Quelles sont les données d’entrée utiles pour le dimensionnement des parois d'un encoffrement (capot insonorisant) ?

Les données d’entrée utiles pour le dimensionnement des parois d'un encoffrement - structure enveloppant une source sonore (machine), conçue pour protéger l’environnement de cette source sonore (machine) - sont principalement les conditions en vigueur à l'intérieur du capotage insonorisant projeté (et le degré d'agressivité vis à vis des parois pouvant résulter de l'existence de projections de liquides tels que liquide de coupe dans le cas d'une fraiseuse, eau dans le cas d'une machine de découpe par jet d'eau par exemple), de l'existence de projections de matières solides (copeaux dans le cas de centres d'usinages par exemple, silice dans le cas d'une sableuse, etc...),  l'état thermodynamique considéré à l'intérieur de l'enceinte acoustique (pression, température, présence de vapeurs plus ou moins inertes), le niveau de performance acoustique requis selon la fréquence (perte d’insertion, puissance acoustique résiduelle) ainsi que - le cas échéant - l'existence de contraintes additionnelles telles que démontabilité, réaction au feu, résistance à l'explosion, nécessité pour les parois d'assurer une isolation thermique, ou bien d'être translucides pour permettre la vision etc...

Dans le cas de réalisation dans le secteur agro-alimentaire, dans le secteur pharmaceutique, ou bien en milieu hospitalier, des contraintes spécifiques liées à l'hygiène interviennent et peuvent rendre nécessaire le recours à des revêtements absorbants particuliers (étanches, lavables) ou l'emploi d'aciers inoxydables. Dans le cas de constructions situées à l'extérieur, la résistance aux intempéries et à la corrosion doit également être prise en compte, ce qui peut influer sur la définition des systèmes constructifs appropriés.

D’autres paramètres peuvent intervenir tels que la masse autorisée, la longévité requise ou le budget disponible.

Qu'il s'agisse de petits encoffrements (capotages), d'encoffrements pour machine isolées fixes (pour atelier, à l'extérieur), ou bien d'encoffrements pour grosses machine et groupes de machine à l'intérieur desquels on peut pénétrer ou encore d'encoffrements mobiles voire d'encoffrements montés sur des véhicules, le dimensionnement des parois doit prendre en compte les besoins en terme d'affaiblissement acoustique (c'est à dire la capacité à s'opposer à la transmission du bruit), les effets de l'amplification des niveaux sonores liée à l'existence de l'encoffrement lui-même et aussi les besoins en accessibilité en terme de portes dont l'efficacité est liée à l'étanchéité à l'air (portes pivotantes, portes coulissantes, portes accordéon, portes à enroulement) ainsi que les besoins en circulation d'air (ventilation, aspiration de déchets...), les besoins en découpes pour le passage de flux de matières (entrées de matières premières, sorties de produits finis), les besoins en découpes pour les passages de servitudes (câbles, gaine, tuyauterie...).

Ces différentes données d'entrée sont nécessaires au choix de produits et de systèmes constructifs appropriés à la performance acoustique requise pour les parois d'un encoffrement dépendant de la performance acoustique et de la surface respective de ses différents sous ensembles: panneaux d'isolation acoustique de façade, en toiture et le cas échéant pour plancher, accès, châssis vitrés, silencieux, découpes et ouvertures.

Quels panneaux d'isolation acoustique métalliques pour un encoffrement (capot insonorisant) ?

S'agissant des panneaux d'isolation acoustique (aussi appelés panneaux d'isolation phonique) métalliques utilisés pour les applications courantes en matière d'insonorisation industrielle telles que la réalisation d'encoffrements (capotages insonorisants) - structures enveloppant une source sonore (machine), conçues pour protéger l’environnement de cette source sonore (machine) - de machine ou de matériels bruyants, ils sont généralement constitués d'une enveloppe extérieure (le plus souvent en acier non inoxydable, la plupart du temps: avec peinture) 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, un thermolaquage assure généralement la meilleure protection possible contre la corrosion: jusqu'à classement C5 selon norme ISO 12944.

