Modélisation de l'absorption acoustique d'un matériau d'insonorisation avec le logiciel SILDIS^®: un exemple

Le logiciel SILDIS^®[0][1] (au format Excel) permet la modélisation de l'absorption acoustique de matériaux d'insonorisation, comme illustré par un exemple (numéroté 2.4.0.0 du manuel d'utilisation), qui est le plus simple qui puisse être puisque mettant en jeu une seule couche (de mousse), alors que le Module 2 du logiciel permet des calculs pour des structures multicouches, hétérogènes, avec la possibilité de combiner: 

• des milieux poreux (jusqu'à 4) e.g. laines minérales ou autres (e.g. à base de verre, de métal), mousses
• des surfacages (jusqu'à 4): e.g. voiles de verre, aiguilletés, tissus; dans certaines versions du logiciel, il est possible de leur attribuer des caractéristiques de plaques minces élastiques
• des protection perforées (jusqu'à 4) e.g. plaques avec des trous

Enoncé du problème de la modélisation de l'absorption acoustique d'un matériau d'insonorisation avec le logiciel SILDIS^® (exemple)

On souhaite modéliser l'absorption acoustique d'une structure acoustique constituée en tout et pour tout d'une seule couche [1] de mousse de mélamine [2] modélisée avec le modèle général de milieu poreux JKD [3] avec une épaisseur de 0.1 m [4], en considérant de l'air à 20 °C [5] et à une pression de 101325 Pa [6], avec à l'arrière un fond rigide imperméable [7] tel que le fond d'un tube de Kundt. La langue utilisée est le français [8].

Les calculs impliqués ont un intérêt pratique, possiblement dans le contexte de missions d'ingénierie ou de Recherche et développement (R&D), pour la conception de différents produits et systèmes d'insonorisation (éventuellement, avec d'autres matériaux):

• contrôle de la réverbération de locaux au moyen de revêtements absorbant les sons muraux, ou suspendus en sous-face d'un plafond ou d'une toiture
• limitation de la transmission des sons au moyen de panneaux d'isolation acoustique (e.g. murs et toits d'encoffrements de machines et d'équipements pour la réduction du bruit)
• garnissage de silencieux dissipatifs

Données d'entrée à saisir pour la modélisation de l'absorption acoustique d'un matériau d'insonorisation avec le logiciel SILDIS^® (exemple)

Vis-à-vis des données d'entrée à saisir dans la feuille Excel "in-COALA" du Module 2 du logiciel SILDIS^®, pour la modélisation de l'absorption acoustique du matériau d'insonorisation pris en exemple, une distinction peut être faite - pour ce qui concerne celles requises - selon la feuille Excel dans laquelle l'utilisateur souhaite visualiser les résultats:

• s'il sagit de la feuille Excel "in-out COPPA"; les résultats affichés tiennent alors compte de toutes les sélections faites dans la feuille "in COALA" 
• s'il s'agit de la feuille Excel "in-out COPPA0"; les résultats affichés sont alors valables (indépendamment des sélections faites dans la feuille "in COALA"), en considérant un fond rigide imperméable et en ne tenant pas compte des plaques minces "0 plaque mince"), ce qui réduit de 2 lignes le tableau des données d'entrée (en italique dans le premier tableau, supprimées dans le second tableau)

Les données d’entrée nécessaires au calcul sont listées ci-après en référence aux informations ci-dessus (cf. chiffres entre crochets dans le § précédent, utilisés comme repères pour expliquer la sélection ci-dessous). Les cellules d’entrée sont référencées grâce à leurs coordonnées Excel (colonne / ligne) dans la partie suivante extraite du manuel d’utilisation.

