Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
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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Bruit en milieu liquide ou solide
En anglais
1. Notions d’acoustique en bruit aérien
Les ondes sonores ne se transmettent pas dans le vide. Elles ont besoin d’un support matériel pour se propager. Dans cette première partie, nous nous intéresserons à la propagation des ondes dans l’air qui nous entoure.
Les grandeurs que nous allons considérer maintenant, qu’il s’agisse de fluctuations de pression ou de déplacement de particules, sont des grandeurs oscillatoires ; leur valeur varie dans le temps autour d’un niveau moyen, qui est sans importance, et que l’on considère ordinairement, et par convention, comme étant égal à zéro.
1.1 Onde acoustique périodique
Le bruit perçu par l’oreille est lié à la variation dans le temps de la pression p. La forme la plus simple correspond à une évolution sinusoïdale de p. Dans ce cas, le phénomène peut être caractérisé par 2 grandeurs seulement, par exemple la pression maximale pm, en pascals, et la fréquence f en hertz (ou encore la valeur efficace,
, en pascals, et la période T = 1/f en secondes).
Dans un cas plus général, l’onde de pression n’est pas sinusoïdale, et ne peut pas être décrite simplement. Il est alors nécessaire de connaître la fonction p (t), telle que celle de la figure 1.
La pression efficace,
permet encore d’évaluer l’intensité du son, mais elle ne permet pas de caractériser le signal dans son intégralité. Il existe en effet une infinité de signaux périodiques p (t) qui donnent la même valeur de pression efficace.
1.2 Différents sons
Un son musical pur correspond à une onde acoustique périodique, en général non sinusoïdale (figure 1). Il peut être considéré comme la superposition de signaux sinusoïdaux de fréquence f0, 2f0......
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Notions d’acoustique en bruit aérien
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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