Diminuer le niveau sonore [Froid alimentaire]


Plan d’action

Évaluer sa situation

Schéma niveau sonore dans commerce.

Évaluer

Après l’analyse de la situation sur le terrain, la logique à suivre est basée sur le type de bruit.

Repérer le type de bruit

Soit le bruit est aérien

Puisqu’il est produit par l’écoulement de l’air et les turbulences qui y sont liées, on peut envisager de réduire la source du bruit, par exemple en diminuant la vitesse de rotation du ventilateur, en améliorant l’écoulement dans les bouches, dans les coudes,…

À défaut, puisque ce bruit est émis à haute fréquence, il possible de l’absorber  par des matériaux fibreux : silencieux, parois de gaines absorbantes,…

Si ce bruit est transmis entre deux locaux, c’est l’isolation phonique des parois qui les séparent qu’il faut améliorer.

Soit le bruit est solidien (bruit d’impact)

Puisque ce sont les vibrations des équipements qui sont transmises par voie solide, la diminution de vitesse permettra également de réduire les vibrations. Certaines sociétés de maintenance peuvent enregistrer les vibrations émises à l’arbre d’un ventilateur et dire si un balourd serait responsable du bruit en cause.

A défaut, on cherchera à couper toute transmission du bruit par le placement d’un matériau résilient entre l’équipement et son environnement : plots antivibratiles, manchettes souples, plancher flottant,…

Schéma bruit solidien - 01.

Idéalement, c’est la coupure du matériau qui empêchera le mieux la transmission du son.

Schéma bruit solidien - 02.

A défaut, il faudra interrompre le matériau dur par un matériau plus souple (dit « matériau résilient « ).

Agir à la source du problème

Agir à la source :

  • Placer des supports antivibratiles
  • Limiter le bruit des pompes

Agir à la transmission :

  • Limiter la transmission sonore des tuyauteries

Agir au niveau des locaux :

  • Modifier la disposition des locaux
  • Réaliser le doublage acoustique des parois
  • Renforcer l’isolation acoustique des baies vitrées

Placer des supports antivibratiles

Photo supports antivibratiles.

Pour réduire la propagation des vibrations de certains appareils (compresseurs, ventilateurs,…) à la structure du bâtiment, on insère des supports élastiques antivibratiles.

L’ensemble « équipement-support » constitue un système « masse-ressort », soumis aux lois de la mécanique des vibrations, et disposant dès lors d’une fréquence propre.

Pour dimensionner correctement les plots antivibratiles, il faut connaître :

  • la fréquence excitatrice liée à la vitesse de rotation du moteur,
  • la masse de l’équipement et sa répartition sur la dalle.

Schéma supports antivibratiles - 01.

Schéma supports antivibratiles - 02.

Schéma supports antivibratiles - 03.

Pour une bonne efficacité, la fréquence propre du système antivibratile doit être 3 à 4 fois inférieure à la fréquence excitatrice. Dans certains cas il sera nécessaire d’alourdir la dalle sur laquelle sont fixés les équipements afin de réduire la fréquence propre de vibration. De plus, le fait « d’écraser davantage les ressorts » permet un meilleur amortissement des vibrations.

Exemple.

un ventilateur tournant à une vitesse de rotation de 1 500 tours/minute provoque des vibrations de 25 Hz (puisque rotation de 25 tours/seconde). Les plots devront être calculés sur une fréquence propre de 6 à 8 Hz.

En pratique, on rencontre :

  • des ressorts, utilisés pour toutes les fréquences propres mais surtout lorsqu’ inférieures à 8 Hz,
  • des plots à base de poudre de liège mélangée à un élastomère, pour des fréquences propres supérieures à 8 Hz
  • des plots à base d’élastomères, pour les fréquences propres supérieures à 12 Hz
  • un système de « dalle flottante », c.-à-d. la construction d’un socle de béton sur un matelas de laine minérale ou de mousse plastique souple, pour les fréquences propres moyennes ou aiguës.

Ce dernier système de dalle flottante est assez difficile à réaliser puisqu’ en aucun endroit il ne peut y avoir de contact (raccords de mur, écoulement de sols, tuyauteries, conduits, …). Devant la nécessité d’exercer un contrôle quasi permanent durant les travaux, on préfère parfois la technique des éléments antivibratiles…! Ou alors un contrôle de la qualité acoustique de la dalle est imposé à la fin des travaux.

Exemples de ponts phoniques par le tuyau d’écoulement et la plinthe.

En général, il sera fait appel à un spécialiste de cette question pour le dimensionnement correct des plots.


