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Auteur(s)
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Alain GUÉDEL : Ingénieur de l’École supérieure des sciences et technologies de l’ingénieur de Nancy - Docteur ès sciences - Expert en aéroacoustique au Centre technique des industries aérauliques et thermiques (CETIAT)
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Le bruit d’un ventilateur provient en tout premier lieu des phénomènes aérodynamiques instationnaires associés à l’interaction des pales et des parties fixes avec l’écoulement. Selon les types de ventilateurs — qui ont été décrits dans la première partie Bruit des ventilateurs- Partie 1 —, différents mécanismes sont à l’origine du bruit aérodynamique, dont certains commencent à pouvoir être modélisés. Des méthodes de réduction de bruit adaptées existent. Compte tenu de la complexité du sujet, beaucoup de zones d’ombre subsistent néanmoins dans la compréhension et la prévision du bruit des ventilateurs, notamment du bruit large bande qui contribue souvent de façon prépondérante au niveau de bruit global. Des voies de recherche prometteuses se dessinent dans ce domaine du fait des progrès réalisés en matière de simulation numérique des écoulements instationnaires et de modélisation des sources aéroacoustiques.
Pour réduire le bruit d’un appareil ou d’un circuit dans lequel est inséré un ventilateur, il ne suffit pas de diminuer le bruit du ventilateur seul, il faut veiller aussi à minimiser l’effet d’installation, qui se traduit le plus souvent par une hausse du niveau sonore. Des moyens existent qui permettent de prévoir et de réduire cet effet.
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- Version courante de avr. 2021 par Alain GUÉDEL
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Sources de bruit d’un ventilateur6. Effet d’installation acoustique
6.1 Définitions, causes et exemples
Les effets d’installation, ou effets système, des ventilateurs constituent une part importante des études menées sur les ventilateurs du fait de leur importance pratique. Lorsqu’un ventilateur est intégré dans un circuit, que ce soit un conduit de ventilation ou une machine, ses caractéristiques aérauliques et acoustiques (voire éventuellement vibratoires) peuvent être parfois très différentes, la plupart du temps dans un sens défavorable, de celles relevées sur circuit d’essais normalisé. Ainsi, un effet système acoustique peut dans certains cas entraîner une inversion de hiérarchie, à savoir qu’un ventilateur peut s’avérer moins bruyant que d’autres lorsqu’il est essayé seul et plus bruyant une fois intégré.
Il importe donc de comprendre, prévoir et chercher à réduire ces écarts de performance afin de pouvoir choisir et dimensionner correctement le ventilateur en fonction du circuit. Si l’on ne tient pas compte des effets système, on risque de ne pas satisfaire le cahier des charges du fait d’un débit ou d’un rendement de ventilateur insuffisant, ou encore d’un niveau de bruit excessif, avec toutes les conséquences que cela peut avoir en terme de coût pour y remédier.
Un effet d’installation aéraulique se traduit par une baisse de débit du ventilateur intégré par rapport à celui que l’on peut déduire de la courbe du ventilateur seul, mesurée sur circuit normalisé, et de la courbe de perte de charge du circuit (figure 23). Ainsi, le débit qv 1 effectivement mesuré sur circuit réel est inférieur au débit qv 0 correspondant au point d’intersection des courbes débit-pression du ventilateur et perte de charge du circuit.
Cet effet système a deux origines distinctes qui peuvent jouer un rôle complémentaire :
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la courbe du ventilateur seul est dégradée par rapport à celle mesurée sur circuit normalisé du fait d’une dégradation de l’écoulement à l’entrée de la roue (inhomogénéité de l’écoulement moyen) ou d’une géométrie mal adaptée du circuit de refoulement du ventilateur ;
-
la perte de charge du circuit a augmenté, notamment si l’élément résistant est au refoulement du ventilateur, du fait...
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Effet d’installation acoustique
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LIGHTHILL (M.J.) - On sound generated aerodynamically. General theory. - Proc. Royal Soc., A 231, 505-514 (1952).
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(4) - BLAKE (W.K.) - Mechanics of flow-induced sound and vibration. - Vol. II, chap. 11 et 12, Academic Press (1986).
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-
(6) - AMIET (R.K.) - Acoustic radiation from an airfoil in a turbulent stream. - J. Sound Vibr., 41(4), 407-420 (1975).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Ventilateurs. Compresseurs.
NORMES
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Ventilateurs industriels. Essais aérauliques sur circuits normalisés. - ISO 5801 - 06-97
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Acoustique. Détermination des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit. Méthodes d’expertise en champ réverbéré applicables aux petites sources transportables. Partie 1 : méthode par comparaison en salle d’essai à parois dures. - ISO 3743-1 - 02-94
-
Acoustique. Détermination des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit à partir de la pression acoustique. Méthodes d’expertise dans des conditions approchant celles du champ libre sur plan réfléchissant. - ISO 3744 - 05-94
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Acoustique. Détermination par intensimétrie des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit. Partie 1 : mesurage par points. - ISO 9614-1 - 06-93
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Acoustique. Détermination par intensimétrie des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit. Partie 2 : mesurage par balayage. - ISO 9614-2 - 08-96
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Ventilateurs industriels – Détermination du niveau de puissance acoustique dans les conditions normalisées de laboratoire –...
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