Quels sont les principaux fluides dont le débit peut être modifié par une vanne de régulation bruyante?

Une vanne de régulation peut modifier la valeur du débit de nombreux fluides utilisés dans des processus industriels variés:

• Acétylène
• Air
• Ammoniac
• Argon
• Benzène
• Isobutane
• Butane n
• Isobutylène
• Gaz carbonique
• Monoxyde de carbone
• Chlore
• Ethane
• Ethylène
• Fluor
• Fréon 11 (trichloromonofluorométhane)
• Fréon 12 (dichlorodifluorométhane)
• Fréon 13 (chlorotrifluorométhane)
• Fréon 22 (chlorodifluorométhane)
• Hélium
• Heptane n
• Hydrogène
• Chlorure d’hydrogène
• Fluorure d’hydrogène
• Méthane
• Chlorure de méthyle
• Gaz naturel
• Néon
• Oxyde nitrique
• Azote
• Octane
• Oxygène
• Pentane
• Propane
• Propylène
• Vapeur saturée
• Anhydride sulfureux
• Vapeur surchauffée

Quelle est la définition et quels sont les principaux types de vannes de régulation bruyantes?

Une vanne de régulation est un dispositif actionné mécaniquement qui modifie la valeur du débit de fluide dans un système de commande de processus. Il est constitué d’une vanne (i.e. d’un ensemble constitué d’une enveloppe contenant la pression et renfermant des organes internes) reliée à un actionneur capable de faire varier la position d’un organe de fermeture dans la vanne en réponse à un signal du système de commande.

Les principaux types de vannes de régulation sont les suivants :

• A soupape, simple siège
  • V-port à 3 V
  • V-port à 4 V
  • V-port à 6 V
  • Clapet profilé (linéaire et à pourcentage égal)
  • A soupape, à cage percée, de 60 trous de même diamètre
  • A soupape, à cage percée, de 120 trous de même diamètre
  • Cage à 4 luminaires
• A soupape, double siège
  • Clapet V-port
  • Clapet profilé
• A soupape d’angle
  
  • Clapet profilé (linéaire et à pourcentage égal)
  • Cage à 4 luminaires
  • Venturi
• Equipement interne à petit débit
  
  • Encoche en V
  • Siège plat (course courte)
• Rotative
  
  • Obturateur sphérique excentré
  • Obturateur conique excentré
• Papillon (arbre traversant)
  
  • Non excentré (70°)
  • Non excentré (60°)
  • Disque dentelé (70°)
• Papillon (arbre non traversant)
  • A siège décalé (70°)
• A tournant sphérique
  • A passage intégral (70°)
  • A secteur sphérique

Quelle performance acoustique et aéraulique pour des silencieux ?

La performance acoustique et aéraulique de silencieux est une double problématique vis-à-vis de laquelle des compromis technologiques (parfois: sophistiqués) doivent souvent être trouvés dans la perspective de la définition d'un matériel d'insonorisation permettant le fonctionnement normal d'un réseau de fluide, a fortiori lorsque des vitesses importantes sont en jeu.

Performance acoustique des silencieux

La performance acoustique d'un silencieux peut être exprimée en terme de différence (avec et sans le silencieux) de niveaux globaux de pression acoustique pondérés A ou de niveaux de pression acoustique par bandes d'octave à des emplacements spécifiés (tels que valeur maximale à 1 m du plan de sortie du silencieux, valeur moyenne sur une surface enveloppante) - également appelée différence de niveau de pression acoustique d'insertion - ou bien en terme de différence de niveaux globaux de puissance acoustique pondérés A ou de niveaux de puissance acoustique par bandes d'octave de la sortie du silencieux (ou de la bouche, ou de la source sonore insonorisée) - également appelée perte d'insertion du silencieux - .

