Quelle réglementation pour le bruit au travail?

Le bruit au travail est une nuisance qui peut être considérée sous différents angles, induisant possiblement (variable suivant le contexte):

• pour ce qui concerne les travailleurs:
  • des conditions de réalisation de leurs tâches laissant à désirer (e.g. pour se concentrer)
  • des difficultés de communication orale (de vive voix ou par téléphone: pour comprendre et se faire entendre), pas seulement lorsque discrétion^[1] ou confidentialité^[2] sont souhaitables
  • du stress, de la fatigue et des risques pour leur intégrité physique, lorsque des signaux d’alerte sonore ne sont pas correctement perçus et des risques de perte d’audition
• pour ce qui concerne l’entreprise qui emploie les travailleurs:
  • des ambiances de travail dégradées
  • des diminutions de la qualité des productions
  • de l’absentéisme et des difficultés de recrutement
  • des complications administratives et des coûts en cas de surdité professionnelle avérée

Aussi est-il loisible de considérer la réglementation du bruit au travail comme une bonne chose pour tous, étant - en France - basée sur des spécifications concernant :

• les niveaux sonores auxquels les employés peuvent être exposés
• les caractéristiques minimales des locaux bruyants, en termes d’insonorisation

Réglementation pour le bruit au travail: spécifications concernant les niveaux sonores auxquels les employés peuvent être exposés

En matière de réglementation pour le bruit au travail, concernant les niveaux sonores auxquels les employés peuvent être exposés, la Directive 2003/10/CE du Parlement européen et du Conseil du 6 février 2003 concernant les prescriptions minimales de sécurité et de santé relatives à l'exposition des travailleurs aux risques dus aux agents physiques (bruit), transposée en droit français constitue le document de référence, pour :

• la pression acoustique de crête (ρcrête) i.e. la valeur maximale de la pression acoustique instantanée mesurée avec la pondération fréquentielle C
• le niveau d'exposition quotidienne au bruit (LEX,8h ) (dB(A) ref. 20 μPa) i.e. la moyenne pondérée dans le temps des niveaux d'exposition au bruit pour une journée de travail nominale de huit heures (en tenant compte du bruit impulsif, le cas échéant)
• le niveau d'exposition hebdomadaire au bruit (LEX,8h) i.e. la moyenne pondérée dans le temps des niveaux d'exposition quotidienne au bruit pour une semaine nominale de cinq journées de travail de huit heures

Les valeurs limites d'exposition et les valeurs d'exposition déclenchant l'action par rapport aux niveaux d'exposition quotidiens au bruit et à la pression acoustique de crête sont fixées à:

• valeurs limites d'exposition: LEX,8h = 87 dB(A) et ρcrête = 200 Pa i.e. 140 dB (C) réf. 20 μPa respectivement
• valeurs d'exposition supérieures déclenchant l'action: LEX,8h = 85 dB(A) et ρcrête = 140 Pa i.e. 37 dB (C) réf. 20 μPa) respectivement
• valeurs d'exposition inférieures déclenchant l'action: LEX,8h = 80 dB(A) et ρcrête = 112 Pa i.e. 135 dB (C) réf. 20 μPa respectivement

Réglementation pour le bruit au travail: spécifications concernant les caractéristiques minimales des locaux bruyants, en termes d’insonorisation

En matière de réglementation pour le bruit au travail, concernant les caractéristiques minimales des locaux bruyants, en termes d’insonorisation, l’Arrêté du 30 août 1990 pris pour l’application de l’article R. 235-11 du code du travail et relatif à la correction acoustique des locaux de travail constitue le document de référence, pour la décroissance du niveau sonore par doublement de distance à la source DL. Les valeurs minimales sont fixées, selon la surface au sol du local S (en mètres carrés) à:

• dans le cas d’un local vide de toute machine ou installation de production :

surface au sol du local S	en deçà de 210 m2	entre 210 m2 et 4600 m2	au-delà de 4600 m2
DL en dB(A)	2	1,5 log10 (S) - 1,5	4
remarque	-	S en m2 dans la formule	-

