Brevet FR2630469A1 — publié le 19891027

La présente Invention concerne d'une façon générale les écrans anti-bruits destinés à la protection contre les bruits se propageant en espace extérieur,sur un site donné,et elle vise plus particulièrement un panneau acoustique ayant des propriétés d'îsolation acoustique,c'est à dire ayant la capacité d'empècher tout ou partie d'un bruit de se propager dans l'espace d'un point à un autre,et ayant également des propriétés absorbantes,c'est à dire ayant la capacité d' empècher tout ou partie de ce même bruit de se réflèchiryou se réverbérer,sur ce panneau et par là-même de revenir s'ajouter au bruit d'émission. Les panneaux acoustiques utilisés à ce jour pour la réalisation de murs ou d'écrans anti-bruits ,ne sont pas certes sans apporter les services demandés mais ils n'échappent pas aux catégories de panneaux ayant au moins les inconvénients suivants - ces panneaux employés pour la réalisation d'écrans anti-bruits sur un site donné et disposés de telle sorte qu'ils ont pour usage principal d'empècher la propagation de bruits entre une zone dite émettrice de ces bruits et une zônedifférente de la précédente,mais riveraine de celle-ci,et qu'il faut protèger à tout prix,ont tendance à renvoyer ces bruits,à la façon d'un miroir renvoyant une émission lumineuse,vers la zône émettrice,provoquant par là-mSeme une augmentation de la valeur d'émission du niveau sonore et offrant parfois meme la fâcheuse capacité d'atteindre des zones plus lointaines réputées jusqu'alors calmes et hors d'atteinte de ces bruits. - ces panneaux employés pour la réalisation d'écrans anti-bruits et disposés de telle sorte qu'ils ont pour usage d'abord d'isoler une zône calme d'une autre zône voisine bruyante et ensuite d'éviter toute réflexion sonore parasite sur la face desdits panneaux offerte aux bruits,ont reçu en général un traitement acoustique de surface qui doit permettre l'annulation de ces réflexions sonores parasites indésirables Mais:: - d'une part,ce traitement consiste simplement à disposer sur le panneau employé à la réalisation d'écrans anti-bruits une couche d'un matériau absorbant conventionnel emprunté en général à la famille très spécifique des matériaux absorbants habituellement utilisés à la correction acoustique d'espaces clos et couverts, matériaux qui disposés ainsi à ltextérieur,sans précaution particulière perdent très rapidement leurs propriétés intrinsèques sous l'effet d'agents atmosphèriques ou de toute sollicitation mécanique due à un environnement rarement favorable ou de l'usage de lessivage,lavage,brossage réalisés à l'aide de machines employées à leur nécessaire entretien ou sous l'effet de toutes ces sollicitations à la fois. - d'autre part,les matériaux absorbants conventionnels ainsi uti lisés,dontles caractéristiques intrinsèques ont été élaborées pour des usages précis,n'offrent donc pas nécessairement tous les services attendus pour réduire les bruits réfléchis par ces panneaux composant les murs ou écrans anti-bruits,d'où en général la faible efficacité de ceux-ci pour résoudre les problèmes de bruits réverbérés parasites. La présente Invention a d'une manière générale pour objet une structure Ci propre à la constitution d'écrans anti-bruits,possède à la fois des propriétés d'isolation acoustique et de correction acoustique qui peuvent être associéssen un même panneau ou qui peuvent être utilisées séparément pour pallier les défauts d'.écrans antibruits déjà existant mais ne présentant que peu d'intéret en raison même de leurs capacités insuffisantes notamment en matière de correction acoustique de surface. Cette structure est du genre comportant au moins deux pièces,dispo- sées en regard l'une de l'autre,dont l'une de ces pièces,appelée " réflecteur " a pour but de capter les bruits transitant d'un point à un autre d'abord pour les empècher en tout ou partie d'aller plus loin,ensuite pour les renvoyer vers l'autre pièce,appelée " absorbeur " dont le rôle est d'empècher les bruits de repartir,après réflexion,vers des zônes où ils ne sont pas désirés ou de s'ajouter à la masse plus générale des bruits dont ils sont issus. La première pièce - le réflecteur - qui a donc pour but principal d'isoler et d'ensuite de diriger la partie des bruits réverbérée ou réfléchie vers un dispositif rapproché de destruction de cette réflexion ou réverbération - l'absorbeur - offre en général une surface continue imperméable au bruit et disposée tout au long de la zône à protèger et de hauteur variable suivant les besoins et les usages.La nature de cette pièce est telle que l'isalation acoustique,mesurée suivant les Codes d'Essais Normalisés en vigueur,ne soit jamais inférieure en partie couverte à trente déci belsCette pièce peut être réalisée à partir de matériaux connus tels que des bétons,des mortiers de toute sortedesproduits appareillés à base de