Limiter le bruit des pompes

Origines du bruit des pompes

  • Les bruits d’origine hydraulique : c’est la source de bruit la plus importante. On remarque l’effet de sirène qui est dû à l’interaction entre les aubes et les parties fixes. Ce type de bruit est le plus gênant dans les bâtiments, car il se produit dans une zone de fréquences audibles.Lorsque la pression disponible à l’aspiration de la roue est trop faible, un bruit de cavitation apparaît. Il faut dans ce cas veiller à faire fonctionner la pompe avec une pression à l’aspiration suffisante. Lorsque de l’air s’introduit dans le fluide, il se crée des turbulences et des écoulements bruyants au niveau de la pompe. Il faudra veiller à purger correctement le circuit.
  • Les bruits d’origine électromagnétique : ces bruits proviennent du moteur qui transmet des vibrations aux équipements et structures environnantes.
  • Les bruits d’origine mécanique : ces bruits apparaissent au niveau des garnitures mécaniques et des paliers de la pompe, on les appelle balourds. Ils proviennent généralement d’une erreur de montage, d’équilibrage ou d’une erreur de conception de la pompe.
  • Les bruits d’origine aéraulique : ces bruits proviennent du passage de l’air, nécessaire au refroidissement du moteur, dans le ventilateur de la pompe. Il peut s’agir dans certains cas de la source de bruit la plus importante d’une pompe. Le fabricant de pompes doit correctement calculer les grilles d’aspiration et de refoulement de l’air qui peuvent être des obstacles au bon écoulement de l’air et donc générer du bruit.

Transmission du bruit

Une pompe transmet du bruit par trois voies différentes :

  • Par voie aérienne : le moteur de la pompe émet une diffusion acoustique qui se propage dans le local technique puis dans locaux occupés adjacents.
  • Par voie hydraulique : la pompe génère des variations de pression dans le fluide qui sont transmises par les canalisations et diffusent sur les structures environnantes.
  • Par voie solide : les vibrations émises par la pompe se transmettent par contact direct aux différentes structures.

Le niveau de bruit des pompes

Le niveau de puissance acoustique d’une pompe dépend principalement de sa conception, de ses conditions de fonctionnement (débit et pression) et de sa puissance électrique. Aucune norme ne spécifie les caractéristiques acoustiques des pompes.
Il est possible d’effectuer un calcul approximatif du niveau de pression acoustique à 1 m :

Lp = 48 + 10 log Pe [dB (A)]

où,

  • PE est la puissance électrique du moteur [W]

Mise en œuvre

  • Il faut limiter la vitesse du fluide dans la pompe à 1,5 m/s.
  • Il faut soigner la fixation de la pompe en mettant en œuvre un dispositif d’assise souple : placer la pompe sur une petite dalle flottante de 15 cm d’épaisseur, reposant sur des supports élastiques. La dalle flottante aura à peu près trois fois le poids de l’équipement.
  • Il faut équiper l’aspiration et le refoulement des pompes de manchons antivibratoires.

Manchon antivibratoire.

  • Il est également important d’entretenir les pompes, de lubrifier les paliers. L’usure de certaines pièces peut conduire à des vibrations génératrices de bruits.

Limiter la transmission sonore des tuyauteries

Empêcher la transmission des bruits de vibration

Il est utile de réaliser des raccords souples entre les conduits (fluides, gaz, électricité…) et la machine qui vibre, afin d’éviter non seulement la transmission des vibrations, mais également le risque de rupture.

Schéma transmission des bruits de vibration.

Pour diminuer la transmission des vibrations des tuyauteries aux parois, on peut introduire des coquilles isophoniques entre la tuyauterie et le collier de fixation. Il est également possible d’utiliser des colliers avec caoutchouc isophonique mais ceux-ci sont moins efficaces que les coquilles isophoniques.

Schéma colliers avec caoutchouc.

Exemple : pour la fixation des tuyauteries d’eau glacée aux parois du bâtiment, il est de bonne pratique de réaliser les 3 premières fixations après la pompe avec des fixations anti-vibratoires.

Autre exemple : lors du placement d’un split-system, un soin tout particulier doit donc être apporté à la sélection de l’emplacement du condenseur et à son mode de fixation : une coupure élastique doit être prévue entre l’appareil et le mur de fixation afin d’empêcher de mettre en vibration la structure du bâtiment (l’appareil doit bouger lorsqu’on le secoue !). De même, les tuyauteries doivent être raccordées via des raccords flexibles.

Il est également possible de suspendre élastiquement une tuyauterie à un plafond.

