Brevet FR2348429A1 — publié le 19771110

L'invention a pour objet un silencieux a coulisses avec au moins deux parois bordant la section libre formant gaine, absorbant les sons et disposées l'une en face de l'autre, oh les- conductances acoustiques entrée de ces parois dans la direction de la propagation du son sont constantes ou constantes par sections. On incorpore des silencieux a coulisses dans les gaines ou les conduites tubulaires, désignées ci-après par gaines. On connaît des dispositifs amortisseurs du son qui réalisent l'abaissement de niveau par un agencement absorbant le son des surfaces des parois bordant la section libre de gaine. Comme l'amortissement du son décroît avec 1'accroissement- de l'écart entre les surfaces absorbant le son, les sections libres de gaine sont très souvent subdivisées par ce que l'on appelle des "coulisses" et qui représentent pour les sections partielles ainsi produites la paroi qui absorbe le son.Les coulisses peuvent être planes, cylindriques ou présenter d'autres formes et dispositions Ces silencieux ont une grande importance pratique du fait qu'ils représentent une forme d'exécution d'un coût très avantageux. Les recherches décrites souvent dans la littérature technique et dans les manuels d'enseignement, montrent que la conductance acoustique d'entrée constitue, pour l'efficacité du silencieux une propriété caractéristique des parois qui absorbent le son. Cette conductance d'entrée est le quotient de la composante perpendiculaire la paroi de la fréquence de vibration-du milieu et de la pression acoustique à la surface de la paroi qui est tournée vers la section libre de la gaine, dans laquelle se propage onde acoustique a amortir. C'est pourquoi on utilise par la suite la notion de conductance acoustique d'entrée de la paroi, indiquée le plus souvent dans la littérature technique par un nombre complexe et qui, de ce fait, est également désignée comme conductance acoustique complexe d'entrée. Conformément cela, une conductance acoustique d'entrée dans une zone superficielle est considérée comme étant constante si, pour son action d'amortissement du son, seule, la conductance acoustique moyenne d'entrée sur la surface est déterminante. Il est en effet connu que des modifications de structure et/ou de matériau, dont les extensions latérales, par exemple dans les revêtements habituels en tôle perforée ou dans les cloisons sont beaucoup plus petites à l'intérieur du revetement absorbant que les longueurs des ondes acoustiques, influencent l'amortissement du son de façon décisive non seulement par leurs différents éléments de structure, mais aussi par les propriétés moyennes de leur surface.Dans les silencieux connus, les parois absorbant le son bordant une section libre de gaine, et se faisant face l'une à l'autre, ont la meme conductance acoustique d'entrée. Des exceptions connues à ce principe de construction de parois symétriques d'une gaine sont constituées par les silencieux n'ayant un revêtement absorbant le son que d'un seul côte et une paroi réverbérante de gaine située en face ainsi que les revêtements absorbant le son qui modifient de fanon continue leurs propriétés acoustiques dans la direction de la propagation du son, par exemple par une modification continue de l'épaisseur dù rev#tement. Les premiers ne seront pas traités davantage en raison de leur faible amortissement de son ; les secondes présentent par contre le désavantage d'un mode de construction trop coûteux.De ce fait, on utilise cpntinuellement dans les silencieux connus le principe du revêtement symétrique, d'une part et on le comprend facilement, parce que c'est un principe de construction d'un cote favorable, d'autre part et aussi parce que les ouvrages standard connus, de la littérature technique ont toujours mis en évidence la forme symétrique des ondes acoustiques dans les gaines d'amortissement du son comme étant la forme d'onde principale et en ont traité presque exclusivement. Cette forme d'onde symétrique pour laquelle les valeurs du champ acoustique sont symétriques par rapport à une surface de symétrie supposée dans le milieu de la gaine, transporte en fait, dans une gaine bordée de façon identique sur les deux cOtés se faisant face, c'est-à-dire à parois symétriques, la partie de loin prépondérante de l'énergie acoustique. A coté de la forme symétrique d'onde acoustique, il existe pourtant aussi la forme d'onde acoustique dite antisymétrique, pour laquelle