Brevet FR2923642A1 — publié le 20090515

DISPOSITIF D'ISOLATION PHONIQUE POUR INSONORISER UN LOCAL, UN COMPARTIMENT MACHINE OU SIMILAIRE Domaine technique : La présente invention concerne un dispositif d'isolation phonique pour insonoriser un local, un compartiment machine ou similaire, comportant au moins une couche phonique réalisée dans au moins un matériau absorbant acoustique. 10 Technique antérieure : Les applications dans lesquelles on cherche à réduire les nuisances sonores sont largement répandues dans différents domaines techniques, tels que l'industrie du bâtiment, les machines outils, l'industrie automobile, etc. 15 Une des cibles identifiées concerne l'insonorisation du compartiment moteur d'un véhicule. Les contraintes techniques imposées par les constructeurs automobiles sont toujours plus exigeantes. De ce fait, le cahier de charges du dispositif d'insonorisation évolue vers plus de contraintes. Les performances d'absorption 20 phonique doivent être optimales, constantes dans le temps, et couvrir une large gamme de fréquences sonores, par exemple de 400 à 10000 Hz, en vue de réduire au maximum les nuisances sonores générées par le moteur aussi bien au ralenti qu'en pleine vitesse. Son coût doit être faible, il doit permettre un gain de poids, être peu encombrant et relativement souple pour pouvoir se loger entre le moteur et le capot 25 du compartiment, il doit résister à des températures plus élevées, par exemple jusqu'à 200°C, être durable et imputrescible, hydrophobe et avoir un pouvoir d'absorption des fluides le plus faible possible (huile, eaux de ruissellement, etc.) pour éviter toute dégradation de ses performances acoustiques, il doit être réalisé en matériaux recyclables pour répondre aux contraintes écologiques actuelles.5 A ce jour, aucun produit insonorisant connu et utilisé dans ce type d'application ne répond à l'ensemble de ces exigences. Un des produits commercialisé sous la marque Thynsulate� par la société 3M est réalisé sous la forme d'un feutre à partir de fibres polypropylène et ne donne pas satisfaction en termes de durabilité, de recyclage et de réduction d'absorption des fluides. De plus, ses performances acoustiques sont insuffisantes en basses et moyennes fréquences, et ses bonnes performances acoustiques en hautes fréquences se dégradent très rapidement dès qu'il est en présence d'humidité, d'huiles ou d'hydrocarbures. Un autre produit comporte une mousse de polyuréthanne ensachée dans un film en polypropylène, mais a l'inconvénient d'être un produit cher, en plus des problèmes de durabilité, de recyclage et de performances acoustiques en hautes fréquences. Un autre produit réalisé en mousse de polyéthylène et de polypropylène réticulée et thermoformée a des performances acoustiques insuffisantes et n'est pas recyclable. Un autre produit réalisé en polypropylène soufflé a l'inconvénient d'être cher et lourd. Exposé de l'invention : La présente invention vise à résoudre ce problème en proposant un nouveau dispositif d'insonorisation capable de répondre à toutes les exigences mentionnées ci-dessus, notamment pour une application moteur, mais pouvant également se décliner en d'autres variantes avec des caractéristiques différentes pour d'autres applications. Dans ce but, l'invention concerne un dispositif du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que ladite couche phonique est recouverte sur au moins une de ses faces destinée à être du côté d'une source de bruit, d'un écran de protection perméable à l'air agencé pour laisser passer les ondes sonores en provenance de la source de bruit vers la couche phonique dans laquelle elles sont capturées, et empêcher qu'elles ne ressortent. Grâce à cette construction, on améliore considérablement les performances acoustiques de la couche phonique. Dans une forme de réalisation préférée, la couche phonique est réalisée dans un matériau synthétique expansé à cellules ouvertes et/ou fermées, comme par exemple une mousse à base de polyoléfine commercialisée sous la marque Quash�, mais peut aussi être réalisée dans un matériau fibreux, selon les applications. De même, cette couche phonique peut présenter la forme d'un panneau d'épaisseur sensiblement constante ou d'un panneau alvéolé définissant un profil sensiblement sinusoïdal dans deux directions orthogonales. Cette couche phonique peut aussi comporter des perforations et/ou micro-perforations traversantes pour améliorer ses performances acoustiques. Selon les applications, l'écran de protection peut comporter un voile en non tissé et/ou un film métallisé qui forme une barrière thermique. De même, cet écran de protection peut comporter des perforations et/ou micro perforations le rendant perméable à l'air. Dans la forme de réalisation préférée, l'écran de protection est disposé sur ladite couche phonique du côté des alvéoles ou du côté plan. La couche phonique peut dans certaines applications être recouverte sur ses deux faces par ledit écran de protection. 