terre crue ou cuite,des.bois,des métaux,des matières de synthèse.Elle peut être aussi avantageusement réalisée à l'aide de matériaux composites élaborés en associations homogènes ou hétérogènes. Une des caractéristiques principales de cette pièce - le réflecteur - tient au fait qu'elle peut capter les ondes sonores qui viennent à son contact pour les renvoyer ensuite avec précision sur l'ensemble des pièces - les absorbeurs - qui lui fait vis à vis.Une autre caractéristique principale de cette pièce vient de sa forme qui peut emprunter toutes les caractéristiques géomètriques par exemple d'un demi-cylindre,d'une portion d'ellipse ou de parabole ou de toutes formes enveloppantes ou rabattantes qui ne peuvent pas être nécessairement de révolution mais qui ont de toute façon pour effet de capter les ondes sonores et de les concentrer en une zône précise.Ces formes,de révolution ou non,peuvent s'aligner suivant des axes choisis,verticaux ou horizontaux,ou de toute autre inclinaison que ce soit.On peut disposer côte à côte ces pièces - les réflecteurs - quel que soit le type d'empreinte ou de forme choisi,en un alignement de longueur compatible avec les problèmes locaux rencontrés.De plus ces réflecteurs peuvent être garnis,localement,de produits ou de procédés à caractéristiques acoustiques absorbantes, en complément des pièces spécifiquement absorbantes qui leur font face. La deuxième pièce - l'absorbeur - est disposée de façon discontinue,par exemple en rangée,devant la première pièce - le réflecteur, de telle sorte que les ondes sonores puissent arriver sans encombre sur le réflecteur, la partie réverbérée de ces ondes repartant aussitôt vers l'absorbeur.Le réflecteur fait-face au bruit,l'absorbeur fait face au réflecteur en sa partie active;celle-ci est de ce fait protegée des agents destructeurs arrivant sur l'écran anti-l)ruits constitué par les éléments objets de l'Invention. Ces deux pièces principales,le réflecteur et l'absorbeur,sont disposées de telle sorte que leurs concavités respectives,et d'une façon générale leur forme en creux soient disposées en regard,les les unes en face des autres,à une certaine distance l'une de l'autre.L'absorbeur offre donc au regard sa partie convexe,protectrice de la partie active absorbante dont il est garni,et entre les rangées d'absorbeurs disposés de façon discontinue et derrière eux on aperçoit la partie concave ou enveloppante du réflecteur. Cette deuxième pièce - l'absorbeur - peut emprunter à la première pièce - le reflecteur - une des formes géanètriques essentielles qui a été donnée à cette première pièce,par exemple l'absorbeur peut prendre la forme d'une demi-coquille,mais en usant de rapports dimensionnels appropriés:l' absorbeur ne doit jamais cacher le réflecteur.On peut également choisir pour ces deux pièces des formes en creux localement différentes l'une de l'autre et ainsi réaliser des panachages de formes à façon. La distance la plus avantageuse séparant les absorbeurs entr'eux d'une part et les absorbeurs des réflecteurs d'autre part,peut être égale au tiers de la largeur d'ouverture de l'absorbeur tel que le voit le réflecteur.par exemple,s'il s'agit d'un absorbeur en forme de demi-coquille cylindrique,cette distance optimale sera égale au tiers de son diamètre. Cette deuxième pièce - l'absorbeur - en sa partie concave ou en creux -partie ou forme qui sont toujours disposées vers le réflecteurest garnie sur toute la surface développée intérieure de sa concavité d'un matériau absorbant acoustique ayant la propriété d'absorber les sons à la réflexion,tels que les bétons poreux,les mousses minérales expansées,les laines de verre,de roche,de matière plastique ou de métal ou la combinaison de ces matériaux entr' eux.La forme en creux de l'absorbeur est tapisséepar une couche plus ou moins épaisse de ces matériaux.Certains de ces matériaux peuvent offrir à la fois la matière à constituer l'absorbeur lui-même et l';absorbant qui qui le garnit intérieurement. Disposés ainsi face à face,sans qu'il y ait de contact entr'eux,les éléments objet de l'Invention,réflecteurs et absorbeurs,agissent avec efficacité dans une gamme de fréquences comprise environ entre 400 et 10.000 Hertz. Pour assurer également un parfait renvoi des ondes acoustiques arrivant jusqu'au réflecteur à travers les mailles des absorbeurs et plus particulièrement vers la partie active absorbante de ceux-ci,une petite couverture en partie haute de la structure objets de l'Invention coiffe la rangée continue des réflecteurs et la rangée discontinue des absorbeurs.Cette pièce de couverture peut prendre toutes les formes géomètriques.La sous-face de cette couverture peut être également ou -non absorbante. Les absorbeurs peuvent être disposés de part et d'autre de la rangée des réflecteurs avec les formes correspondantes,alternées ou non,les plus appropriées.La pièce de couverture