Comment diminuer le bruit d’une centrale de traitement d’air (CTA) ?

Telle est la question qui se pose dans de nombreux contextes, vis-à-vis de l'un des équipements principaux d'un système de Chauffage, Ventilation, Climatisation (CVC) :

  • lorsqu’il s’agit de prévenir les nuisances sonores, en faisant en sorte que son niveau de puissance acoustique soit suffisamment bas pour cet ensemble généralement constitué d’un ventilateur avec filtre, et d’une batterie chaude et/ou froide (en plus des gaines pour l’arrivée et le refoulement d‘air)
  • lorsqu’une gêne sonore est avérée :
    • pour un habitant ou un usager de l’immeuble considéré: propriétaire ou locataire d’un logement, touriste, voyageur de commerce ou autre dans une chambre d’hôtel, élève ou étudiant - ou encore professeur - d’un établissement d’enseignement (école, université), enfant - ou personnel d’encadrement - dans un lieu d’accueil de jeunes enfants (crèche), patient dans un établissement de soins (hôpital, clinique, maison de retraite ou établissement d’hébergement pour personnes âgées dépendantes - EHPAD - ) , musicien dans une salle de répétition de musique ou - alors aussi valable pour un spectateur - dans un autre lieu musical, convive ou membre du personnel dans une salle de restauration, travailleur dans un bureau (la liste est sans fin)
    • pour un voisin, quel que soit son positionnement social ou professionnel (e.g. parmi ceux mentionnés ci-dessus ou autre)
 
comment diminuer le bruit d’une centrale de traitement d’air (CTA)
comment diminuer le bruit d’une centrale de traitement d’air (CTA)
 

Compresseurs et ventilateurs sont les organes d’une centrale de traitement d’air (CTA) régulièrement incriminés pour leurs émissions sonores indésirables - en incluant le cas d’Installations Classées Pour la Protection de l’Environnement (ICPE) -:

  • dépassement de la limite admissible pour l’émergence: il s’agit de la différence entre les niveaux de pression continus équivalents pondérés A du bruit ambiant - centrale de traitement d’air (CTA) considérée en fonctionnement - et du bruit résiduel - en l’absence du bruit généré par la centrale de traitement d’air (CTA) considérée, mais mesuré sur sa période de fonctionnement) dans les zones à émergence réglementée (ZER) ; selon le contexte: 5 ou 6 dB(A) en période diurne et 3 ou 4 dB(A) en période nocturne
  • présence d’une composante tonale: quand, en considérant un spectre de tiers d’octave non pondéré dû au fonctionnement de la centrale de traitement d’air (CTA), le niveau dans une bande de fréquence dépasse de 5 dB ou plus le niveau moyen des deux bandes de fréquence adjacentes de 400 Hz à 6300 Hz ou de 10 dB celui des deux bandes de fréquence adjacentes de 63 à 315 Hz
  • dépassement du niveau admissible en limite de propriété, fixé par arrêté préfectoral - typiquement 70 dB(A) en période diurne, 60 dB(A) en période nocturne -

Lorsqu’il s’agit de diminuer le bruit excessif généré, à l’intérieur d’un bâtiment, par une centrale de traitement d’air (CTA) qui en constitue un équipement collectif, les bonnes pratiques, en matière d’insonorisation, sont les suivantes :

  • vis-à-vis de la propagation de bruit solidien: la mise en place de supports antivibratoires (selon le cas: plots à ressorts, patins et suspentes en élastomère) non seulement pour la machine, mais aussi pour les conduits constituant le réseau aéraulique
  • vis-à-vis de la propagation de bruit aérien: ce qui permet de limiter la transmission sonore depuis l’espace bruyant situé à l’intérieur des conduits vers les emplacements que l’on souhaite préservés du bruit :
    • la mise en œuvre de conduits à double peau e.g. lorsque le circuit aéraulique est implanté dans un plafond suspendu (ou dans un plancher technique) réalisé avec des dalles qui n’offre qu’un isolement au bruit faible
    • l’accroissement de l’indice d’affaiblissement acoustique de parois séparant les éléments du réseau de gaines et les pièces de vie, de séjour, de travail, de sommeil, d’écoute, de parole, etc…
  • vis-à-vis du bruit des bouches d’air (i.e. des points de livraison et de reprise de l’air) la mise en œuvre de silencieux:
    • de section circulaire, carrée ou rectangulaire
    • dont l’efficacité est basée sur la présence d’un matériau absorbant suffisamment les sons dans la gamme de fréquences d’intérêt (e.g. laine minérale, ou de polyester) - une laine de roche de densité 35 kg/m3 à 50 kg/m3 avec un mince voile de verre anti-défibrage constitue une solution usuelle -, et sur un taux de passage et une longueur active appropriée au cas considéré

Lorsqu’il s’agit de diminuer le bruit excessif d’une centrale de traitement d’air (CTA) dans le voisinage, les moyens d’action, en matière d’insonorisation, sont (possiblement) les suivants (pouvant être combinés):