• dans le cas d’un local après installation des machines et appareils de production

surface au sol du local S	en deçà de 210 m2	entre 210 m2 et 1000 m2	au-delà de 1000 m2
DL en dB(A)	3	1,5 log10 (S) - 0,5	4
remarque	-	S en m2 dans la formule	-

Les spécifications ci-dessus sont applicables pour la construction ou l’aménagement de locaux de travail, où doivent être installés des machines et appareils susceptibles d’exposer les travailleurs à un niveau d’exposition sonore quotidienne supérieur à 85 dB (A), qu’une étude d’acoustique prévisionnelle le montre, ou bien qu’une telle étude fasse défaut.

Domaine d’intervention d’ITS en relation avec la réglementation du bruit au travail

Les domaines d’intervention d’ITS en relation avec la réglementation du bruit au travail sont variables suivant le contexte:

• mesurages sur site des paramètres physiques fondant les limites spécifiées:
  • niveaux de pression acoustique (d’une part : de crête et d’autre part : continu équivalent)
  • décroissance du niveau sonore par doublement de distance à la source
    
    Une telle métrologie du son peut être effectuée avec des moyens de mesurage acoustiques détenus en propre par une ressource humaine dûment diplômée en mesures physiques (spécialisée en techniques instrumentale), ayant une grande expérience dans le domaine de l’acquisition et du traitement de données se rapportant au bruit, telle que requise pour un diagnostic en milieu de travail, e.g. en relation avec des normes dédiées :
  • ISO 9612 Acoustique - Détermination de l'exposition au bruit en milieu de travail - Méthode d'expertise
  • NF EN ISO 14257 Acoustique — Mesurage et description paramétrique des courbes de décroissance sonore spatiale dans les locaux de travail en vue de l’évaluation de leur performance acoustique

Les résultats des mesurages de niveaux sonores réalisés peuvent donner lieu à la préparation de cartes de bruit, et peuvent - comme ceux concernant les taux de décroissance spatiale^[3], être comparés aux limites réglementaires pour un examen de conformité ; en marge des impositions réglementaires, ITS peut réaliser la mesure du temps de réverbération de locaux de travail^[4].

• dans le cas de non-conformité des résultats de mesure aux spécifications réglementaires, (dans le contexte d’une mission d’ingénierie) identification de pistes de progrès et élaboration de plans d’action:
  • calculs de propagation, d’absorption et de transmission sonore
  • simulation de l’efficacité de diminution du bruit ou de la réverbération
    • réduction du bruit à la source: capotages d’équipements bruyants, encoffrements (insonorisant) pour machines et de ligne de production, silencieux
    • limitation de la propagation du bruit au moyen d’écrans acoustiques (murs anti-bruit) ou de cabines insonorisées pour les personnels
    • diminution de la réverbération des locaux par la mise en oeuvre de matériaux absorbant les sons (e.g. panneaux insonorisants muraux, dalles de plafond et baffles acoustiques suspendus en sous face de toitures)

ITS possède des moyens de simulation et de calcul en matière d’acoustique prévisionnelle (certains : analytiques, d’autres : basés sur des tirs de rayons) à la disposition d’une ressource humaine diplômée en physique du bâtiment, possédant une longue expérience des études se rapportant à la réduction du bruit en milieu industriel.

Imagine-t-on que des tâches de Recherche et de développement, ou même de compatibilisé puissent être menées à bien dans un environnement sonore caractérisé par un niveau de pression acoustique de 80 dB(A) qui respecterait la réglementation applicable en matière de bruit ?

Parce que la réglementation ne fournit que des prescriptions minimales, sous l’angle de la sécurité et de la santé de salariés, il est loisible, dans certains contextes, d’envisager d’être un peu plus ambitieux en termes de confort acoustique des loacaux de travail et des postes de travail ; on peut, alors, avoir recours à ITS pour une étude personnalisée du confort acoustique de tous les lieux de travail (en incluant les bureaux individuels ou collectifs i.e. les open spaces et les espaces associés tels que les restaurants d’entreprise pour lesquels il existe des normes de référence, bien que n’étant pas - en général - d’application obligatoire^[5]).