toutes les valeurs du champ acoustique des deux cotés de la surface de symétrie du canal sont de signe contraire. Cette forme d'onde acoustique antisymétrique présente la propriété intéressante qu'elle possède un amortissement de propagation beaucoup plus élevé que la forme d'onde symetrique. Elle ne joue pourtant aucun rible dans le canal symétrique et c'est la raison pour laquelle dans la littérature on en traite et on la mentionne à peine, car elle ne peut pas être excitée dans une gaine symétrique. L'invention a donc pour but d'agencer le silencieux à coulisses de telle façon que, pendant la propagation du son, une énergi#e constante ne soit retirée que de la forme d'onde symétrique qui n'est que faiblement amortissable et que cette énergie soit transmise dans la forme d'onde antisymétrique, qui présente un amortissement de propagation plus élevé, parce que de cette façon on obtient dans l'ensemble un amortissement plus élevé du champ acoustique total. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par le fait que les conductances acoustiques d'entrée d'au moins deux parois de bordage, situées en face l'une de l'autre, sont différentes l'une de l'autre. On obtient ainsi, de façon inattendue, une solution très simple et très efficace. L'explication de l'efficacité de cette mesure peut être considérée comme étant due au fait qu'avec un taux croissant de l'asymétrie des conductances d'entrée, on nécessite une fraction toujours plus importante de forme d'onde antisymétrique, pour pouvoir remplir les conditions marginales sur les parois de la gaine avec des conductances acoustiques finies, différentes l'une de l'autre. Il s'ensuit qu'un revêtement absorbant le son avec une conductance acoustique d'entrée finie en face d'une paroi de gaine réverbérante, ne concerne pas l'objet de l'invention, puisque-, comme on le sait, les surfaces réverbérantes représentent des-surfaces acoustiques symétriques. En outre, il en résulte que méme des revêtements avec des conductances acoustiques d'entrée à variation continue ne peuvent constituer une mesure appropriée, du fait que l'établissement d'un équilibre d'amplitude entre la forme d'onde symétrique et antisymétrique, qui correspond à chaque fois au taux d'asymétrie de la paroi, nécessite une certaine longueur d'entrée qui est au moins égale à la moitié de la distance entre les parois absorbant le son, disposées l'une en face de l'autre, et souvent inérne égale à cette distance. Selon une autre forme d'exécution, on peut obtenir l'asymétrie acoustique des parois bordant les gaines partielles, en lesquelles est subdivisée la gaine par l'xnsertioa de coulisses absorbant le son, en prévoyant à l'intérieur du coulisses, parallèlement à leur surface absorbant le son, des cloisons réfléchissant le son, disposées excentriiqueaent. Les coulisses doivent alors être disposées dans le silencieux de fagon qu' à chaque fois, dans une gaine partielle, entre la sn face de la coulisse et la cloison réfléchissant le son, un cbte d'une coulisse ayant une profondeur moindre soit en face d'un côte d'une coulisse ayant une profondeur plus grande. Les coulisses peuvent entre constituées, de manière connue, de matériaux absorbant le son, en particulier de fibres minérales, de fibres de verre, de mousses à cellules ouvertes, munis éventuellement de couches de recouvrement telles que des voiles de fibres, des feuilles, des tales perforées, de tissu en fil métallique, en fil de verre, et en textile, des plaques perforées ou à fentes et présentant éventuellement une structure à "cassettes", On obtient ainsi des conductances acoustiques d'entrée différentes dans les deux surfaces de coulisse.Par structure à "cassettes" d'un revêtement absorbant le son, on entend un revêtement dans lequel par des parois disposées transversalement, essentiellement perpendiculairement à la surface du revêtement, on empêche la propagation du son à I1 intérieur du revêtement et parallèlement à sa surface. La cloison en un matériau réfléchissant le son, dis- posée conformément à l'invention à l'intérieur de la coulisse1 parallèlement à sa surface et excentriquement, peut Etre en me- tal, en bois, en matière plastique, en plaques de plate, en plaques d'amiante-ciment et/ou en adhésifs ou couches d'adhésif et/ou une pellicule recouvrant des matériaux absorbant le son. Par la disposition de ces cloisons excentrées, il se produit des deux cOtés des cloisons des profondeurs d'absorption diffa