Brevet FR2733261A1 — publié le 19961025

La présente invention se rapporte à un nouveau panneau d'isolation acoustique. Elle se rapporte également à un dispositif d'isolation acoustique utilisant les nouveaux panneaux selon l'invention. Elle se rapporte enfin à un nouvel élément de fixation utilisable avec les nouveaux panneaux selon l'invention. Le développement industriel, notamment la mise au point et l'utilisation de machines de plus en plus perfectionnées, se fait souvent au détriment de l'environnement, en particulier pour le personnel travaillant à côté de ces machines, et provoque un certain nombre de nuisances. L'une des nuisances la plus fréquemment rencontrée et liée au développement de machines de plus en plus puissantes est le bruit qu'elles occasionnent lors de leur fonctionnement. Par exemple, les alternateurs électriques en service aujourd'hui possèdent des niveaux sonores intérieurs correspondant à un niveau de pression acoustique global pondéré supérieur à 132 dB Lin., avec notamment un spectre du niveau sonore présentant deux pics émergeants à 100 Hz et 200 Hz. A 100 Hz, le niveau sonore peut atteindre 130 dB Lin. et à 200 Hz, il peut atteindre 125 dB Lin. Pour résoudre ce problème de bruit, il est exigé aujourd'hui que ces machines soient insonorisées et l'on mesure, pour évaluer le niveau d'insonorisation obtenu, le niveau de pression sonore à une distance d'un mètre à l'extérieur de la machine. Depuis plusieurs années, les degrés d'insonorisation demandés sont devenus de plus en plus élevés et difficiles à respecter. Ainsi, pour ce type de machine, le niveau sonore maximal demandé à un mètre de la machine est passé de 90 dBA à 85 dBA, et tend aujourd'hui vers 75 dBA. La technique la plus courante permettant de respecter ces niveaux d'insonorisation consiste à isoler la machine à l'intérieur d'une enceinte acoustique. De telles enceintes sont généralement réalisées en disposant une charpente constituée de poteaux et traverses, notamment métalliques, autour de la machine et à insérer entre les poteaux et traverses des panneaux isolants. Des recherches se sont alors développées pour mettre au point des panneaux isolants de plus en plus performants. Un premier type de panneau conventionnel consiste ainsi en un bac réalisé en tôle d'acier à l'intérieur duquel sont placées une ou plusieurs épaisseurs de laine de roche de masses volumiques différentes, éventuellement séparées par des tôles. Un second type de panneau conventionnel consiste en deux bacs réalisés en tôle et encastrés partiellement l'un dans l'autre, chaque bac contenant de la laine de roche de masse volumique différente. Un troisième type de panneau conventionnel consiste en deux bacs réalisés en tôle et séparés par un espace d'air, les deux bacs étant liés rigidement entre eux par des boulons. L'intérieur de chaque bac est alors rempli de laine de roche de masse volumique différente. Généralement, les panneaux décrits ci-dessus comportent de plus du côté de la machine à isoler, une plaque perforée maintenant en place la laine de roche et absorbant une partie des vibrations. Une description plus détaillée de ces panneaux sera donnée plus loin, en référence aux figures annexées à la présente demande de brevet. Cependant, même si le premier type de panneau permet d'arriver à un niveau sonore de 90 dBA et les deuxième et troisième types de panneaux à un niveau sonore de 85 dBA, ils ne permettent par contre pas d'isoler le bruit généré par une machine de façon suffisante pour enregistrer un niveau sonore maximal de seulement 75 dBA à un mètre de ladite machine. L'invention a pour principal but de remédier à cet inconvénient, en proposant un nouveau type de panneau d'isolation acoustique d'une performance supérieure. Un premier objet de la présente invention concerne donc un panneau d'isolation acoustique permettant de réduire le niveau sonore à un mètre à 75 dBA. Un second objet de la présente invention concerne un dispositif d'isolation acoustique utilisant les panneaux de l'invention. Un troisième objet de la présente invention concerne un élément de fixation des panneaux de la présente invention. Pour la commodité du langage, on désignera dans ce qui suit par bac "externe" le bac qui, lorsque le panneau est disposé autour de la machine à isoler, se trouve dans la position la plus éloignée de ladite machine et par bac "interne" le bac qui se trouve dans la position la plus proche de la machine. Le nouveau panneau d'isolation acoustique selon l'invention, notamment pour machines électriques, comprenant un bac externe et un bac interne sensiblement parallèles et séparés par un espace d'air, lesdits bacs externe et interne étant maintenus dans une position déterminée l'un par rapport à l'autre par plusieurs organes de liaison, se caractérise en ce que lesdits bacs externe et interne comportent à l'intérieur de ceux-ci au moins un matériau absorbant les sons et de préférence au moins un matériau absorbant les vibrations et en ce que lesdits organes de liaison sont élastiques. Selon une première forme de réalisation de la présente invention, les organes de liaison élastiques consistent en des boudins. Selon cette forme de réalisation, chaque extrémité des boudins comporte un moyen, connu en soi, permettant de fixer le bac interne ou le bac externe. Il pourra s'agir par exemple d'un système vis-écrou conventionnel. Avantageusement, les boudins sont réalisés en un matériau élastique. On citera à titre d'exemples non limitatifs de matériaux élastiques utilisables, le caoutchouc naturel ou synthétique et ses dérivés, par exemple le caoutchouc styrène-butadiène, les matières plastiques telles que les élastomères naturels ou synthétiques, les produits butyles, etc. Selon une autre forme de réalisation de la présente invention, les organes de liaison consistent en des ressorts. Avantageusement, les organes de liaison sont au moins au nombre de trois, afin de maintenir correctement les bacs externe et interne l'un par rapport à l'autre tout en assurant une élasticité satisfaisante desdits bacs l'un par rapport à l'autre. Selon l'invention, l'intérieur des bacs externe et interne est rempli avec au moins un matériau à haut pouvoir d'absorption des sons. On citera à titre d'exemples non limitatifs de matériaux utilisables, la laine de roche, la laine de verre, les mousses synthétiques, les feutres, les fibres métalliques ou céramiques, etc. De préférence, le matériau absorbant est revêtu d'une couche externe de tissu ou voile de verre, film d'aluminium ou similaires, afin d'éviter qu'il ne se désagrège. Selon une variante d'exécution de la présente invention, le matériau à haut pouvoir d'absorption des sons consiste en un mélange de plusieurs des matériaux décrits ci-dessus. A titre d'exemples non limitatifs de matériau absorbant les sons utilisables dans le cadre de la présente invention, on citera ceux commercialisés sous la dénomination laine de roche par les sociétés Rockwool, France et Saint Gobain, France et ceux commercialisés sous les dénominations RESORBSON et BARSONd5' par la société ENAC, France. De préférence, les bacs externe et interne peuvent contenir, en plus du matériau à haut pouvoir d'absorption des sons, au moins un matériau absorbant les vibrations. On citera, à titre d'exemples non limitatifs de matériaux utilisables, les matériaux viscoélastiques tels que le monomère éthylène-propylène-diène, le latex et les masses anti-résonantes, par exemple de type autocollantes. Selon une forme particulière de réalisation de la présente invention, le matériau absorbant les vibrations consiste en un mélange de plusieurs des matériaux décrits ci-dessus. A titre d'exemples non limitatifs de matériaux absorbant les vibrations utilisables dans le cadre de la présente, on citera les produits commercialisés sous les dénominations AMORTSONs et BRISERONS par la société ENAC, France. Le panneau isolant selon l'invention comporte de plus une plaque perforée maintenue de façon élastique contre le bac interne. Avantageusement, la plaque perforée est positionnée du côté de la machine à isoler et ferme le bac interne. Cette plaque est montée de façon "flottante", par exemple en étant maintenue entre les bords pliés du bac interne grâce à la compression du matériau absorbant les sons. La plaque perforée permet tout d'abord de maintenir le matériau absorbant présent à l'intérieur du bac interne. Le montage flottant permet