Par contre, il faut éviter de placer des tuyauteries sur des parois légères ou les parois séparant les locaux techniques des locaux occupés.

Limiter les bruits de dilatation

Lorsque la force de dilatation des tuyauteries devient trop importante, des frottements apparaissent entre les conduits et les colliers de support. Ce phénomène de dilatation provoque des claquements bruyants.
Recommandations :

  • Prévoir des points fixes et des compensateurs entre les points fixes.


Compensateur de dilatation.

  • Éviter de bloquer les canalisations à la traversée des parois.

  • En cas de problèmes, desserrer légèrement certains colliers.
  • Éviter les variations brusques de température dans l’installation, par exemple en utilisant des vannes à 3 voies en mélangeuses.
  • Placer des matériaux souples entre les colliers et les tuyauteries, et entre les fourreaux et les tuyauteries.

Diminuer la production de turbulences

Les vitesses admissibles dépendent du tracé et des accessoires utilisés. Si des vitesses élevées peuvent être admises dans les tubes droits, on doit adopter des vitesses plus réduites dans les coudes, les réductions.

Une installation peut créer des turbulences suite au placement même des équipements : tuyauteries à angle droit, vannes placées trop près les unes des autres,…

Schéma diminution de la production de turbulences.

Ce deuxième type de raccordement sera de loin préférable.

La présence de bulles d’air dans les circuits est également génératrice de bruit, il faut doter l’installation de dispositifs comme purgeurs (manuels ou automatiques), pots de dégazage, séparateur d’air tangentiel.


Modifier la disposition des locaux

De par la localisation des fonctions dans un magasin, une grande partie de l’isolement acoustique peut déjà être effective :

  • disposition de locaux tampons entre locaux bruyants et locaux calmes (ex : locaux de stockage),
  • rassemblement des locaux bruyants,

Dans un magasin existant, le déplacement du local technique (local des compresseurs par exemple) est difficilement réalisable, mais certaines réorganisations internes d’activité sont possibles.

Mais plus que tous les bâtiments tertiaires classiques, un magasin vit, des parois se déplacent,… les critères acoustiques peuvent parfois entrer en compte dans le choix de la nouvelle disposition des locaux !


Réaliser le doublage acoustique des parois

Si le son perturbateur est créé par du bruit aérien traversant une paroi, il est possible de doubler celle-ci. On pense tout spécialement aux locaux techniques dont on souhaiterait renforcer l’isolation par rapport au reste du bâtiment.

Si la faute correspond à une insuffisance des éléments de construction, il est possible d’améliorer la situation jusqu’à 10 dB environ, à l’aide d’un panneau rapporté (plafond suspendu constitué de plâtre dépourvu de joint, panneaux de carton-plâtre rapportés devant les parois). Pour que le doublage placé devant le mur puisse faire son effet de cloison double, on privilégiera une fixation indépendante et des joints élastiques. À défaut, une fixation par colle. Au pire une fixation par clous,…

Schéma doublage acoustique des parois.

Exemple.

une paroi de séparation entre un local technique et un magasin était constituée d’un mur en briques modulaires de 17,5 cm enduit sur les deux faces. Son isolement acoustique initial (frein apporté par la paroi au passage du son) était de R = 48 dB. Le doublage au moyen de panneaux de carton-plâtre avec supports en profilés métalliques (pose indépendante du mur) a permis d’améliorer l’isolement jusqu’à 56 dB.


Renforcer l’isolation acoustique des baies vitrées

Si l’objectif est de se protéger d’un bruit extérieur (bruit de condenseur sur une plate-forme, par exemple), une amélioration de la qualité acoustique des baies peut être envisagée. Et le premier regard doit se porter sur l’étanchéité à l’air (davantage que sur la vitre elle-même). En effet, le bruit passe essentiellement par les joints non étanches. C’est ce qui fait la médiocre qualité des fenêtres coulissantes…

Le choix des travaux à réaliser sur les ouvertures d’un magasin dépend du niveau d’isolement acoustique que l’on désire obtenir.

Conservation des fenêtres existantes

Si l’on ne recherche pas un isolement de façade supérieur à 30 dB(A) et s’il n’y a pas d’entrée d’air spécifique en façade, il suffit la plupart du temps de mettre en place des joints d’étanchéité entre les ouvrants et les dormants.

Remplacement des fenêtres

Il existe une valeur seuil d’isolement au-delà de laquelle on doit changer les fenêtres, ce qui induit un surcoût important. Cette valeur seuil dépend de la surface des fenêtres. Elle se situe généralement aux alentours de 33 dB(A).