En outre, en plus de son activité de consultant, ITS commercialise toutes les solutions d'insonorisation (composants et systèmes) pour des espaces de travail satisfaisant aux obligations réglementaire en matière de bruit.

Qu’on se le dise !

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^[1] situation obtenue lorsqu’un effort est requis pour comprendre le contenu d’une conversation émise ; alors, la conversation n’est pas une source de distraction

^[2] situation obtenue lorsque même avec un effort pour comprendre une conversation émise, celle-ci reste incompréhensible

^[3] pente en décibels de la courbe de décroissance sonore spatiale dans une plage de distance donnée, lorsque la distance à la source double

^[4] intervalle de temps requis pour la diminution dans un rapport de 1 million à 1 de la pression acoustique après interruption d’une source sonore

^[5] Acoustique - Bureaux et espaces associés - Niveaux et critères de performances acoustiques par type d’espace

Quelles sont les données d’entrée utiles pour la simulation de la dissipation (absorption) d’une structure acoustique ?

Les données d’entrée utiles pour la simulation de la dissipation (absorption) d’une structure acoustique sont principalement la nature du fluide, son état thermodynamique (pression, température, masse volumique), ainsi - bien sûr - que les caractéristiques intrinsèques de chaque couche.

De manière concrète et exhaustive, l’évaluation de la dissipation d’une structure acoustique (absorbant les sons - que ce soit en tant que panneau ou revêtement mural ou en plafond dans un local ou en tant que garnissage dans un dispositif de limitation du bruit qu’est un silencieux -) requière la connaissance des données d'entrée suivantes (listées dans l'ordre de leur saisie pour un calcul avec le Logiciel SILDIS^® Module 2 / 2+ Prévision de la performance acoustique de cloisons et parois planes:

• température
• pression
• (en cas de présence d'un milieu poreux):
  • (a minima) résistivité, porosité, (et, si connues) tortuosité, longueurs caractéristiques thermique et visqueuse (ou alors désignation de la nature - e.g. laine de roche, de verre, de basalt, de polyester, de céramique ou mousse à préciser -, de l'appellation commerciale et de la densité)
  • épaisseur
• (en cas de présence d'un surfaçage, s'il n'est pas modélisé en temps que milieu poreux):
  • résistance au passage de l'air superficielle
  • masse surfacique
  • épaisseur
• (en cas de présence d'une protection perforée, si elle n'est pas modélisée en temps que milieu poreux):
  • désignation de la géométrie des trous (e.g. perforation circulaire, carrée, en forme de fentes) et de leur arrangement (e.g. à maille carrée, hexagonal, en quinconce)
  • diamètre ou côté des trous/largeur des fentes
  • entraxe (pour les fentes seulement)
  • taux de perforation
  • épaisseur
  • (optionnel) masse sufacique, la prise en compte de ce paramètre permettant, dans certains contextes, d’améliorer la précision de la prévision

Dans le cas où il ne s'agirait pas d'air propre et sec, les données d'entrée complémentaires suivantes (pour le gaz aux conditions de service envisagées) seraient requises:

• constante individuelle
• constante adiabatique
• masse volumique
• vitesse du son
• viscosité dynamique
• chaleur massique à pression constante
• conductivité thermique

Telle est la liste des données d'entrée utiles pour simuler la dissipation / absorption sonore d’une structure acoustique en régime linéaire. En régime non linéaire, les caractéristiques de l'excitation acoustique (nature, niveaux de pression acoustique par bande de fréquence) doivent aussi être considérées.

Comment réaliser la dépollution de gaz d’échappement de moteurs à combustion avec un procédé SCR ?

Produits d’un procédé de combustion, les gaz d’échappement de moteurs thermiques contiennent les polluants atmosphériques que sont les des oxydes d'azote (NO_x):

• monoxyde d'azote NO
• dioxyde d'azote NO₂

Il est bien connu que ces molécules sont toxiques, posant des problèmes de santé prégnants (e.g. concernant le système respiratoire des humains), et qu’elles ont des effets néfastes pour l’environnement (e.g. contribuant au phénomène de pluies acides).