également une dissipation de l'énergie vibratoire, notamment en basse fréquence. Enfin, la plaque perforée a un rôle absorbant des sons. De préférence, le degré de perforation est calculé en fonction de la gamme de fréquence de la machine et de la valeur du coefficient d'absorption mesuré à partir d'essais au tube de Kundt ou en salle réverbérante. Avantageusement, les perforations représentent d'environ 0 % à environ 50 % de la surface totale de la plaque, de préférence d'environ 0,5 % à environ 40 %. De préférence, les masses volumiques et/ou l'épaisseur du ou des matériaux absorbants contenus dans le bac externe et le bac interne sont différentes entre elles. En effet, chaque matériau possède une fréquence critique à laquelle l'isolement acoustique du matériau s'effondre. Pour éviter une accumulation de baisses, des matériaux de masses volumiques et/ou d'épaisseurs différentes sont choisis. Avantageusement, le matériau absorbant contenu dans le bac interne possède une masse volumique plus faible que celle de celui contenu dans le bac externe, afin de ne pas trop solliciter les organes de liaison et fragiliser l'ensemble. De même, la masse du bac interne est avantageusement plus faible que celle du bac externe. L'épaisseur de l'espace d'air présent entre le bac interne et le bac externe peut varier selon les matériaux utilisés et le type de machine à isoler. Généralement, cet espace d'air variera entre environ 10 mm et environ 100 mm, de préférence entre environ 20 mm et environ 60 mm. L'invention concerne également un dispositif pour l'isolation acoustique, notamment de machines électriques. Le dispositif selon l'invention comprend un ensemble de poteaux et de traverses formant une charpente autour de la machine à isoler et une pluralité de panneaux isolants amovibles reposant contre lesdits poteaux et/ou traverses par des éléments de fixation et se caractérise en ce que lesdits panneaux isolants amovibles sont montés de façon élastique contre lesdits poteaux et/ou traverses. Le montage élastique du dispositif selon l'invention permet alors de limiter la transmission des vibrations entre la charpente fixée rigidement à la machine ou au sol et les panneaux isolants amovibles. Avantageusement, les panneaux isolants amovibles sont tels que définis dans ce qui précède. Selon une forme de réalisation préférée de la présente invention, les bacs externe et interne sont de dimensions différentes. Avantageusement, le bac interne est de dimension plus petite que le bac externe, de façon à pouvoir venir s'encastrer, au moins partiellement, entre deux poteaux et/ou traverses, le bac externe dans cette forme de réalisation étant alors positionné contre la face avant d'un poteau ou d'une traverse. Le dispositif d'isolation selon l'invention comporte de plus un ou plusieurs moyens formant joint isolant élastique disposés entre les panneaux et les poteaux et/ou traverses, pour amortir à la fois les vibrations dues au fonctionnement de la machine et assurer une étanchéité satisfaisante du dispositif. De préférence, les joints élastiques consistent en des mousses à base notamment de poly(chlorure de vinyle), produit nitrilé ou caoutchouc, résistants aux agressions de l'eau, de l'huile et à la température. Selon une forme de réalisation de la présente invention, les moyens formant joint sont écrasés de façon contrôlée lors du montage du dispositif, afin de ne pas recoupler mécaniquement le panneau à la structure isolée et annuler par là même le montage "flottant". De préférence, la valeur d'écrasement des joints est comprise entre environ 10 % et environ 30 %. Le dispositif selon l'invention utilise également des éléments de fixation comprenant chacun: - une pièce interne venant en appui contre un poteau ou une traverse et munie d'un premier système de fixation audit poteau ou traverse; - une pièce externe munie d'un second système de fixation, lesdites pièces interne et externe étant reliées l'une avec l'autre par un système élastique, - un élément formant patte venant en appui contre ladite pièce externe et maintenant en position deux panneaux contigus, par l'intermédiaire du second système de fixation. Dans le cadre de la présente invention, on entend par