15 20 25 De manière avantageuse, l'écran de protection et la couche phonique sont intimement liés par thermocollage ou thermo-soudure. L'invention concerne également l'utilisation d'un dispositif d'isolation phonique tel que défini ci-dessus pour insonoriser un compartiment moteur de véhicule. Description sommaire des dessins : La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation du dispositif d'isolation phonique de l'invention, la figure 2 est une vue en coupe agrandie du dispositif de la figure 1, la figure 3 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation du dispositif de l'invention, la figure 4 est une vue en coupe agrandie du dispositif de la figure 3, la figure 5 est une vue similaire à la figure 4 d'une partie découpée du dispositif de la figure 3, et la figure 6 est un graphe illustrant les performances d'absorption phonique du dispositif de l'invention. Illustrations de l'invention : En référence aux figures 1 et 2, le dispositif d'isolation phoniquelO selon l'invention se présente sous la forme d'un panneau d'épaisseur constante, qui peut avoir une géométrie plane ou autre pour s'adapter à tout type de support destiné à insonoriser un local, un compartiment machine ou similaire. Selon la composition du panneau, il peut être thermoformé. Ce panneau peut avoir un pourtour polygonal ou autre en fonction dudit support concerné. L'épaisseur du panneau dépend bien entendu de l'application concernée et peut être comprise par exemple entre 5 et 50mm. Ce panneau comporte une ou plusieurs couches phoniques 1l réalisées dans un ou plusieurs matériaux ayant d'excellentes propriétés acoustiques par absorption phonique, et notamment dans un matériau recyclable, tel que des fibres comme la laine de roche, une mousse synthétique en polyéthylène, polyuréthanne, polypropylène ou similaire, à cellules ouvertes et/ou fermées. Un des exemples connus pour ses bonnes performances acoustiques est une mousse à base de polyoléfine commercialisée sous la marque Quash� par la société The Dow Chemical Company. Ce produit est une mousse résiliente, souple et déformable, de faible densité (32 kg/m3), résistante à la chaleur jusqu'à 90°C (gamme FR2000), lavable, autoportante. Sa structure est idéale pour la fabrication de panneaux acoustiques nécessitant une capacité d'absorption phonique et d'atténuation des vibrations. Sa structure unique à cellules fermées le rend très résistant à l'eau et à la plupart des agents chimiques. Recyclable à 100% et répondant aux normes anti-feu, ce produit est adapté à la plupart des secteurs industriels. Bien entendu l'invention ne se limite pas à l'utilisation de ce produit mais s'étend à tout autre matériau acoustique connu et à venir. Cette couche phonique 11 peut comporter des perforations et/ou micro-perforations 13 traversantes qui permettent d'améliorer encore ses performances acoustiques. La couche phonique 11 est recouverte sur au moins une de ses faces, située du côté de la source de bruit, d'un écran de protection 12 assemblé intimement à la couche phonique 11, par collage, thermocollage, thermo-soudure ou autre moyen, en fonction des matières utilisées, par tout procédé connu tel que le calandrage, le laminage, le surmoulage, etc. Bien entendu et selon les variantes de réalisation, cet écran de protection 12 peut être prévu sur les deux faces de la couche phonique 11. Cet écran de protection 12 est de préférence souple et relativement fin, de l'ordre de quelques microns. Il est perméable à l'air pour laisser passer les ondes sonores en provenance de la source de bruit vers la couche phonique 11 dans laquelle elles sont capturées, et pour empêcher qu'elles ne ressortent. Cet écran de protection 12 améliore ainsi considérablement les performances acoustiques du dispositif 10. Si le cahier de charges n'impose pas une tenue en température élevée, l'écran de protection 12 comporte au moins un voile de non tissé ou similaire, réalisé à partir de fibres synthétiques comme du polyester ou similaire, ce voile de non tissé étant perméable à l'air soit par porosité due à une structure aérée, soit par perforations et/ou micro-perforations, soit par une combinaison des deux. A l'inverse, si le cahier de charges impose une tenue en température élevée, comme par exemple 200°C