A titre d'ordres de grandeur (et vis à vis d'un spectre de bruit de type "bruit rose"), une différence de niveau jusqu'à 10 dBA peut en général être obtenue sans exigence particulière, tandis qu'une différence de niveau de 10 à 20 dBA requière un silencieux type sans by-pass important, tandis qu'une différence de niveau de 20 à 30 dBA nécessite un silencieux type avec des dispositifs de cloisonnements transverses du revêtement absorbant et un montage élastique, et tandis qu'une différence de niveau de 30 à 50 dB met en jeu des silencieux à haute performance soigneusement conçus et montés (une différence de niveau encore supérieure doit souvent faire intervenir une construction spéciale ou 2 silencieux installés en série avec un espacement suffisant).

La performance acoustique de silencieux dissipatifs (à température ambiante: ventilation, climatisation, admissions d'air pour process industriels variés et pour moteurs, turbines à gaz ou en haute température: cheminées, échappements - pour ce qui concerne l'étage aval du dispositif d'insonorisation lorsqu'il s'agit de moteurs thermqiues - ...) est très dépendante de la fréquence. Les silencieux dissipatifs (ou encore: silencieux à dissipation) sont des dispositifs atténuant les sons à large bande; toutefois leur efficacité n'est bonne ni en basse fréquence, ni en hautre fréquence.

Elle est liée principalement d'une part au comportement du revêtement absorbant (e.g. sa résistance au passage de l'air aux conditions de services qui peuvent - notamment pour la température - différer beaucoup des conditions de laboratoire - quasi-atmosphériques - auxquelles les mesurages ont été effectués) compte tenu de l'écartement des voies d'air et de la longueur du silencieux (caractérisée par la perte par propagation) et aussi, dans de nombreux cas (pour des silencieux autres que ceux ayant un revêment absorbant les sons en périphérie - parfois partielle - du conduit) à la géométrie des séparateurs (caractérisée par la perte par réflexion) et d'autre part aux phénomènes de by-pass: transmission d'énergie acoustique au travers de l'enveloppe du silencieux ainsi le cas échéant (pour des silencieux autres qu'à dissipation simple) qu'au travers des séparateurs eux-mêmes, et enfin au bruit regénéré en relation avec la vitesse de passage du fluide.

Performance acoustique d’un silencieux dissipatif - variation de la perte par propagation i.e. de l’atténuation longitudinale (dB/m) en fonction de la résistance au passage de l'air du garnissage (résulats d'évaluations avec le logiciel SILDIS®)

La performance acoustique de silencieux réactifs (e.g. pour compresseurs, pour échappements de moteurs thermiques) est liée aux singularités géométriques des parties internes (souvent: il s'agit de chambres - simples, doubles ou triples- reliées par des tubes perforés ou non avec éventuellement des changements de direction du flux gazeux; chaque dimension a son importance) qui conditionnent les réflexions des ondes acoustiques - basant l'efficacité -, et aussi au bruit propre (i.e. lié à l'écoulement, donc en relation avec la vitesse de passage du fluide).

Performance acoustique d’un silencieux réactif - perte par transmission d'une chambre d'expansion triple (dB) en basse et moyenne fréquence (résulat d'une simulation avec le logiciel SILDIS®)

Performance aéraulique des silencieux

Qu'il s'agisse de silencieux dissipatifs ou de silencieux réactifs, la performance aéraulique est, comme pour d'autres composants de circuits aérodynamiques et d'ensembles de tuyauteries pour fluides sous pression, principalement liée aux changements de section brusques (élargissements, rétrécissements) et aux obstacles s'opposant au flux gazeux ; la perte de pression totale est, comme toujours, croissante avec la densité du fluide et avec le carré de sa vitesse. Les conditions thermodynamiques d'utilisation du silencieux ont donc, toutes choses égales par ailleurs, leur importance.

A titre d'ordres de grandeur, la perte de pression totale allouée pour des dispositifs de réduction du bruit d'aérocondenseurs ou de tours de refroisdissement  (même quand les ventilateurs sont de très grand diamètres e.g. au-dessus de 10 m et induisent des débit colossaux, spécialement quand il y en a 10 dans un mêem ensemble d'une installation) sont de l'ordre de grandeur d'un millimètre de colonne d'eau (i.e. 10 Pascals) quand la perte de charge allouée à un silencieux d'échappement de très gros moteurs (la puissance se compte en MW) ou de turbines à combustion de grande capacité (la puissance se compte en dizaines ou centaines de MW et le débit massique en centaines de kg/s) est en général de l'ordre de 10 mbar (i.e. 100 mm H₂0 ou 1000 Pa).