Dans certains cas, l'enveloppe des panneaux d'isolation acoustiques de capotages insonorisants peut être réalisée en acier inoxydable (inox 304, inox 316) ou en aluminium.

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).

En vue d'augmenter l'indice d'affaiblissement acoustique dans une gamme de fréquences donnée, une tôle intermédiaire (généralement en acier) ainsi qu'une couche d'absorbant intercalaire additionnelle peuvent être insérées dans les panneaux d'isolation acoustique, la performance de tels panneaux d'isolation acoustique étant basée sur l'effet de paroi double.

Pour des cas spécifiques, un matériau amortissant (viscoélastique) peut être incorporé.

La performance acoustique de panneaux d'isolation acoustique pour des encoffrements de machine dans l'industrie et de cabines (en terme d'indice d'affaiblissement acoustique) est très dépendante de la fréquence, étant liée principalement (outre la qualité de l'assemblage entre panneaux fondant leur étanchéité à l'air):

- pour des panneaux justifiant de l'effet de paroi simple: principalement à la masse surfacique totale

- pour des panneaux justifiant de l'effet de paroi double: principalement à la masse surfacique de chacun des parements et à leur écartement (la masse surfacique du revêtement absorbant intérieur peut intervenir aussi si non négligeable)

La prévision des performances acoustiques des parois d'un encoffrement peut être effectuée avec le logiciel de simulation SILDIS.

La vérification des performances acoustiques des parois d'un encoffrement peut être effectuée en conformité avec la norme ISO 140-3 Acoustique - Mesurage de l'isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction - Partie 3 : Mesurage en laboratoire de l'isolation aux bruits aériens des éléments de construction

Quelle performance en terme d'isolation acoustique pour un encoffrement (capot insonorisant) ?

La performance en terme d'isolation acoustique d'encoffrements - structures enveloppant une source sonore (machine), conçues pour protéger l’environnement de cette source sonore (machine) - industriels (cartérisations de machine-outils, capotage de matériels bruyants...) est très dépendante de la fréquence et est liée principalement d'une part à la performance des panneaux d'isolation acoustique (caractérisée par leur indice d'affaiblissement acoustique) ainsi le cas échéant qu'à celle des silencieux et aussi au nombre et aux dimensions des découpes et ouvertures, et d'autre part aux imperfections d'étanchéité et aux transmissions de bruit par voie solidienne.

Cette performance peut être exprimée en terme de différence (avec et sans l'encoffrement) 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 de l'encoffrement, valeur moyenne sur une surface enveloppante, valeur à un poste de travail) - également appelée isolement en pression acoustique - 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 l'encoffrement (ou de l'équipement encoffré) - également appelée isolement en puissance acoustique de l'encoffrement ou encore perte d'insertion de l'encoffrement - .

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 encoffrement type sans fuite importante, tandis qu'une différence de niveau de 20 à 30 dBA nécessite un encoffrement type avec des joints rendus soigneusement étanches et un montage élastique de la machine, et tandis qu'une différence de niveau de 30 à 40 dB met en jeu des encoffrements à haute performance soigneusement conçus et montés (une différence de niveau encore supérieure doit faire intervenir une construction spéciale).

La prévision de la performance acoustique (au bruit aérien) d'un encoffrement industriel peut être effectuée avec le logiciel de simulation SILDIS.

La vérification de la performance acoustique d'un encoffrement peut être effectué (selon le cas) en conformité avec la norme ISO 11546-1 Acoustique - Détermination de l'isolement acoustique des encoffrements - Partie 1: mesurage dans des conditions de laboratoire (aux fins de déclaration) ou en conformité avec la norme ISO 11546-2 1995 Acoustique - Détermination de l'isolement acoustique des encoffrements - Partie 2: mesurage sur site (aux fins d'acceptation et de vérification).