pièce interne la pièce la plus proche de la machine à isoler et par pièce externe celle la plus éloignée de ladite machine à isoler. Selon l'invention, le système élastique est réalisé en un matériau tel que caoutchouc, élastomère naturel ou synthétique, etc. ou consiste en un ou plusieurs ressorts. Les premier et second systèmes de fixation sont classiques en euxmêmes et peuvent consister notamment en des systèmes de type boulonnage. L'invention concerne également un élément de fixation élastique et son utilisation pour maintenir en place de façon "flottante" des panneaux d'isolation. L'élément de fixation élastique selon l'invention se caractérise en ce qu'il comprend: - une pièce interne venant en appui contre un poteau ou une traverse et munie d'un système de fixation audit poteau ou traverse; - une pièce externe munie d'un élément de fixation, lesdites pièces interne et externe étant reliées l'une avec l'autre par un ou plusieurs ressorts, - un élément formant patte venant en appui contre ladite pièce externe et maintenant en position deux panneaux contigus. Il va de soi que l'élément de fixation élastique décrit ci-dessus trouve une application particulièrement préférée avec les panneaux et le dispositif d'isolation objets de la présente invention, mais peut également être utilisé avec la même efficacité pour la fixation de panneaux isolants conventionnels ou d'autres systèmes. Des avantages et caractéristiques supplémentaires de l'invention apparaîtront encore à la lumière de la description plus détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré de la présente invention, donné à titre illustratif et non limitatif, ainsi qu'aux figures qui s'y rapportent et dans lesquelles - la figure 1A représente une vue schématique en coupe horizontale d'un premier panneau d'isolation de l'art antérieur; - la figure 1B représente une vue schématique en coupe horizontale d'un second panneau d'isolation de l'art antérieur; - la figure 1C représente une vue schématique en coupe horizontale d'un troisième panneau d'isolation de l'art antérieur; - la figure 2 représente une vue schématique en coupe horizontale d'un mode de réalisation du panneau isolant selon la présente invention; ; - la figure 3A représente une vue schématique en coupe horizontale d'un détail d'un premier dispositif d'isolation de l'art antérieur; - la figure 3B représente une vue schématique en coupe horizontale d'un détail d'un second dispositif d'isolation de l'art antérieur; - la figure 4 représente une vue schématique en coupe horizontale d'un détail d'un mode de réalisation du dispositif d'isolation selon la présente invention; et - la figure 5 représente une vue schématique en coupe horizontale d'un mode de réalisation de l'élément de fixation selon la présente invention. En se référant maintenant à la figure 1A, un premier panneau isolant selon l'art antérieur comprend un bac 1 en tôle d'acier contenant deux épaisseurs de laine de roche 2, 3 de masses volumiques différentes, lesdites épaisseurs étant séparées par une tôle flottante 4. Le bac 1 est fermé par une tôle perforée 5 venant en appui contre les bords du bac 1. Le type de panneau décrit ci-dessus permet généralement d'obtenir un niveau sonore à un mètre de 90 dBA. Un second type de panneau isolant de l'art antérieur est montré sur la figure 1B, dans lequel un premier bac 6 en tôle d'acier contenant de la laine de roche 7 reçoit un second bac 8 venant s'encastrer dans le premier bac 6. Le second bac 8 contient également une épaisseur de laine de roche 9 de masse volumique différente de celle de la laine de roche 7. Le second bac 8 est fermé par une plaque perforée 10 venant en appui contre les bords du second bac 8. Un troisième type de panneau isolant de l'art antérieur est illustré sur la figure 1C. Dans ce type, le panneau se compose de deux bacs, un bac externe 11 en tôle d'acier et un bac interne 13 en tôle d'acier. Le bac externe 1 1 contient de la laine de roche 12 et le bac interne 13 de la laine de roche 14 de masse volumique différente de celle de la laine de roche 12. Le bac interne 13 comporte une plaque perforée 15. Les deux bacs 11 et 13 sont séparés par des joints 16 et fixés l'un avec l'autre par des