Dans le cas spécifique des silencieux dissipatifs, une perte de charge additionnelle (souvent: moindre, mais ne devant pas tojours être négligée dans le cas de silencieux sans séparateurs i.e. avec seulement un revêtement absorbant les sons péréphérique) est à considérer du fait du frottement du fluide contre les surfaces rugueuses qui constituent le revêtement absorbant les sons (d'importance variable selon la nature de la couche superficielle, le diamètre hydraulique et la longueur du tronçon considéré pour une telel perte linéique).

Dans le cas spécifique des silencieux réactifs, le cas échéant, une perte de charge additionnelle est à considérer dans le cas où il est imposé au flux gazeux de passer à travers une tôle perforée (parfois: il s'agit de l'épaisseur d'un tube e.g. pour des silencieux d'échappement d'automobiles, de camions, ou même de petits engins - on retrouve aussi un tel étage d'atténuation du bruit dans des silencieux de dépressurisation, au niveau du détendeur).

Performance aéraulique d'un silencieux constitué d'un séparateur unique avec extrémités profilées - Mécanique des Fluides Numérique - cartographie de la vitesse axiale (coupe longitudinale d'un conduit rectangulaire, résultat d'une simulation par ITS)

Détermination de la performance acoustique et aéraulique de silencieux

Comme souvent dans le domaine de l'acoustique, la détermination de la performance de silencieux peut être effectuée au moyens de calculs ou de mesurages.

La prévision des performances acoustiques de silencieux dissipatifs ou réactifs peut être effectuée par ITS avec le logiciel de simulation SILDIS^®:

• avec les Modules 1 et 1A, pour ce qui concerne les silencieux dissipatifs
• avec le Module 1B, pour ce qui concerne les silencieux réactifs

Pour des géométries de silencieux (à absorption ou à réflexion) qui ne sont pas celles pré-programmées dans le logiciel SILDIS^®, la ressource humaine d'ITS peut réaliser des calculs en utilisant d'autres moyens de simulation ^{[1] [2] [3]}, pour déterminer la performance acoustique comme aéraulique.

Dans tous les contextes, la ressource humaine d'ITS, diplômée en physique du bâtiment, avec des connaissances étendues en acoustique, aéraulique-aérodynamique (mesures, calculs, conception et maîtrise d'oeuvre) est en mesure de déterminer, en tant qu'acousticien spécialisé dans ce domaine, la performance de silencieux pour des dimensionnements fiables et optimisés de tels matériels de réduction du bruit, pour des réalisations courantes (e.g dans le secteur du bâtiment) ou pour des projets de haute technicité (e.g. dans l'indsutrie), quel que soit le niveau d'expertise requis.

Les mesurages se rapportant à des silencieux peuvent être effectués (à température ambiante, et lorsqu'ils sont dissipatifs) selon la norme NF EN ISO 7235 Acoustique - Modes opératoires de mesure en laboratoire pour silencieux en conduit et unités terminales - Perte d'insertion, bruit d'écoulement et perte de pression totale; calculs avec le logiciels SILDIS^® ou avec d'autres outils de simulation dont dispose ITS et résultats de mesurages de performance sont alors parfaitement comparables.

La performance acoustique de silencieux, quelsqu'ils soient et quelles que soint les conditions de service, peut aussi être évaluée sur site, selon la norme NF EN ISO 11820 Acoustique - Mesurages sur silencieux in situ.

^[1] FEM : Acronyme anglais qui peut être traduit par « Méthode des Eléments Finis (MEF) »
^[2] BEM : Acronyme anglais qui peut être traduit par « Méthode des Eléments Frontières »
^[3] CFD : Acronyme anglais qui peut être traduit par « Dynamique ou Mécanique des Fluides Numérique (MFN) »

Quels silencieux pour des applications industrielles à haute température ?