Données d'entrée à saisir dans la feuille Excel "in COALA" pour une visualisation des résultats dans la feuille Excel "in-out COPPA"

Données d'entrée à saisir dans la feuille Excel "in COALA" pour une visualisation des résultats dans la feuille Excel "in-out COPPA0"

Remarques:

• puisque le matériau considéré pour le milieu poreux pris pour l'exemple fait partie de ceux pour lesquels les caractéristiques sont répertoriées dans une bibliothèque (dans la liste de matériaux numéro 3, qui doit être sélectionné en cellule D21 pour qu'elle apparaisse dans le menu déroulant dédié aux références de matériaux), il n'y a pas besoin que l'utilisateur les saisisse (dans les cellules M22 respectivement N22 et suivantes), en sélectionnant alors pour la cellule J21, dans le menu déroulant dédié aux références de matériaux: BYOb respectivement BYOa (BYO = Bring Your Own)
• puisque le modèle général de matériau poreux sélectionné n'est pas CUM - ni KIR en "usage interne", i.e. lorsque le lgiciel est utilisé chez ITS -, il n'y a pas besoin que l'utilisateur saisisse dans la cellule Q31 un sous-modèle de coefficients de régression (modèle général CUM/KIR), en sélectionnant alors au choix, en cellule J27, CUM - ou KIR en "usage interne", i.e. lorsque le lgiciel est utilisé chez ITS -, dans le menu déroulant dédié aux modèles généraux de milieux poreux
• (rappel) la raison d'être de la feuille Excel "in-out COPPA0" est (exclusivement) d'afficher les résultats d'un simulateur de mesurages au tube de Kundt, alors que la feuille Excel "in-out COPPA" affiche les résultats d'un simulateur plus polyvalent (réquérant - en général - des données d'entrée en plus grand nombre)

Données de sortie: résultats de la modélisation de l'absorption acoustique d'un matériau d'insonorisation avec le logiciel SILDIS^® (exemple) 

Comme mentionné ci-dessus, pour l'exemple considéré, les résultats de la modélisation de l'absorption acoustique du matériau d'insonorisation avec le logiciel SILDIS^® peuvent être visualisés dans l'une ou l'autre des 2 feuilles Excel:

• la feuille Excel "in-out COPPA"; rappel: les résultats affichés tiennent alors compte de toutes les sélections faites dans la feuille "in COALA" 
• la feuille Excel "in-out COPPA0"; rappel: les résultats affichés sont alors valables (indépendamment des sélections faites dans la feuille "in COALA"), en considérant un fond rigide imperméable et en ne tenant pas compte des plaques minces "0 plaque mince")

Dans les deux cas, les mêmes résultats affichés sont illustrés par la figure 1 ci dessous: 

• pour ce qui concerne le coefficient d'absorption acoustique en incidence normale (αo i.e. alpha0)
  • courbe: en bande fine i.e par bande de fréquuence de 1/21 octave; tableau: par bande de fréquences de 1/3 d'octave et de 1/1 octave 

Les données de sortie ci-dessus, en termes de coefficient d'absorption en incidence normale (αo i.e. alpha0) sont comparables aux résultats de mesurages normalisés (avec un Tube de Kundt):

• cf. 10534-1 janvier 2003 Acoustique - Détermination du facteur d'absorption acoustique et de l'impédance acoustique à l'aide du tube d'impédance - Partie 1 : méthode du taux d'ondes stationnaires

La feuille Excel "in COPPA0" affiche également la partie réelle et la partie imaginaire de l'impédance de surface en incidence normale (pour les spécialistes).

La feuille Excel "in COPPA" affiche par ailleurs d'autres indicateurs de la perfomance en termes d'absorption acoustique: 

• le facteur/coefficient d'absorption acoustique en incidence statistique i.e. aléatoire (αstat); 
• le facteur/coefficient de Sabine (αsab); comparable aux mesurages normalisés: cf. ISO 354 Acoustique - Mesurage de l'absorption acoustique en salle réverbérante
• le facteur/coefficient d'absorption acoustique pondéré αw, classe d'absorption (respectivement 1 et A pour l'exemple considéré); comparables à ceux de mesurages normalisés: cf. ISO 11654 Acoustique - Absorbants acoustiques pour le bâtiment - Évaluation de l'absorption acoustique
• l'indice NRC et l'indice SAA

^[0] acronyme anglais qui peut être traduit par "Limitation de l'impact sonore - conception de solutions industrialisées"

^[1] cf. Calcul prévisionnel du coefficient d'absorption acoustique et de l'indice d'affaiblissement acoustique de parois multicouches avec le logiciel SILDIS^®