boulons 17. Dans ce type de panneau, un espace d'air 18 est prévu entre les deux bacs 1 1 et 13 pour améliorer ses propriétés d'isolation. Les panneaux de ces deux derniers types peuvent généralement atteindre un niveau sonore à un mètre de 85 dBA. En se référant maintenant à la figure 2, un mode de réalisation du panneau selon la présente invention est illustré. Le panneau selon l'invention comporte un bac externe 19 en tôle d'acier, contenant éventuellement un matériau viscoélastique (monomère éthylène propylène-diène) collé sur sa face interne et contenant de la laine de roche 20. Le panneau selon l'invention comporte un bac interne 21 en tôle d'acier contenant de la laine de roche 22 d'une masse volumique différente de celle de la laine de roche 20, ainsi éventuellement qu'un matériau viscoélastique monomère éthylènepropylène-diène collé sur le bac interne 21. Le bac interne 21 est muni d'une plaque perforée 23 en tôle d'acier reposant sur les bords 24 du bac interne 21 et plaquée contre ceux-ci grâce à la compression de la laine de roche 22. Le bac interne 21 et le bac externe 19 sont fixés l'un par rapport à l'autre de façon élastique par des boudins 25 en caoutchouc. Des systèmes visécrou 26, 26' assurent la fixation du bac externe 19 et du bac interne 21 respectivement à chaque extrémité des boudins 25. Un espace d'air 27 d'une épaisseur de 50 mm est prévu entre les bacs externe 19 et interne 21 pour améliorer encore les propriétés isolantes du panneau. Comme il apparaît de l'examen de la figure 2, le bac externe 19 est de dimension légèrement supérieure à celle du bac interne 21. Ceci permet un montage encastré du panneau de l'invention entre deux poteaux 28, de telle sorte que le bac interne 21 soit situé entre deux poteaux 28 et que les extrémités du bac externe 19 viennent en appui contre la face externe des poteaux 28. Le montage des panneaux selon l'invention sera décrit plus en détail dans ce qui suit. En se rapportant maintenant aux figures 3A et 3B, des détails de systèmes de montage conventionnels rigides de panneaux isolants autour d'une machine à isoler sont représentés. Plus particulièrement est montrée sur ces figures la fixation des panneaux sur les poteaux ou traverses constituant la charpente disposée autour de la machine. En se référant maintenant à la figure 3A, deux panneaux isolants 29 et 30 sont placés de chaque côté d'un poteau 31. Le poteau 31 porte des plats en tôle d'acier 32 boulonnés. Les deux panneaux 29 et 30 sont dans cette forme de réalisation encastrés de chaque côté du poteau 31. Ils sont maintenus par serrage entre les plats 32 et une feuillure munie d'un joint 34 disposée sur le poteau 31. En considérant maintenant la figure 3B, un second type de montage est illustré dans lequel les panneaux isolants 35 et 36 sont montés en partie encastrés de chaque côté d'un poteau 37. La fixation rigide et le maintien des panneaux 35 et 36 sont assurés par une bobine rigide 38 en acier fixée sur le poteau 37 et comportant à son extrémité un profil en tôle d'acier 39. Le profil 39 vient en appui contre les extrémités des deux panneaux 35 et 36 et un écrou 40 est vissé jusqu'à ce que le profil 39 soit fixé rigidement sur la bobine 38. La hauteur de la bobine 38 permet de contrôler l'écrasement du joint 41. Des joints en poly(chlorure de vinyle) 41 assurent l'étanchéité et une élasticité relative entre les panneaux et la structure. La figure 4 illustre un mode de réalisation de la présente invention, utilisant un mode de fixation élastique des panneaux sur les poteaux ou traverses formant la charpente. En se rapportant maintenant à la figure 4, deux panneaux 42 et 43 sont partiellement encastrés de chaque côté d'un poteau 44. Un élément de fixation élastique 45 (qui sera décrit plus en détail dans ce qui suit, en référence à la figure 5) est fixé sur le poteau 44. Un profil en acier 46 vient en appui contre les extrémités des deux panneaux 42 et 43 et est serré par l'intermédiaire de l'écrou 47. Des joints en poly(chlorure de vinyle) 48 et 49 sont disposés entre le poteau 44 et les panneaux 42 et 43, de façon à assurer une étanchéité de l'assemblage et une élasticité relative des panneaux par rapport au poteau. La