Les silencieux pour des applications industrielles à haute température sont des dispositifs de limitation du bruit souvent requis (en application de réglementations), tant pour la protection de travailleurs (il s'agit de préserver leurs capacités auditives: la directive 2003/10/CE du Parlement européen et du Conseil, du 6 février 2003, concernant les prescriptions minimales de sécurité et de santé, s'y rapporte) que pour la protection de l'environnement (il s'agit de préserver l'harmonie des paysages sonores, résultant de la superposition de sons naturels et des émissions de bruit liées aux activités humaines: l'Arrêté du 23/01/97 relatif à la limitation des bruits émis dans l'environnement par les installations classées pour la protection de l'environnement a, dans ce contexte, toute son importance).

Généralités se rapportant aux silencieux pour des applications industrielles à haute température

Dans le domaine des silencieux, deux catégories d'applications industrielle à haute température sont récurrentes:

• les réseaux aérauliques se rapportant à des procédés de combution (e.g. lignes d'échappement de moteurs thermiques et de turbines à gaz, cheminées industrielles en aval de processus variés - y compris l'incinération de déchets -; le dispositif de réduction du bruit est selon le cas, installé (en position horizontale, éventuellement combiné avec un Système de Réduction Catalytique - SCR- pour la dépollution des gaz) en amont de la cheminée ou bien (en position verticale) dans la cheminée (à moins qu'il ne constitue un ensemble silencieux+cheminée). Selon la performance requise, un seul silencieux est approprié à la satisafcation des objectifs ou bien deux silencieux sont requis. Leur installation - en série - n'est pas toujours à liaison directe:
  • pour ce qui concerne un système d'échappement pour moteur thermique, un silencieux primaire (e.g. réactif) pourra être installé en amont d'un dispositif de dépollution - étant alors utilisé pour le mélange avec le gaz de combustion d'un composé - e.g. de l'urée - approprié aux réactions chimiques basant la réduction des émissions polluantes, alors qu'un silencieux secondaire (e.g. à absorption) pourra être installé en aval
  • pour ce qui concerne un système d'échappement pour turbine à gaz de grande capacité, un silencieux primaire (e.g. dissipatif, dimensionné pour être performant en basse fréquence) pourra être installé (avec un flux gazeux horzizontal) en amont d'une cheminée alors qu'un silencieux secondaire (e.g. dissipatif, dimensionnnné pour être performant aux fréquences médium et aigues) sera intégré à la cheminée (donc: avec un flux gazeux vertical)
• les circuits de dépressurisation de vapeur (telle que produite par des chaudières e.g. les Générateurs de Vapeur à Récupération de Chaleur - GVRC -; le silencieux constitue souvent (éventuellement avec un dispositif pare pluie - coude ou chapeau -) le dernier composant du système (i.e. celui étant le plus en aval, permettant la mise à l'atmosphère du gaz originellement sous pression). Quels que soient les principes basant son effcicacité, un silencieux de décharge se présente toujours sous la forme d'un appareil unique (souvent: muti-étagé, mais avec une seule enveloppe - formant un tout -).

S'agissant des silencieux pour des applications industrielles à haute température, il sont généralement constitués d'une enveloppe extérieure double peau (le plus souvent avec la peau extérieure en acier non inoxydable et avec la peau intérieure en acier innoxydable) et d'un revêtement absorbant (assez souvent: en laine minérale) revêtu par un surfaçage (le plus souvent: un tissu de verre) ainsi que par une protection perforée (la plupart du temps: en acier inoxydable). Pour l'enveloppe extérieure, si requis: un thermolaquage assure généralement la meilleure protection possible contre la corrosion: jusqu'à C5 selon norme ISO 12944.