pour une application moteur, cet écran de protection 12 comporte au moins une feuille métallisée, comme par exemple une feuille ou un film en aluminium, aluminisé ou similaire, qui forme une barrière thermique réfléchissante. Cette feuille métallisée peut être utilisée seule ou en combinaison avec le voile de non tissé mentionné ci-dessus. Dans ce cas également, l'écran de protection 12 est rendu perméable à l'air soit par porosité de la matière, soit par des perforations et/ou micro-perforations 14, soit par une combinaison des deux. Ces perforations et/ou micro-perforations 14 peuvent être réalisées par tout moyen connu et par exemple au moyen d'un rouleau à aiguilles ou à picots, sur l'écran de protection 12 seul ou sur l'écran de protection 12 assemblé à la couche phonique 11 pour créer simultanément les perforations et/ou micro-perforations 13. Le diamètre des perforations et/ou micro-perforations est fonction du diamètre des aiguilles ou des picots, et leur intervalle peut être constant comme par exemple tous les 5 ou 10 mm, ou variable, ou aléatoire selon le moyen choisi. Ce film de protection 12 peut comporter une pellicule adhésive ou similaire, comme par exemple une pellicule en polyéthylène, permettant son assemblage à la couche phonique 11 par thermocollage ou autre. D'autres moyens d'assemblage équivalents peuvent convenir. Meilleure manière de réaliser l'invention : Les figures 3 à 5 illustrent une autre forme de réalisation d'un dispositif d'isolation phonique 20 selon l'invention, dans lequel la couche phonique 21a, 21b n'a pas une épaisseur constante mais comporte une combinaison d'alvéoles 25 et de circonvolutions 26 alternées, donnant en surface un aspect de boite à oeufs, de sorte que le profil de la couche phonique 21a, 21b dans deux directions orthogonales a sensiblement la forme d'une sinusoïde 27. Cette forme particulière est obtenue à partir d'un panneau 21 de matériaux acoustiques de forme plane, découpé par un procédé et une machine connus pour découper par exemple des panneaux de mousse utilisés dans le domaine de l'emballage, de la literie, etc. Cette forme particulière permet de réduire la quantité de matière de la couche phonique 21a, 21b nécessaire pour réaliser le dispositif 20 étant donné qu'un panneau 21 ayant une épaisseur de 30mm par exemple permet de créer deux panneaux 21a, 21b ayant une épaisseur de 20mm prise au sommet des circonvolutions 26. Cette forme particulière permet également d'augmenter la surface d'absorption phonique. Dans cette variante, on dispose l'écran de protection 22 de préférence du côté des alvéoles 25 et on le lie au sommet des circonvolutions 26 ou on le tend au dessus des circonvolutions 26 et on le lie en périphérie de la couche phonique 21a, 21b. On crée ainsi une lame d'air ou des poches d'air à l'intérieur des alvéoles 25 fermées par l'écran de protection 22, ce qui augmente également les performances acoustiques du complexe obtenu. Bien entendu, dans cette variante de réalisation préférée de l'invention, on peut combiner les différentes options énumérées en référence à la première forme de réalisation illustrée par les figures 1 et 2, à savoir les perforations et/ou micro-perforations 23, 24 dans l'écran de protection 22 et/ou la couche phonique 21a, 21b, l'écran de protection 22 sur la face plane ou sur les deux faces de la couche phonique 21a, 21b, l'écran de protection 22 métallisé pour former une barrière thermique ou combiné avec un voile de non tissé, le dispositif 20 thermoformé, etc. Possibilités d'application industrielle : Le dispositif d'isolation phonique 10, 20 est constitué de produits simples, peu onéreux, qui peuvent s'assembler facilement et est donc reproductible et utilisable dans toute application nécessitant l'insonorisation d'un local, d'un compartiment machine ou similaire. Pour démontrer l'amélioration des performances acoustiques apportées par le dispositif 20 de l'invention, on a effectué des mesures acoustiques dans une cabine Alpha normalisée sur plusieurs produits. La figure 6 illustre un graphe représentant en abscisses les fréquences acoustiques et en ordonnées le coefficient d'absorption phonique de plusieurs produits testés à surface équivalente. La courbe A représentée en trait plein fin correspond au dispositif 20 de l'invention dans la variante suivante : couche phonique alvéolée de 20mm d'épaisseur en mousse Quash� avec un écran de protection 22 en voile de non tissé tendu au dessus des circonvolutions 26. La courbe B représentée en traits interrompus correspond au dispositif 20 de l'invention dans la variante suivante : couche phonique alvéolée de 