est modifiée en proportion. Enfin les absorbeurs,tels que décrits dans l'Tnvention,peuvent être utilisés en unités absorbantes constituées en résonateurs, indépendants ou groupés,résonateurs ayant la propriété bien connue d'agir-sur telle fréquence ou sur telle bande plus ou moins étroite de fréquences. Pour réaliser cette condition,il suffit d'appuyer un des grands côtés de l'absorbeur pris comme exemple sur le réflecteur situé en vis à vis et de prendre soin de garder l'autre grand côté de l'absorbeur à une distance dudit réflecteur.On obtient ainsi un résonateur du type à fente longitudinale,de volume donné,facile à calculer.La mise en oeuvre des absorbeurs à l'aide de ce montage très spécifique,permet d'obtenir l'absorption des ondes sonores dont la caractériEtique spec traie en fréquence se situe entre quelques Hertz et 400 Hertz.Dans l'hypothèse où les composantes spectrales du bruit arrivant sur la structure objet de l'Invention venaient à se modifier dans le temps ou pour toute sorte de raisons,il est toujours possible de réduire ou d' élargir la fente des résonateurs par simple déplacement des absorbeurs et partant de là de les adapter à d'autres fonctions absorbantes sans avoir à refaire tout l'ouvrage. Dans les absorbeurs il est également possible de disposer de systèmes d'éclairage et autres servitudes et d'utiliser-le corps des absorbeurs eux-memes comme supports à des signalisations,des motifs publicitaires ou autres. Les caractéristiques et avantages de l'Invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre,à titre d'exemple,en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est une'vue partielle en coupe transversale des éléments principaux,objets de l'Invention. la figure 2 est une vue partielle en coupe transversale des éléments principaux,objets de l'Invention,assemblés suivant un certain alignement. la figure 3 est une vue partielle,en coupe transversale des éléments principaux,objets de l'Invention,dont d'un des éléments est garni d'un produit absorbant les bruits à la réflexion. la figure 4 est une vue partielle ,en coupe transversale des éléments principaux objets de 1 'Invention,recouverts d'un élément protecteur disposé en partie supérieure. la figure 5 est une vue partielle,en coupe transversale des éléments principaux,objets de l'Invention,disposés en résonateurs à fente. les figures 6 et 7 représentent une vue cavalière des éléments prin cipaux,objets de l'Invention,disposés en alignement suivant une configuration de montage agissant sur une bande de fréquence allant de 400 à 10.000 Hertz et en configuration de montage agissant sur une bande de fréquence allant de quelques Hertz à 400 Hertz (rSsonateurs). Ces figures illustrent à titre d'exemple l'application de l'invention à la constitution de panneaux acoustiques destinés à la réalisation. d' écrans anti-bruits isolants et absorbants,cette dernière qualité ou propriété étant variable a volonté la figure 1 représente les deux éléments principaux suivant l'Inven- l'Inven- tion réalisés suivant des formes géometriques de révolution ou non, formes de toute façon enveloppante,dont les parties concaves ou les formes en creux se font face à face tels que le réflecteur en 1) etc') et les absorbeurs en 2 et 2'). la figure 2 représente ces deux éléments de base suivant l'Invention, alignés l'un de façon continue, le réflecteur en 1) et l'autre de façon discontinue,l'absorbeur en 2) dans une configuration géomètrique géné- rale de révolution,donnée ici à titre d'exemple. la figure 3 représente ces deux éléments de base,suivant l'Invention, face à face et plus particulièrement les éléments 2 et 21),les absorbeursgarnis d'une couche d'un matériau ayant les propriétés d'absorber les bruits à la réflexion,bruits renvoyés par les réflecteurs 1) et 1'). la figure 4 représente ces deux éléments de base,suivant l'Invention, face à face 1) et 1') les réflecteurs, et 2) et 2') les absorbeurs garnis de leur couche absorbante 3) et 3'),ou non garnis de cette couche,recouverts d'une forme protectrice assurant la protection de tous ces éléments. la figure 5 représente les deux éléments de base,suivant l'Invention disposés relativement l'un à l'autre de telle sorte que soit créé un résonateur à fente longitudinale R,R' ,corrigé intérieurement ou non par cette même couche absorbant les bruits à la réflexionarésonateur auquel peut être associé un ou plusieurs autres résonateurs se combinant entr'eux ou non. les figures 6 et 7 représentent les principaux éléments de base,suivant l'Invention,en une vue cavalière qui permet de situer en perspective ces éléments. REVENDICATIONS 1-Structure autoporteuse propre à la constitution de panneaux desti nés à la réalisation d'écrans et de murs anti-bruits et possèdant des propriétés d'isolation acoustique et d'absorption acoustique, cette dernière propriété étant variable à volonté, du genre comportant au moins deux éléments,l'un appelé réflecteur l'autre étant appelé absorbeur,assurant chacun une fonction precise dans un système commun, et plus particulièrement un premier élément ,le réflecteur,isolant et réverbérant formant un écran continu qui par sa forme et sa nature assure la première fonction,celle d'arrè ter les bruits et de les diriger ensuilors- de leur réflexion vers le deuxième élément,l'absorbeur,disposé de façon discontinue devant le premier élément et à une certaine distance de celui-ci, absorbeur conçu de telle sorte qu?il neutralise les bruits ainsi fertés et renvoyés par le premier élément. 