Quelle ventilation pour un encoffrement (capot insonorisant) ?

La conception et la réalisation d'un encoffrement - structure enveloppant une source sonore (machine), conçues pour protéger l’environnement de cette source sonore (machine) - industriel (cartérisation de machine-outils, capotage de matériels bruyants ou bâtiment insonorisant...) performant en terme d'isolation acoustique rend nécessaire la mise en jeu de constructions souvent très étanches à l'air et souvent justifiant de déperditions thermiques modérées.

La ventilation d'un encoffrement est liée à la nécessité d'une évacuation de la puissance thermique (de l'énergie calorifique) dissipée par les équipements encoffrés et pas toujours transmises au travers des parois de l'encoffrement.

Le débit de ventilation nécessaire est lié aux apports thermiques des équipements installés à l'intérieur de l'encoffrement ainsi qu'aux performances en terme d'isolation thermique des parois de l'encoffrement et à l'élévation de température admissible (différence entre la température à l'intérieur de l'encoffrement et la température de l'air de l'installation de ventilation).

S'agissant des apports thermiques en milieu de travail: ceux liés à l'éclairage, aux matériels informatique...sont généralement secondaires alors que ceux liés au process lui-même sont souvent majeurs et impactent parfois la qualité même du process: dans l'industrie du carton (quand il s'agit d'onduleuses) ou dans l'imprimerie (quand il s'agit de rotatives) par exemple. Le cas échéant, la présence d'ouvertures permanentes dans l'encoffrement (passages pour fllux de matière première par exemple: entrée de bois pour une raboteuse) ou temporaires (ouvertures périodiques de portes par un opérateur, sortie au travers de trappes asservies de produits finis par exemple sortie de blocs d'une presse à béton) entrent en ligne de compte ainsi que de le débit d'air nécessaire pour le process lui même (en terme d'air devant être introduit à l'intérieur de l'encoffrement pour le séchage ou le nettoyage par air comprimé par exemple) ou bien le débit évacué par un réseau de dépoussiérage ou d'évacuation de copeaux (machine à bois par exemple) ou encore d'aspiration de rognures (machine de transformation dans l'industrie du carton par exemple) s'ils existent.

S'agissant des apports thermiques dans le secteur de l'énergie, (et en particulier: dans le cas de centrales de production d'énergie), leur traitement peut constituer un des aspects majeurs de la réussite d'un projet d'insonorisation, permettant aux équipements encoffrés de fonctionner dans les conditions prévues par les constructeurs sans dépasser les limites de température acceptables: lorsque un ou plusieurs ventilateur(s), moteur(s), compresseur(s), alternateur(s), turbine(s) à gaz sont impliqués par exemple. Entrent en ligne de compte également les besoins en air comburant (pour un moteur ou une turbine à gaz par exemple) qui peuvent rendre nécessaire la réalisation d'un circuit aéraulique distinct du circuit de ventilation de l'encoffrement avec équipements de filtration et d'insonorisation dédiés (silencieux). Pour ce type de projets, une étude aéraulique spécifique complète s'impose.

L'existence d'une installation de ventilation dans un encoffrement conduit généralement à la nécessité de mettre en oeuvre des silencieux (un pour l'entrée d'air et un autre pour la sortie d'air pour limiter la diffusion de bruit au travers de ces ouvertures) et parfois à devoir insonoriser le ventilateur dont la puissance acoustique peut être parfois du même ordre que celle des autres sources de bruit pour lesquelles l'encoffrement a été envisagé et peut conduire à la mise en oeuvre d'équipements d'insonorisation aussi conséquents - si ce n'est plus conséquent - que pour le traitement des parois de l'encoffrement. L'installation d'encoffrements dans certains environnements particulièrement chauds (en relation avec le climat, ou bien avec la présence de sources de chaleur - à proximité - comme un four ou comme certains process) peuvent rendre nécessaire la mise en oeuvre d'équipements de climatisation.

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