En termes de conception et de construction également:

• s'agissant des silencieux à dissipation simples, il s'agit d'équipements d'insonorisation appartenant à la catégorie des silencieux dissipatifs pour lesquels le matériau d'absorption acoustique est disposé exclusivement sur la face intérieure de l'enveloppe extérieure. La plupart du temps, de tels silencieux ont une section circulaire et sont destinés à être insérés dans des réseaux constitués de conduits eux-mêmes à section circulaire (des silencieux à section rectangulaire, éventuellement carrée peuvent être envisagés dans certains cas et sont destinés à être insérés dans des réseaux constitués de conduits eux-mêmes à section rectangulaire ou éventuellement carrée). La performance acoustique de tels silencieux (perte d'insertion) est très dépendante de la fréquence considérée et est liée à la vitesse du fluide, à l'épaisseur du revêtement acoustique, sa nature (notamment: la résistance au passage de l'air du garnissage et de ses surfaçages éventuels), la dimension intérieure libre pour le passage du fluide, ainsi qu'à la longueur du silencieux. De tels silencieux se distinguent par une perte de pression totale faible puisqu'exclusivement dépendante de la rugosité des parois et de la longueur du silencieux (généralement négligeable si la vitesse de passage du fluide est suffisamment faible). De tels dispositifs sont souvent considérés:
  • pour l'insonorisation de cheminées industrielles, l'efficacité étant - bien sûr - croissante avec la longueur du revêtement absorbant les sons (donc, toutes choses égales par ailleurs: meilleure pour les cheminées de grande hauteur) mais décroissante avec le diamètre (lorsque les surfaces absorbantes en regard sont plus éloignées)
  • en tant que silencieux secondaires d'une ligne d'achappement de moteurs diesel ou à gaz (ce qui a été dit précédemment de la variation de l'efficacité en fonction des caratéristiques géométriques est là-aussi applicable
• s'agissant des silencieux à séparateurs (également appelés silencieux à baffles), il s'agit d'équipements d'insonorisation appartenant à la catégorie des silencieux dissipatifs pour lesquels le matériau d'absorption acoustique est tenu dans des cadres (généralement métalliques: en acier non inoxydable) formant des séparateurs entre lesquels circule le fluide. La plupart du temps, de tels silencieux ont une section rectangulaire et sont destinés à être insérés dans des réseaux constitués de conduits eux-mêmes à section rectangulaire (des silencieux à section circulaire, avec séparateur central de forme circulaire et le cas échéant avec un ou plusieurs séparateurs intermédiaires en forme d'anneaux peuvent être envisagés dans certains cas et sont destinés à être insérés dans des réseaux constitués de conduits eu-mêmes à section circulaire). La performance acoustique de tels silencieux (perte d'insertion) est très dépendante de la fréquence considérée et est liée à la vitesse du fluide, à l'épaisseur des séparateurs (baffles), leur nature (notamment: la résistance au passage de l'air du garnissage et de ses surfaçages éventuels), leur écartement, ainsi qu'à la longueur du silencieux. De tels silencieux génèrent une perte de pression totale principalement liée à l'épaisseur des séparateurs, à leur écartement, ainsi qu'à leur géométrie amont et aval ou encore à la longueur du silencieux.De tels dispositifs sont souvent considérés:
  • avec une forme cylindrique: pour des silencieux de turbines à gaz de petite capacité (i.e. avec une puissance de quelques MW), pour des silencieux secondaires de lignes d'échappement de moteurs à combustion interne, pour l'étage aval de silencieux pour évents de vapeur(saturée ou surchauffée)
  • avec une forme rectangulaire: pour des silencieux de turbines à gaz de grande capacité (i.e. avec une puissance de quelques dizaines ou quelques centaines de MW), pour des dispositifs d'atténuation du bruit d'installations de traitement des fumées d'usines d'incinération d'ordures ménagères
• s'agissant des silencieux réactifs (dont le principe de fonctionnement est basé sur des réflexions des ondes acoustiques dues à des discontinuités géométriques e.g. changements de section des conduits y compris lors du passage au travers de tôle perforées, changements de sens de circulation du flux gazeux) ils sont réalisés sous la forme de chambres connectées par des tubes (avec ou sans perforations) dont toutes les dimensions impactent la performance. En général, une enveloppe cylindrique (mais pouvant aussi être parallélépipédique e.g. lorsqu'il s'agit d'une installation en toiture d'un conteneur abritant un groupe électrogène) est compartimentée avec, selon le cas, une deux ou trois chambres (lorsque réalisée avec un matériau approprié, une isolation périphérique peut réduire la température de peau et limiter la transmission sonore au travers des parois du silencieux, qui est hautement indésirable). De tels dispositifs de réduction du bruit n'étant (principalement) efficaces qu'en basse fréquence, ils peuvent être complétés (parfois: avec une enveloppe commune, pour former un tout qui est un silencieux réactif/dissipatif) par un sous-ensemble (situé en val) constitué d'un revêtement absorbant les sons d'une part périphérique et d'autre part constituant un séparateur central).
• s'agissant des silencieux de décharge, la partie amont (appelée détendeur) est perforée (sous la forme d'un tube avec des trous percés dans sa paroi, ou sous la forme de structures - parfois: concentriques, pour un dispositif multi-étagé - spécialement usinées). Sous réserve de conditions thermodynamiques appropriées à un tel phénomnène, la vitesse du fluide y atteint la célérité du son - et un tel dispositif régule le débit massique -. Souvent, un tel dispositif de réduction de la puissance acoustique d'un jet est complété (dans la même enveloppe, constituant un seul appareil) par un module dissipatif (situé en val) avec un revêtement absorbant les sons:
  • possiblement sous la forme de viroles concentriques
  • possiblement sous la forme de séparateurs plus ou moins parallélépipédiques (à bords arrondis)