2-Structure autoporteuse,propre à la constitution de panneaux destinés à la réalisation d'écrans anti-bruits suivant la revendication 1 en ce que les éléments appelés respectivement réflecteurs et absor beurs sont réalisés dans des matériaux simples ou composites permet tant des formes de révolution ou plus généralement des formes enve loppantes ou rabattantes,les dimensions des éléments appelés réflec teurs étant plus grandes que celles des éléments appelés absorbeurs. 3-Structure autoporteuse propre à la constitution de panneaux destinés à la réalisation d'écrans anti-bruits suivant les revendications 1- et 2- en ce que les deux éléments appelés respectivement réflec teurs et absorbeurs sont disposés en regard l'un de l'autre,leurs concavités respectives ou leur formes en creux d'une façon générale se faisant vis à vis,les réflecteurs étant disposés en une suite ininterrompue d'éléments juxtaposés les uns aux autres,les absorbeurs étant disposés devant les réflecteurs en une suite discontinue,régu- lière ou non d'éléments alignés sur un plan parallèle,et dont l'orien tation sur ce plan pouvant être variable. 4- Structure autoporteuse propre à la constitution de panneaux destinés à la réalisation d'écrans anti-bruits,suivant les reven dications 1-2-3- en ce que les éléments appelés réflecteurs sont réalisés à l'aide de matériaux permettant la réverbération ou la réflexion des bruits,organisés autour d'une forme donnée,et les éléments appelés absorbeurs sont réalisés à l'aide ce ces mêmes matériaux s'apparentant en forme et en nature aux premiers , et plus particulièrement en ce que les absorbeurs sont garnis dans la conca vité ou la forme en creux plus générale qui les caractérisent,d'un materiau absorbant les bruits à la réflexion ou sont constitués à partir de matériaux présentant toutes les propriétés acoustiques et mécaniques en soi sans qu'il soit besoin de faire appel à des ma tériaux étrangers. 5- Structure autoporteuse propre à la constitution de panneaux desti nés à la réalisation d'écrans anti-bruits suivant les revendica tions 1-2-3-4- en ce que les éléments appelés absorbeurs sont dis posés les uns à côté des autres ou disposés relativement aux élé ments appelés reflecteurs en tenant compte d'une distance qui peut être égale au tiers de la largeur d'ouverture de la forme concave ou en creux d'une façon générale de l'absorbeur,ce qui peut correc pondre au tiers du diamètre de cette forme concave si l'absorbeur est réalisés en forme demi-cylindrique. 6- Structure autoporteuse propre à la constitution de panneaux desti nés à la réalisation d'écrans anti-bruits suivant les revendications 1-2-3-4-5- en ce que l'élément appelé absorbeur peut,par un de ses grands côtés;être mis au contact de l'élément correspondant appelé réflecteur,l'autre côté de l'absorbeur étant distancé du réflecteur de telle sorte qu'une fente longitudinale soit aménagée,cette dispo sition générale offrant un volume clos formé au moins par les pa rois constituant le réflecteur et l'absorbeur respectivement,volume débouchant dans l'espace extérieur par une fente,toutes conditions réunies pour créer un résonateur à fente. 7- Structure autoporteuse propre à la constitution de panneaux desti nés à la réalisation d'écrans anti-bruits,suivant la revendication 1 - ,en ce que les dieux principaux éléments appelés reslectivtment réflecteurs et absorbeurs,disposés en vis à vis, sont recouverts par une forme horizontale faisant office de couverture,offrant à la fois une protection aux intempéries et une possibilité sup plémentaire d'augmenter les propriétés isolantes et absorbantes de la dite structure autoporteuse en ce que au moins la sous face de cette couverture peut également avoir des propriétés acoustiques absorbant les bruits à la réflexion. 8- Structure autoporteuse propre à la constitution de panneaux desti nés à la réalisation d'écrans anti-bruits suivant la revendica tion 1- en ce que les absorbeurs peuvent abriter dans leur partie concave ou dans leur forme en creux en général,en plus des produits absorbants les bruits à la réflexion,des appareillages d'éclairage ou différentes servitudes utiles à la signalisation,à la sonorisa tion,à la manifestation d'indications publicitaires.