Une solution couramment adoptée consiste à conserver les anciens dormants en leur appliquant un traitement ou un renforcement éventuel. On pose alors une nouvelle fenêtre souvent en PVC, en fixant les nouveaux dormants sur les anciens, après la pose de joints préformés et, si nécessaire, l’ajout d’un joint en silicone. La nouvelle fenêtre est munie de double vitrage acoustique et d’une entrée d’air insonorisée. Cette technique a cependant l’inconvénient de réduire la surface vitrée. Ainsi, on obtient un isolement acoustique supérieur à 35 dB(A), à condition d’avoir effectué un traitement acoustique des bouches de ventilation et une mise en œuvre correcte.

Toutefois, pour certaines fenêtres particulières, le remplacement est indispensable quel que soit l’objectif d’isolement. Par exemple, pour une fenêtre coulissante, le simple changement des vitrages n’est souvent pas suffisant pour atteindre l’objectif d’isolement acoustique fixé.

D’autre part, pour les portes-fenêtres, les objectifs d’isolement sont plus difficiles à atteindre, même en cas de remplacement. En effet, la valeur de l’isolement acoustique d’une porte-fenêtre est en général inférieure à celle d’une fenêtre. On observe assez fréquemment un écart moyen de 2 dB(A). En effet, la surface de jointures, et donc de fuites possibles, est plus importante dans le cas d’une porte-fenêtre.

Photo baie vitrée.

Obtention d’un isolement de 40 dB(A) avec une seule fenêtre

L’obtention de cette valeur d’isolement nécessite toujours le remplacement des fenêtres par d’autres de très bonne qualité acoustique.

Le vitrage doit avoir un indice de réduction de bruit de l’ordre de 40 dB(A). Ce vitrage est obtenu à l’aide d’un feuilleté acoustique spécial. La menuiserie de la fenêtre doit comporter une triple barrière d’étanchéité entre l’extérieur et l’intérieur du logement pour les fenêtres en PVC. Un double rang de joints de bonne qualité doit être posé entre l’ouvrant et le dormant.

Pour une pièce aux dimensions standard, c’est-à-dire dont la surface est d’environ 25 m² , avec une fenêtre de 1,5 à 2 m² une isolation acoustique de 40 dB(A) est délicat à obtenir s’il y a une entrée d’air. Quelques précautions doivent alors être prises :

  • Les entrées d’air choisies doivent être insonorisées. La valeur de leur coefficient d’affaiblissement acoustique doit être la plus grande possible. Toutefois, il est difficile du trouver sur le marché des entrées d’air de faible encombrement, pouvant être placées dans la menuiserie, ayant une valeur du coefficient d’affaiblissement acoustique supérieure à 42 dB(A). La zone de fonctionnement de la bouche d’entrée d’air choisie doit permettre d’atteindre le débit nominal. En effet, certains systèmes intégrés dans une fenêtre ont une surface d’entrée d’air trop faible pour obtenir le débit nominal imposé par les systèmes d’extraction actuels.
  • L’étanchéité entre le gros-œuvre et le dormant doit être de qualité. L’amélioration de l’étanchéité, obtenue par la pose d’un joint mastic de type silicone ou polyuréthane, augmente la valeur de l’isolement acoustique.
  • Il est utile de vérifier et de remettre en état les joints de façade des grands panneaux préfabriqués, surtout s’il y a des entrées d’air parasites.

Pose de double fenêtre

C’est pratiquement la seule solution technique si l’on veut obtenir une isolation acoustique supérieure à 40 dB(A). La pose s’effectue le plus souvent au nu extérieur de la façade, avec ou sans conservation des volets existants. La nouvelle menuiserie est généralement de type vantaux coulissant, en aluminium ou en PVC. Cette solution permet d’atteindre, dans certaines configurations, des isolements proches de 50 dB(A).

Elle est également satisfaisante sur le plan thermique en hiver, mais présente cependant quelques inconvénients :

  • la difficulté de nettoyage, surtout de la face extérieure de la nouvelle fenêtre,
  • les difficultés d’ouverture de la nouvelle fenêtre et d’accès aux persiennes,
  • la nécessité de remplacer les éventuels volets existants, ce qui induit un surcoût important,
  • une certaine diminution de l’éclairage naturel,
  • la difficulté éventuelle d’obtenir les autorisations urbanistiques.

Il faut évidemment éviter la pose d’entrées d’air insonorisées en regard l’une de l’autre pour limiter la création de pont phonique.