Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Jean POULAIN : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - Ancien élève de l’Institut Von Karman - Conseiller scientifique de l’Association française des constructeurs de pompes AFCP
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le domaine d’application des pompes s’étend à tous les secteurs de l’activité humaine. Elles sont présentes dans notre environnement domestique avec les circulateurs de chauffage central, les pompes des machines à laver, les pompes à fuel, etc. Dans ce domaine, elles doivent être particulièrement silencieuses et exemptes de vibrations, sans quoi notre qualité de vie serait altérée.
Le législateur a établi des normes qui limitent les niveaux de bruit à des valeurs acceptables ; cependant les constructeurs de matériels domestiques vont souvent au-delà de ces normes, et font du silence leur premier argument de vente, tant le besoin de silence est grand.
Dans le domaine industriel, on rencontre des préoccupations semblables, mais auxquelles s’ajoutent d’autres besoins. Les fluctuations de pression génèrent des vibrations qui peuvent en effet être la cause d’une détérioration progressive des supports de tuyauterie ou des joints qui relient entre eux les différents tronçons de la conduite. Plus généralement, les fluctuations de pression sont responsables de phénomènes de fatigue qui peuvent être dangereux à terme.
La nécessité de discrétion acoustique s’est étendue maintenant au domaine militaire, par suite du remarquable développement des moyens d’écoute. Aujourd’hui, il n’est pas exagéré de dire que le besoin d’un fonctionnement silencieux s’est élargi à presque tous les domaines d’application des pompes.
Enfin, il convient de préciser que ce qui suit ne concerne que les pompes rotodynamiques (pompes centrifuges, axiales et hélicocentrifuges). Les mécanismes de génération du bruit des pompes volumétriques, en particulier des pompes alternatives où le débit est discontinu, sont d’une nature totalement différente.
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Notions d’acoustique en bruit aérien
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10. Niveaux de bruits courants (valeurs statistiques)
10.1 Niveaux de bruit aérien courants
Les valeurs qui suivent (d’origine statistique) regroupent les résultats de nombreuses expérimentations. Dans la référence [3], on a rassemblé des informations venant de 4 sources :
-
des valeurs publiées dans le guide EUROPUMP [6] ;
-
des valeurs issues de travaux de la Société SULZER [21] ;
-
des valeurs publiées par la SHF [22] ;
-
des valeurs résultant de la règle VDI 3743 [23].
Le tableau 5 ci-après fait la synthèse de toutes ces informations pour des électropompes de différentes familles.
On note que seule l’expression résultant des études de la SHF fait intervenir la vitesse de rotation. Cette influence reste cependant très modeste, puisque l’augmentation de L W n’est que de 0,6 dB A, pour un doublement de la vitesse de rotation.
valeurs numériques et comparatives : pour une pompe de 300 kW, centrifuge à volute, tournant à 1500 tr/min, le niveau de la puissance acoustique aérienne L W est selon la première expression du guide EUROPUMP 99,5 ± 8 dB A, selon l’étude SHF 105,3 dB A, selon l’étude SULZER, pour des pompes de type E 103 dB A. On trouverait selon VDI 3743 environ 105 dB A. Ces 4 résultats sont bien compatibles entre eux.
10.2 Variation du bruit aérien avec la vitesse de rotation de la pompe
Les informations du tableau 5 permettent d’évaluer l’influence de la vitesse sur le niveau de bruit aérien. En effet, pour des points de fonctionnement homologues (Q /N = Cte), la puissance P varie comme le cube de la vitesse N, soit P = P 0 (N /N 0)3 (l’indice 0 désignant la valeur de référence).
En reportant P = P 0 (N /N 0)3 dans la première et la dernière expression du tableau 5 qui se rapportent spécifiquement aux pompes centrifuges à volute, on...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - VDI-Richtlinien-VDI 3733 déc. 92 « Gerausche bei rohrleitung ».
-
(2) - Documentation SULZER - Élements d’hydraulique pour l’étude d’installations de pompage - .
-
(3) - * - Publications du CETIM « Guide acoustique des installations de pompage », juin 1997.
-
(4) - BERT (P.F.), COMBES (J.F.), KUENY (J.L.) - Unsteady flow calculation in a centrifugal impeller using a finite element methode, - 1996.
-
(5) - CONESCO - Study of fluidborne noise and the development of fluid acoustic filter test specifications, - report F121, may 1964.
-
(6) - EUROPUMP - Guide de prévision du bruit aérien émis par les pompes rotodynamiques - .
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...
ANNEXES
1 Codes de calcul des circuits
Les fluctuations de pression émises par une pompe (ou une vanne) doivent être analysées de façon à définir le risque qu’elles représentent pour le circuit (contraintes, niveaux vibratoires, fréquences propres, forces exercées sur la structure).
Par ailleurs, nous avons vu (§ 5.2.2) qu’il convenait, pour effectuer un calcul réaliste du bruit émis par une pompe, de prendre en compte les conditions imposées par le circuit aux limites de celle-ci. Nous citerons trois codes permettant d’évaluer les caractéristiques d’un circuit.
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CIRCUS : dans le domaine qui nous concerne, il permet :
-
l’analyse du fonctionnement ;
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le calcul de l’écoulement permanent ;
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l’estimation et la modélisation, à partir de données expérimentales, des sources acoustiques (pompes, vannes, etc.) ;
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le calcul de la réponse acoustique et mécanique du réseau de tuyauteries ;
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la vérification des critères de vitesse vibratoire ;
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le calcul des contraintes mécaniques.
Nota :Pour d’autres possibilités offertes par CIRCUS, se reporter à .
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CETIM-NORMAPULS : il détermine les niveaux de pulsation de pression hydraulique dans les réseaux, à partir de la caractérisation des pompes par 2 coefficients...
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