un évent de dépressurisation de vapeur est un cas fréquent pour lequel un silencieux pour application industrielle à haute température est requis

Spécificités du dimensionnement et de la construction de silencieux pour des applications industrielles à haute température

Le dimensionnement et la construction de silencieux pour des applications à haute température doivent tenir compte de nombreuses spécificités:

• les enjeux de performance:
  • en termes d'acoustique: les sources de bruit ont générallement très puissantes souvent au delà de 130 dB(A) ref. 1 pW et les objectifs de niveaux sonores à atteindre, même ordinairement requièrent des réductions du niveau de puissance acoustique dans un domaine fréquentiel très étendu (en basse, moyenne et haute fréquence), pouvant atteindre plusieurs dizaines de dB, ce qui est considérable
  • en termes d'aérodynamique: non seulement la perte de pression totale des dispositifs d'insonorisation que sont les silencieux ne doit pas nuire au bon fonctionnement de l'installation, mais - qui plus est - elle doit être aussi faible que possible lorsqu'elle impacte le rendement d'installations de production d'énergie, avec ce que cela implique sur le plan financier
• les enjeux de conception:
  • les débits en jeu sont souvent très élevés (plusieurs centaines de kg/s pour une turbine à combustion de grande capacité); la diminution de la densité du fluide induite par la haute température implique des débit volumiques très importants, et donc, même avec des équipements d'insonorisation de grande section, des vitesses importantes:
    • influant sur les conditions de propagation acoustique dans les parties internes des silencieux, avec ou sans présence de revêtements absorbant les sons
    • induisant un bruit propre significatif (dû à l'écoulement), qui ne doit pas obérer la performance d'ensemble du dispositif
    • impliquant des pertes de charge souvent indésirables
    • suceptibles de provoquer une érosion des revêtements absorbant les sons, s'ils ne sont pas protégés par des couches superficielles qui ne soivent pas trop s'opposer à la pénétration des sons, sous peine de dégrader la performance acoustique
  • (dans le cas de silencieux dissipatifs) la température a aussi un effet sur le comportement des matériaux susceptibles d'absorber les sons e.g. la résistance au passage de l'air est, aux conditions de service, bien différente de celle mesurée en laboratoire aux conditions ambiantes avec comme conséquence:
    • une diminution de la possibilité, pour le son de pénétrer dans les revêtements susceptibles de l'absorber (et cela est évidemment défavorable, notamment dans la cas de revêtements de forte épaisseur)
    • une augmentation de la complexité des calculs (e.g. dans le cas d'une cheminée avec un revêtement périphérique interne absorbant les sons, le gradient de température avec l'extérieur - qui doit faire l'objet de calculs itératifs - induit une variation de son comportement acoustique, qui rend le concept de matériau homogène, isotrope bien imparfait pour rendre compte de la réalité)
    • un accroissement de l'incertitude liée à la prévision des performances, qui requière des outils de simulation spécifiques: la prévision des performances acoustiques et aérauliques de silencieux dissipatifs pour des applications industrielles à haute température peut être effectuée avec le logiciel de simulation SILDIS^{® [1]}, ou avec des moyens de calculs alternatifs dont dispose également ITS ^{[2] [3] [4]}.