La dépollution des gaz d’échappement de moteurs à combustion est possible notamment par le biais d’une Réduction Catalytique Sélective (SCR). ^[0]

Il s’agit de provoquer des réactions chimiques propres à recombiner (avec des composés azotés) les molécules constituant les gaz indésirables que sont les NO_x , pour l’obtention de composés aussi inoffensifs que de l’azote (N₂) et de l’eau (H₂O) ordinairement contenus dans l’air (humide). ^[1]

L'urée CO(NH₂)₂ en solution aqueuse constitue un composé azoté largement utilisé pour la Réduction Catalytique Sélective (SCR) des oxydes d’azote (NO_x) contenus dans les gaz d’échappement de moteurs industriels.

Un alliage précieux e.g. tungstène W ou vanadium V sur un support à base d'oxyde de Titane TiO₂ sert souvent de catalyseur pour des réactions chimiques qui se produisent en général à des températures comprises entre 250 °C et 520 °C.

La dépollution des gaz d’échappement de moteurs à combustion peut alors être réalisée au moyen de cassettes métalliques dont les parties internes, poreuses, permettent la circulation de leur mélange avec le composé azoté.

Un module de Réduction Catalytique Sélective (SCR) - requérant une alimentation continue en urée, avec un dosage géré au moyen d'un automate et de capteurs - peut ainsi compléter les dispositifs d’atténuation du bruit d’une ligne d’échappement que sont des silencieux réactifs (i.e. dont le principe de fonctionnement est basé sur des changements de la géométrie des parties internes avec des chambres) ou dissipatifs (i.e. dont l’efficacité est liée à la présence de matériaux poreux absorbant les sons).

S’il s’agit en général d’un sous-ensemble bien distinct, le module de Réduction Catalytique Sélective (SCR) peut, dans certains cas, être combiné avec un silencieux pour l’obtention d’un ensemble offrant cumulant les fonctionnalités de limitation des émissions de composés polluants et de bruit.

Le dimensionnement de tels composants d’une ligne d’échappement de moteurs à combustion industriels (y compris pour des groupes électrogènes) doit faire l’objet d’une étude globale, en considérant le cumul :

• en terme d’acoustique: de la perte d’insertion de chaque composant (pour les silencieux, suivant leur conception: aux fréquences graves et/ou médium et/ou aigues ; pour le dispositif de Réduction Catalytique Sélective SCR : seulement en haute fréquence)
• en terme d’aérodynamique: de la perte de pression totale de chaque composant (il n’est pas rare qu’elle soit du même ordre de grandeur)
• en terme d’arrangement général: de l’encombrement de chaque composant (il n’est pas rare qu’il soit du même ordre de grandeur, et que la pièce dédiée au mélange entre le composé azoté et les gaz d’échappement - en amont du réacteur - doive être combinée avec un silencieux primaire dans une perspective de compacité)

L’expérience compte pour proposer dans tous les contextes une solution optimisée pour des équipements performants et construits pour durer, pour la dépollution des gaz à l’échappement de moteurs à combustion industriels avec un procédé de Réduction Catalytique Sélective (SCR) des oxydes d’azote (NO_x) comme pour l’atténuation du bruit.

^[0] acronyme anglais Selective Catalytic Reduction
^[1] le principe de la dépollution des gaz d’échappement de moteurs à combustion au moyen d’un procédé de Réduction Catalytique Sélective (SCR) est basé sur les équations chimiques typiques suivantes :
2 NO + 2 Nacfq + 1/2 O2 → 2 N2 + 3 H2O
NO2 + 2 Nacfq + 1/2 O2 → 3/2 N2 + 3 H2O
NO + NO2 + 2 Nacfq → 2 N2 + 3 H2O

Quelle réduction du bruit pour les vannes de régulation ?

Lorsqu’il s’agit de limiter l’émission sonore due à une décharge, une réduction du bruit des vannes de régulation peut être obtenue au moyen d’un silencieux approprié, installé en bout de ligne.

