similaires à ceux objet du présent article

Outre des encoffrements et des murs antibruit, ITS commercialise, pour la réduction du bruit dans des centrales électriques (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.

Préservation de l'environnement sonore end faq