Silencieux constitué d'un séparateur unique avec bords amont et aval profilés - cartographie de la vitesse axiale (coupe longitudinale d'un conduit rectangulaire, résultat d'une simulation par ITS ^[2])


• les enjeux de résistance des matériaux et des assemblages (vis-à-vis de la tenue en température et aussi vis-à-vis des problématiques de dilatation des métaux). Dans certains cas, toutes les parties métalliques de silencieux dissipatifs pour des applications industrielles à haute température peuvent être réalisés en acier inoxydable (inox 304, inox 316, inox 321). Il est possible, lorsque requis, de construire des silencieux d'échappement pour moteur thermique avec des nuances d'acier telles que P265GH (1.0425), 16Mo3 (1.5415), AISI304 (1.4301/1.4307), AISI316 (1.4571/1.4404). La complexité du travail de calcul, d'étude, de fabrication et de contrôle de silencieux de dépressurisation est encore accrue lorsqu'ils sont soumis - quellequ'en soit la raison - aux règles applicables aux appareils à pression.

^[1] cf. logiciel de simulation SILDIS^®
[2] FEM : Acronyme anglais qui peut être traduit par « Méthode des Eléments Finis (MEF) »
^[3] BEM : Acronyme anglais qui peut être traduit par « Méthode des Eléments Frontières »
^[4] CFD : Acronyme anglais qui peut être traduit par « Dynamique ou Mécanique des Fluides Numérique (MFN) »

Quels silencieux de ventilation dans le bâtiment et pour des applications industrielles à température ambiante ?

Les silencieux de ventilation dans le bâtiment et pour des applications à température ambiante sont fréquemment utilisés pour limiter le bruit de réseaux aérauliques, tant pour les occupants de l'immeuble (e.g. logement individuel ou collectif, hôtel, établissement d'enseignement ou de soins) concerné par une telle installation e.g. de Chauffage Ventilation Climatisation (CVC) - lorsque qu'on se préoccupe de leur confort acoustique - que pour les voisins, lorsqu'on souhaite leur épargner la gêne sonore qu'occasionnerait des émissions de bruit excessives; climatiseurs, pompes à chaleur (a fortiori pour des installations collectives) et centrales de traitement d'air (CTA) sont spécialement concernés (des silencieux étant souvent requis à l'apiration et au refoulement - tantôt insérés dans le réseaux de gaines, tantôt à leurs extrémités i.e. à l'air libre - )

De tels matériels doivent répondre à des exigences précises en matière de performance acoustique et aéraulique, souvent issues de réglementations, et - dans un marché assez concurentiel - à un impératif de prix induisant souvent standardisation des modèles et industriallisation de la fabrication. C'est aussi le cas pour des applications plus ou moins comparables dans le secteur industriel (e.g. renouvellement d'air de locaux, évacuation de la puissance thermique dissipée par des machines, réseaux de dépoussiérage et d'évacuation de déchets, extractions de cabines de peintures).