figure 5 représente un mode de réalisation de l'élément de fixation référencé en 45 sur la figure 4. L'élément de fixation comporte une pièce interne 50 en forme de U sur laquelle est prévu un écrou 51 permettant la fixation de la pièce interne 50 sur un poteau ou un élément de charpente. L'élément de fixation comporte également une pièce externe 52 en forme de U renversé venant se superposer en partie sur la pièce interne 50. La pièce 52 comporte également un système de fixation 53 destiné à recevoir et à bloquer le profil 46 illustré sur la figure 4. Les pièces interne 50 et externe 52 sont liées entre elles par des ressorts 54. Les pièces 50 et 52 sont réalisées en acier. Il va de soi que l'invention ne se limite nullement aux formes de réalisation préférées qui viennent d'être décrites, mais en embrasse au contraire toutes les variantes. L'homme du métier pourra adapter par de simples essais de mise au point la présente invention, sans pour autant sortir du cadre des caractéristiques essentielles de celle-ci, telles que définies dans les revendications qui suivent. Revendications. 1. Panneau d'isolation acoustique, notamment pour machines électriques, comprenant un bac externe (19) et un bac interne (21) sensiblement parallèles et séparés par un espace d'air (27), lesdits bacs externe (19) et interne (21) étant maintenus dans une position déterminée l'un par rapport à l'autre par plusieurs organes de liaison, caractérisé en ce que lesdits bacs externe (19) et interne (21) comportent à l'intérieur de ceux-ci au moins un matériau absorbant les sons et de préférence au moins un matériau absorbant les vibrations et en ce que lesdits organes de liaison sont élastiques. 2. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits organes de liaison consistent en des boudins (25) comportant à chacune de leurs extrémités des moyens de fixation (26, 26') desdits bacs externe (19) et interne (21). 3. Panneau selon la revendication 2, caractérisé en ce que les boudins (25) sont réalisés en une matière élastique, notamment en caoutchouc naturel ou synthétique, élastomère naturel ou synthétique, caoutchouc styrènebutadiène, produit butyle. 4. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits organes de liaison consistent en des ressorts. 5. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits organes de liaison sont au nombre d'au moins trois. 6. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit matériau absorbant les sons consiste notamment en de la laine de roche éventuellement revêtue, de la laine de verre, des mousses synthétiques, des fibres métalliques ou céramiques, du feutre ou leurs mélanges. 7. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit matériau absorbant les vibrations consiste notamment en un matériau viscoélastique, par exemple le monomère éthylène-propylènediène, le latex, les masses anti-résonantes ou leurs mélanges. 8. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit bac interne (19) comporte de plus une plaque perforée (23) maintenue de façon flottante contre ledit bac interne (21). 9. Panneau selon la revendication 8, caractérisé en ce que les perforations de ladite plaque (23) représentent d'environ 0 % à environ 50 % de la surface totale de ladite plaque (23), de préférence d'environ 0,5 % à environ 40 %. 10. Panneau selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que ladite plaque perforée (23) est en appui contre des bords pliés dudit bac interne (21) et est maintenue dans cette position grâce à la compression dudit matériau absorbant les sons. 11. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la masse volumique et/ou l'épaisseur du matériau absorbant les sons à l'intérieur du bac interne (21) est différente de la masse volumique et/ou de l'épaisseur du matériau absorbant les sons à l'intérieur du bac externe (19). 12. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la masse du bac interne (21) est plus faible que la masse du bac externe (19). 13. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'épaisseur de l'espace d'air (27) présent entre les bacs externe (19) et interne (21) est comprise entre environ 10 mm et environ 100 mm, de préférence entre environ 20 mm et environ 60 mm.