rentes, qui, comme on le sait, ont pour conséquence, des conductances acoustiques d'entrée différentes de la surface de la coulisse considérée, de sorte que, avec la disposition décrite de la coulisse dans le silencieux conformément à l'invention, les gaines partielles sont bordées différemment sur les côtés se faisant face l'une à l'autre. Pour renforcer leur action, les coulisses du silencieux peuvent être constituées par des couches de matériau absorbant le son avec une différence importante de la résistance spécifique à l'écoulement, comparée à la résistance spécifique à l'écoulement des couches voisines. Des deux cOtés des cloisons réfléchissant le son, on peut prévoir des matériaux absorbant le son et/ou des couches de recouvrement ayant des propriétés acoustiques différen tes. X . . . .., -- Selon une autre forme d'exécution, les coulisses sont disposées dans le silencieux de façon que se trouvent alternativement l'une à côte de l'autre des coulisses de plus forte et de plus faible épaisseur. Ces coulisses sont constituées, de-preference, en un matériau absorbant le son, des couches de recouvrement et/ou des structures à cassettes pouvant être prévues, selon les exigences.Les épaisseurs différentes des coulisses conduisent à des conductances acoustiques d'entrée dif férentes des surfaces des coulisses et par la disposition alternante conforme à l'invention, à un bordage asymétrique des gaines partielles. La description qui va suivre faite en regard du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment la présente invention peut étre réalisée. La figure 1 montre une vue partielle, en perspective d'un silencieux à coulisses rectangulaires la figure 2 montre un silencieux à coulisse cylin- drique correspondant à la figure 1 ; les figures 3 à 5 montrent trois diagrammes comportant une comparaison de rendement et de coût de matériau entre l'invention, objet de la demande, et les dispositifs connus. Le silencieux à coulisses est constitué, suivant la-figure l, de coulisses planes l ou, suivant la figure 2, de coulisses cylindriques 2 essentiellement disposées de façon concentrique. On peut imaginer des coulisses de forme et de disposition différentes. Les coulisses subdivisent la section tota le de la gaine en plusieurs gaines partielles 3 et comportent, conformément à l'invention, des cloisons 4 réfléchissant le son, disposées de façon excentrée. Les coulisses peuvent, être constituées de la façon connue, d'un matériau absorbant le son, présentant éventuellement une structure a "cassettes" et/ou des couches de recouvrement des surfaces.La figure 3 montre comme exemple de l'efficacité de l'équipement conforme à l'invention d'un silencieux à coulisses, le tracé à échelle logarithmique double de l'abaissement de niveau Dh sur la distance séparant les coulisses h en fonction de la fréquence f et en fait, pour une epaisseùr-totale constahte ### dl + d2 des ebulisses pour unécart constant h entre les coulisses, mais à chaque fois pour des rapports différents dl/d2 des profondeurs dl et d2 d'absorption créées par la cloison. Le rapport entre les épaisseurs dl/d2 = 1 correspond à l'état de la technique avec une cloison ou une surface de symétrie au centre des coulisses. Les coulisses sont cons tituées dans l'exemple de la figure 3 de matériaux absorbants en fibres minérales avec une résistance à l'écoulement de la couche totale d'absorption de 80 Rayl et avec des subdivisions à "cassettes". Le progrès technique peut être constaté dans l'accroissement de l'amortissement acoustique sur le flanc de la courbe correspondant aux basses fréquences de la coulisse asymétrique, conforme à l'invention, par rapport aux coulisses symétriques connues.L'avantage décisif pour l'utilisation pratique réside en ce que cette amélioration s'obtient pour les basses fréquences et sur une large plage de fréquences et sans accroissement de l'épaisseur des coulisses, ni réduction notable de la section libre. C'est cette exigence de combinaison, qui se présente fréquemment dans la pratique et qui est difficile à obtenir. Dans l'exemple représenté à la figure 3, le tracé choisi à échelle logarithmique double fait apparaître clairement que sur la totalité du flanc de courbe inférieur, on peut réaliser des améliorations allant jusqu'à presque deux fois la valeur de l'amortissement par rapport aux coulisses symétriques connues. Comme autre exemple de l'efficacité de l'objet de l'invention, la figure 4 montre