25mm d'épaisseur en mousse Quash� avec un écran de protection 22 en film métallisé thermo-soudé au sommet des circonvolutions 26 et micro-perforé sous les 10mm. La courbe C représentée en trait plein fort correspond au dispositif 20 de l'invention dans la variante suivante : couche phonique alvéolée de 20mm d'épaisseur en mousse Quash� avec un écran de protection 22 en film métallisé thermo-soudé au sommet des circonvolutions 26 et micro-perforé sous les 5mm. On constate aisément que les performances phoniques du dispositif 20 de l'invention qui est un produit complexe combinant au moins une couche phonique 21a, 21b et un écran de protection 22 sont augmentées dans les basses et moyennes fréquences et sont sensiblement constantes dans les moyennes et hautes fréquences. 8 Ainsi, le dispositif selon l'invention permet d'atteindre de très bonnes performances acoustiques sur une plage de fréquences plus grande que les produits existants. De plus, il constitue un produit durable (durée de vie supérieure à 3 ans) de part ses capacités à ne pas absorber d'humidité, d'huiles ou d'hydrocarbures contrairement aux produits existants, 100% recyclable, très léger (480g/m2 pour une mousse alvéolée Quash� de 20mm d'épaisseur), de faible densité (32 kg/m3) et économique. Grâce à sa barrière thermique, il peut résister à une température supérieure à 200°C et est de ce fait compatible avec une application � moteur �. Il ressort clairement de cette description que l'invention permet d'atteindre les buts fixés. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées. Revendications 1. Dispositif d'isolation phonique (10, 20), notamment pour insonoriser un local, un compartiment machine ou similaire, comportant au moins une couche phonique (11, 21a, 21b) réalisée dans au moins un matériau absorbant phonique, caractérisé en ce que ladite couche phonique (1l, 21a, 21b) est recouverte sur au moins une de ses faces destinée à être du côté d'une source de bruit, d'un écran de protection (12, 22) perméable à l'air agencé pour laisser passer les ondes sonores en provenance de la source de bruit vers la couche phonique dans laquelle elles sont capturées et pour empêcher qu'elles ne ressortent. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche phonique (11, 21a, 21b) est réalisée dans un matériau synthétique expansé à cellules ouvertes et/ou fermées. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite couche phonique (11, 21a, 21b) comporte une mousse à base de polyoléfine commercialisée sous la marque Quash�. 20 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche phonique (11, 21a, 21b) est réalisée dans un matériau fibreux. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche phonique (11) présente la forme d'un panneau d'épaisseur sensiblement constante. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche phonique (21a, 21b) présente la forme d'un panneau alvéolé définissant un profil sensiblement sinusoïdal dans deux directions orthogonales. 10 25 7. Dispositif selon l'une quelconque revendication précédente, caractérisé en ce que ladite couche phonique (11, 21a, 21b) comporte des perforations et/ou micro-perforations (13) traversantes. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit écran de protection (12, 22) comporte au moins un voile en non tissé. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit écran de protection (12, 22) comporte au moins un film métallisé formant une barrière thermique. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit écran de protection (12, 22) comporte au moins un film métallisé formant une barrière thermique superposé à au moins un voile en non tissé. 15 11. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que ledit écran de protection (12, 22) comporte des perforations et/ou micro perforations (13). 12. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit écran de protection (22) est disposé sur ladite couche phonique (21a, 21b) du côté des alvéoles (25). 13. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit écran de protection (22) est disposé sur ladite couche phonique (2la, 21b) du côté plan. 14. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche phonique 25 (11, 21a, 21b) est recouverte sur ses deux faces par ledit écran de protection (12, 22). 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écran de protection (12, 22) et ladite couche phonique (11, 21a, 21b) sont intimement liés par thermocollage ou thermo-soudure. 20 16. Utilisation d'un dispositif d'isolation phonique (10, 20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour insonoriser un compartiment moteur de véhicule.5