S'agissant des silencieux de ventilation dans le bâtiment et pour des applications industrielles à température ambiante, il sont généralement constitués d'une enveloppe extérieure (le plus souvent en acier non inoxydable, la plupart du temps: galvanisé) et d'un revêtement absorbant (assez souvent: en laine minérale) revêtu par un surfaçage (le plus souvent: un voile de verre) ainsi que par une protection perforée (la plupart du temps: en acier galvanisé). Pour l'enveloppe extérieure, si requis: un thermolaquage assure généralement la meilleure protection possible contre la corrosion: classement jusqu'à C5 selon norme ISO 12944.

En termes de conception et de construction, également:

• pour ce qui concerne des silencieux à dissipation simples, il s'agit d'équipements d'insonorisation appartenant à la catégorie des silencieux dissipatifs pour lesquels le matériau d'absorption acoustique est disposé exclusivement sur la face intérieure de l'enveloppe extérieure. La plupart du temps, de tels silencieux ont une section circulaire et sont destinés à être insérés dans des réseaux constitués de conduits eux-mêmes à section circulaire (des silencieux à section rectangulaire, éventuellement carrée peuvent être envisagés dans certains cas et sont destinés à être insérés dans des réseaux constitués de conduits eux-mêmes à section rectangulaire ou éventuellement carrée). La performance acoustique de tels silencieux (perte d'insertion) est très dépendante de la fréquence considérée et est liée à la vitesse du fluide, à l'épaisseur du revêtement acoustique, sa nature (notamment: la résistance au passage de l'air du garnissage et de ses surfaçages éventuels), la dimension intérieure libre pour le passage du fluide, ainsi qu'à la longueur du silencieux. De tels silencieux se distinguent par une perte de pression totale (aussi appelée perte de charge) faible puisqu'exclusivement dépendante de la rugosité des parois et de la longueur du silencieux (généralement négligeable si la vitesse de passage du fluide est suffisamment faible).
• pour ce qui concerne des silencieux à séparateurs (également appelés silencieux à baffles), il s'agit d'équipements d'insonorisation appartenant à la catégorie des silencieux dissipatifs pour lesquels le matériau d'absorption acoustique est tenu dans des cadres (généralement métalliques: en acier non inoxydable) formant des séparateurs entre lesquels circule le fluide. La plupart du temps, de tels silencieux ont une section rectangulaire et sont destinés à être insérés dans des réseaux constitués de conduits eux-mêmes à section rectangulaire (des silencieux à section circulaire, avec séparateur central de forme circulaire et le cas échéant avec un ou plusieurs séparateurs intermédiaires en forme d'anneaux peuvent être envisagés dans certains cas et sont destinés à être insérés dans des réseaux constitués de conduits eux-mêmes à section circulaire). La performance acoustique de tels silencieux (perte d'insertion) est très dépendante de la fréquence considérée et est liée à la vitesse du fluide, à l'épaisseur des séparateurs (baffles), leur nature (notamment: la résistance au passage de l'air du garnissage et de ses surfaçages éventuels), leur écartement, ainsi qu'à la longueur du silencieux. De tels silencieux génèrent une perte de pression totale (aussi appelée perte de charge) principalement liée à l'épaisseur des séparateurs, à leur écartement, ainsi qu'à leur géométrie (le cas échéant: profilage des extrémités amont et aval) et aussi à la longueur du silencieux.

Dans certains cas, les parties métalliques de silencieux dissipatifs pour des applications industrielles à température ambiante peuvent être réalisés en acier inoxydable (inox 304, inox 316, inox 321) voire même remplacées par des pièces en plastique dans des cas extrêmes où le fluide transporté est extrêmement corrosif (silencieux pour gaines de fumées à basse température par exemple).

Suivant les besoins, le revêtement absorbant peut être constitué de mousse acoustique ou de laine de polyester et pour certaines applications, protégé par un surfaçage étanche (film polyuréthane et pour certains cas extrêmes: peinture).

La prévision des performances acoustiques et aérauliques de silencieux dissipatifs tels que des silencieux de ventilation dans le bâtiment et pour des applications industrielles à température ambiante peut être effectuée par la ressource humaine d'ITS (spécialisée en physique du bâtiment) avec le logiciel de simulation SILDIS^®.