la courbe des fréquences de l'amortissement à échelle logarithmique double et en particulier pour les différents rapports d'épaisseur dl/d2 des coulisses constituées de plaques en fibres minérales à *cassettes", en maintenant l'epais- seur totale dl + d2 des deux coulisses voisines et la méme lar gour libre de gaine pour toutes les realisations. La courbe avec d1/d2 = I correspond aux silencieux conformes à l'état connu de la technique avec un bordage symétrique des gaines partielles. Sur les autres courbes les épaisseurs de coulisses voisines sont dif fentes et l'amortissement est à nouveau déterminé.On constate à nouveau l'amélioration de l'amortissement acoustique pour les basses fréquences. Le diagramme de la figure 5 montre que l'objet de l'invention peut aussi entre mis en oeuvre pour llame- lioration de l'amortissement acoustique, conformément à & vention, pour les hautes fréquences. Dans ce cas, on insère à chaque fois, entre deux coulisses plus épaisses qui déterminent l'amortissement pour les fréquences les plus basses, des coulisses plus minces. Pour laisser inchangée la section libre, donc pour ne pas augmenter la perte de pression du silencieux, les coulisses épaisses doivent d'abord entre écartées l'une de l'autre d'une distance égale à l'épaisseur des coulisses minces.Le résultat de cette disposition est réprésenté à la figure 5 dans les courbes des fréquences de l'amortissement. Dans ce cas également, les coulisses sont constituées de plaques en fibres minérales à wcassettes'. On peut constater ici un accroissement net de l'amortissement acoustique pour les fréquences du flanc supérieur de courbe, accroissement qui peut atteindre le facteur huit, par rapport à l'amortissement de la disposition symétrique des#coulisses. Ce gain élevé d'amortissement peut selon l'invention, être atteint par un supplément en matériau et en volume de construction qui ne représente que le quart de ceux correspondant à la disposition symétrique comparable suivant 1 1état de la technique connue. En revanche une amélioration suivant les exemples des figures 3 et 4 peut être obtenue sans augmenter la quantité totale de matériau utilisé, par rapport aux coulisses symétriques connues et sans réduire la section libre totale. REVENDICATIONS 1. Silencieux à coulisses avec au moins deux bordages de la section libre de la gaine qui absorbent le son et sont disposés en face l'un de l'autre, et dont les conductances acoustiques d'entrée dans la direction de la propagation du son sont constantes ou constantes par sections, ledit silencieux étant caractérisé en ce que les conductances acoustiques d'entrée d'au moins deux bordages situés en face l'un de l'autre, différent l'une de l'autre. 2. Silencieux à coulisses suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, à l'intérieur de la coulisse et parallèlement à sa surface d'absorption du son, est disposée excentriquement une cloison réfléchissant le son. 3. Silencieux à coulisses suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les coulisses sont constituées en des matériaux absorbant le son, en particulier de fibres minérales, de fibres de verre, de mousses à cellules ouvertes, munis éventuellement de couches de recouvrement, telles que des voiles de fibres, des feuilles, des tôles perforées, de tissu en fil métallique, en fil de verre et de textile, des plaques perforées ou à fentes et présentent éventuellement une structure à cassettes". 4. Silencieux à coulisses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces de #séparation réfléchissant le son sont des cloisons particulièrement en métal, en bois, en plaques de platre, en plaques d'amiante-ciment, de matière plastique et/ou en adhésifs ou couches d'adhésif et/ou une pellicule recouvrant des matériaux absorbant le son et sont constituées éventuellement par des couches de matériaux absorbant le son avec une forte différence de résistance spécifique à l'écoulement en comparaison à la résistance spécifique à l'écoulement des couches voisines. 5. Silencieux à coulisses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, des deux côtés des surfaces de séparation réfléchissant le son, sont disposés des matériaux absorbant le son et/ou des couches de recouvrement ayant des caractéristiques acoustiques différentes. 6. Silencieux à coulisses suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des coulisses d'épaisseur différente sont disposées en alternance l'une à cô- té de l'autre.