De tels silencieux sont généralement constitués d’un diffuseur (en amont) et d’un étage dissipatif (en aval). 

Le diffuseur est un élément perforé, au niveau duquel se produit une variation (dont il est souhaitable qu’elle soit à la baisse) du bruit de turbulence et du bruit de choc, la présence de perforations de petit diamètre occasionnant un pic de la génération de bruit en haute fréquence. En outre, la présence du diffuseur occasionne une perte de pression totale à laquelle il doit être prêté attention (*).

L’étage dissipatif quant à lui est constitué d’un revêtement (de préférence : à haute absorption acoustique), souvent utilisé en tant que garnissage de séparateurs, parfois concentriques (sinon : transverses), permettant une atténuation du bruit dans une bande de fréquence plus ou moins étendue notamment selon les caractéristiques acoustiques du medium poreux et de ses surfaçages éventuels, selon la géométrie de l’étage dissipatif et selon la nature et la vitesse de passage du fluide.

En outre, la présence de l’étage dissipatif occasionne une perte de pression totale (en général moindre comparée à celle du diffuseur) à laquelle il doit être prêté attention (*) et génère un bruit propre dont il est important de s’assurer qu’il est compatible avec l’objectif de réduction du bruit à considérer dans le cadre d’un projet pour lequel la mise en œuvre d’un silencieux est envisagée.

*notamment vis-à-vis des conditions de fonctionnement de la vanne sur la pression aval de laquelle il influe (à la hausse)

Lien pour en savoir plus sur la réduction du bruit des vannes de régulation

• Silencieux de décharge / détente

Quels sont les principaux paramètres influant sur le bruit des vannes de régulation ?

Les vannes de régulation (a fortiori, lors de l'utilisation dans des conditions de forte chute de pression) peuvent contribuer de manière significative au bruit des installations industrielles et de process, notamment en raison de la génération de bruit aérodynamique en fonction des données de la vanne et des données de process, les principaux paramètres étant les suivants:

• Pression absolue à l’entrée de la vanne
• Pression absolue à la sortie de la vanne
• Facteur de récupération de pression du liquide dans une vanne avec ou sans raccords adjacents
• Facteur de rapport de pression différentielle d'une vanne de régulation avec sans raccords adjacents, à débit engorgé
• Coefficient de correction générique de vanne
• Coefficient de débit (requis)
• Rapport de puissance acoustique ou Coefficient de correction de vanne pour rendement acoustique
• Masse moléculaire du fluide véhiculé
• Température absolue à l’entrée
• Masse volumique du fluide à l’entrée
• Rapport des chaleurs spécifiques
• Débit massique
• Température absolue à la sortie
• Masse volumique du fluide à la sortie
• Nombre de Strouhal
• Vitesse du son dans les conditions en aval
• Diamètre de sortie de la vanne
• Diamètre intérieur de la tuyauterie aval
• Coefficient de contraction pour la sortie de la vanne ou l'entrée du divergent

Lorsque le coefficient de correction générique de vanne n’est pas une donnée d’entrée explicitement disponible, des paramètres additionnels doivent être pris en compte :

• Surface d’un chemin d’écoulement unique
• Périmètre mouillé d’un chemin d’écoulement unique
• Nombre de chemins d’écoulement indépendants et identiques à travers l’équipement interne

Lorsque les paramètres de l’écoulement ne sont pas des données d’entrée explicitement disponibles, des paramètres additionnels doivent être pris en compte :

• Facteur de récupération de pression du liquide dans une vanne sans raccords adjacents
• Diamètre d’entrée de la vanne

Liens pour en savoir plus sur le calcul du bruit des vannes de régulation

• Intégration au logiciel de simulation SILDIS^®® du calcul des indicateurs d’écoulement pour la prévision du bruit aérodynamique des vannes de régulation des processus industriels
• Intégration de la prédiction du bruit aérodynamique des vannes de régulation des processus industriels au logiciel de simulation SILDIS^®®