  • la mise en œuvre de silencieux dissipatifs, à baffles, sous la forme de caissons: l’un à l’aspiration et l’autre au refoulement de la centrale de traitement d’air (CTA), en veillant à la nécessaire séparation des flux d’air, pour éviter le phénomène de recyclage, hautement indésirable; il s’agit en général de cadres en tôle pliée, galvanisée remplis de laine de roche avec un surfaçage en voile de verre (la vitesse de passage de l’air en en général suffisamment faible – sinon la perte de pression totale serait trop importante pour le bon fonctionnement de l’installation et/ou le bruit d’écoulement obérerait l’efficacité du dispositif - pour ne pas rendre nécessaire l’utilisation de protections métalliques perforées ; le flux d’air dans les silencieux d’entrée d’air (frais) est souvent horizontal, quand celui dans les silencieux de sortie d’air (plus chaud) est vertical
  • l’installation d’éléments de cartérisation (capotage insonorisant), permettant (lorsqu’associés aux silencieux décrits précédemment) d’assurer une continuité de l’isolation acoustique, autorisant seule le traitement complet du bruit « à la source », et dont le résultat est alors une réduction du niveau de puissance acoustique total à l’extérieur de la centrale de traitement d’air (CTA) - qui en est une caractéristique intrinsèque - ; il s’agit de panneaux d’insonorisation métalliques, avec, de l’intérieur (i.e. du côté de la source de bruit) vers l’extérieur (i.e. du côté opposé) :
    • une tôle perforée (en général : à 30 % de vide au minimum)
    • une laine minérale ou de polyester (souvent: une laine de roche de densité de l’ordre de 70 kg/m3)
    • un parement métallique (la plupart du temps: avec une épaisseur d’une fraction de millimètre - 0.5 mm, 0.75 mm - s’il s’agit de panneaux fabriqués selon un procédé industrialisé sauf pour des constructions ambitionnant une performance acoustique et/ou une robustesse supérieure et/ou réalisées de manière plus ou moins artisanale - 1 à 1.5 mm alors -)

De tels panneaux doivent disposer de deux fonctionnalités principales, en termes d’insonorisation:

    • affaiblissement acoustique: l’indice normalisé correspondant, souvent noté R - variable selon la qualité de l’assemblage - est, lorsque mesuré en laboratoire - couramment de l’ordre de 30 dB(A) par rapport à un spectre sonore basé sur un même niveau dans toutes les bande de fréquence de 1/1 octave de 125 Hz à 4 kHz (bruit rose) ; cette composante de la performance acoustique a à voir avec la limitation de la transmission des sons depuis l’intérieur de l’encoffrement vers l’extérieur
    • absorption acoustique: le coefficient normalisé correspondant, souvent noté alpha, peut - lorsque mesuré en laboratoire - atteindre 100 % aux fréquences médium et aigues; cette composante de la performance acoustique a à voir avec la limitation de l’amplification des niveaux sonores à l’intérieur de l’encoffrement, qui serait contre-productive
  • la pose d’un écran acoustique (mur anti-bruit), pouvant être réalisé au moyen (en plus d’une charpente métallique parfois très conséquente) de panneaux d’insonorisations tels que ceux décrits ci-dessus, et avec, en cas de besoin - i.e. lorsque l’écran phonique est installé très près de la centrale de traitement d’air (CTA) et qu’il y a - alors - lieu de limiter la propagation du bruit au niveau des ouvertures qui sont nécessaires pour son bon fonctionnement aéraulique: avec des silencieux tels que ceux également décrits ci-dessus ; à la différence de la combinaison évoquée plus haut, un écran acoustique (mur anti-bruit) ne permet qu’une limitation du bruit:
    • en des emplacements bien définis
    • qui est moindre

ITS maîtrise tous les aspects de la question: comment diminuer le bruit d’une centrale de traitement d’air (CTA) ? Avec possiblement :

  • diagnostic acoustique sur site avec mesure de niveaux sonores, comparaison aux valeurs réglementaires ou aux limites issues de spécifications techniques (y compris: identification et hiérarchisation de sources de bruit, recherche de composantes tonales, calculs d’émergence) par une ressource humaine qualifié en mesures physiques (spécialisée en techniques instrumentales)
  • calculs d’impact sonore et étude de solutions d’insonorisation (y compris le dimensionnement de silencieux en termes d’acoustique et d’aéraulique, les calculs d’efficacité d’écrans sonores - murs anti-bruit - et de niveaux de pression acoustique en des emplacements spécifiés dans l’environnement); est alors impliqué un ingénieur acousticien, diplômé en physique du bâtiment, rompu à l’utilisation de logiciels d’acoustique prévisionnelle tels que SILDIS® [1] , ayant une connaissance étendue des technologies de construction et une solide expérience de la résolution de problématiques de nuisances acoustiques dans l’industrie, dans le secteur de la construction et dans l’environnement
  • commercialisation de tous les composants et systèmes d’insonorisation : panneaux d’isolation acoustiques métalliques, silencieux, capotages ou murs anti-bruit clé en mains [2]

Qu’on se le dise !

[1] logiciel de calcul SILDIS® pour l’acoustique et l’aéraulique dans le secteur de la construction (CAO) 

[2] https://www.its-acoustique.fr/fr/produits-et-solutions.html