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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Niveaux de bruits courants (valeurs statistiques)
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9. Réduction du niveau de bruit
9.1 Réduction du bruit à la source
Dans ce paragraphe, nous ne nous intéresserons qu’aux deux raies principales rencontrées sur une pompe :
-
la raie à la fréquence de rotation N d’origine mécanique ;
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la raie à la fréquence n r N d’origine hydraulique.
9.1.1 Raie à la fréquence N et ses harmoniques
Elle a pour origines principales :
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le balourd mécanique et le balourd hydraulique ;
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des imperfections de réalisation ;
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une pivoterie imprécise qui autorise des grands déplacements de l’arbre ;
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un rotor faiblement amorti.
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Équilibrage mécanique
On vérifiera que l’équilibrage se conserve après un ou plusieurs démontages et remontages successifs des éléments constituant le rotor. S’il n’en est pas ainsi, il conviendra de revoir la conception ou le niveau des tolérances de réalisation du rotor.
Sur un mobile dont la qualité d’équilibrage est conservée et reproductible, on réalisera au moins le niveau d’équilibrage G = 6,3 de la norme ISO 1940/1973 et plus si la fidélité du rotor le permet. Cependant, cette procédure, si elle n’est pas accompagnée d’actions complémentaires, pourra conduire à des résultats décevants, pour les raisons suivantes.
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Le balourd mécanique est ordinairement nettement plus petit que le balourd hydraulique. L’équilibrage, en air, n’agit donc que sur une fraction des forces qui tournent à la vitesse N.
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La force tournante résultante est une composition vectorielle des efforts de balourd mécaniques et hydrauliques dont la direction individuelle est aléatoire. Lorsque, initialement, ces forces vont dans des directions opposées, une réduction du balourd mécanique conduit à relever la raie à la fréquence N, au lieu de la réduire.
La recherche d’un niveau d’équilibrage en air, d’une grande qualité, n’a donc d’intérêt, et de sens, que si elle...
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Réduction du niveau de bruit
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 :
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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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