Brevet FR2946670A1 — publié le 20101217

L'invention concerne l'absorption sonore, et plus particulièrement la mise en oeuvre d'un mur anti-bruit destiné à être interposé entre une voie de circulation telle qu'une autoroute et une zone habitée. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Afin de diminuer la nuisance sonore que subissent les riverains d'une voie de circulation, on prévoit des murs dits anti-bruit qui sont implantés de part et d'au- tre de cette voie de circulation, de manière à atténuer la nuisance sonore qu'engendre le passage de véhicules sur cette voie de circulation. D'une manière générale, la construction de ces murs met en oeuvre différents matériaux tels que du bois, du béton, du verre, des éléments végétaux, pris seuls ou en combinaison, de manière à constituer un mur capable de réfléchir et/ou d'absorber le bruit produit par les véhicules. Dans ce domaine, le choix des matériaux et leur dimensionnement est déterminant quant à l'efficacité du mur anti-bruit, c'est à dire l'atténuation de niveau sonore qu'il introduit entre la voie de circulation en elle-même et la zone d'habitation située au delà du mur. Ces murs anti-bruit ont une efficacité significa- tive vis-à-vis des composantes du signal sonores ayant des fréquences élevées dans le spectre du son généré par les véhicules, mais leur efficacité est beaucoup plus restreinte en ce qui concerne les composantes ayant des fréquences basses dans ce spectre. A titre indicatif, le spectre du signal sonore généré par les véhicules circulant sur une voie a une étendue importante, allant de basses fréquences de l'ordre de 50 Hz à des fréquences plus élevées valant quelques milliers de Hertz. Compte tenue de cette situation, la mise en oeuvre d'un mur anti-bruit présentant une efficacité réelle sur l'ensemble du spectre sonore, avec un coût de mise en oeuvre acceptable reste problématique, du fait des compo- santes basses fréquences du spectre sonore qui produisent un son de type bourdonnement qui est difficile à atténuer. OBJET DE L'INVENTION Le but de l'invention est de proposer une solu- tion pour remédier à cet inconvénient. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'invention a pour objet un élément de mur anti-bruit, comprenant une colonne et des pneus engagés autour de cette colonne, chaque pneu entourant la colonne et comportant une bande de roulement et deux flancs terminés chacun par un bord interne circulaire longeant la face externe de cette colonne, de telle manière que chaque pneu délimite conjointement avec la colonne une cavité torique, et dans lequel chaque pneu corn- prend au niveau de sa bande de roulement ou de l'un de ses flancs, au moins une ouverture traversante mettant en communication la cavité avec l'environnement externe pour constituer un col formant avec la cavité un système ré-agissant comme un résonateur d'Helmoltz pour absorber une partie d'un signal sonore incident. Avec cette solution il est possible de réaliser un mur anti-bruit capable d'absorber toute une gamme de fréquence pouvant être ajustée au spectre sonore réel, cette gamme pouvant en particulier inclure les basses fréquences générées par la circulation de véhicules. Les pneus utilisés peuvent être des pneus usagés de voitures, de camions, d'avions, ou autres. L'invention concerne également un élément tel que défini ci-dessus, dans lequel les pneus sont emmanchés sur la colonne pour assurer l'étanchéité de chaque cavité. L'invention concerne également un élément tel que défini ci-dessus, comportant en outre un ou des organes tels que des joints, chaque organe assurant une étanchéité entre un bord interne de pneu et la colonne. L'invention concerne également un élément tel que défini ci-dessus, comprenant un organe tubulaire engagé dans une ouverture traversante d'un pneu de manière à constituer un col interne et/ou externe interposé entre la cavité et l'environnement externe. L'invention concerne également un élément tel que défini ci-dessus, dans lequel la colonne comporte au ni-veau d'au moins un pneu un évidement circonférentiel pour augmenter le volume de la cavité délimitée par ce pneu. L'invention concerne également un élément tel que défini ci-dessus, dans lequel au moins un des pneus est équipé d'organes en matériau fibreux, poreux, ou maillé à l'intérieur de la cavité qu'il délimite et/ou dans l'un de ses cols. L'invention concerne également un élément tel que défini ci-dessus, comportant différents pneus et dans le-quel les ouvertures de chaque pneu ainsi que les éventuels organes tubulaires et les éventuels organes en ma- tériau fibreux, poreux ou maillé équipant chaque pneu sont dimensionnés pour accorder ces différents pneus sur des gammes de fréquences différentes. L'invention concerne également un élément tel que défini ci-dessus, dans lequel les cavités délimitées par les pneus et/ou par la colonne qui est alors creuse, communiquent entre elles. L'invention concerne également un élément tel que défini ci-dessus, dans lequel la colonne est creuse et comporte elle-même des ouvertures pour réagir comme un résonateur d'Helmoltz. L'invention concerne également un mur anti-bruit comportant plusieurs éléments tels que définis ci-dessus, accolés les uns aux autre, ainsi qu'une contre plaque pour réduire les pertes provoquées par l'espace libre en- tre les pneus contigus. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est une vue latérale schématique d'une partie d'un élément selon l'invention ; La figure 2 est une autre vue latérale schémati- que en coupe d'une partie d'un élément selon l'invention ; La figure 3 est une vue latérale schématique en coupe d'une variante d'une partie d'un élément selon l'invention ; La figure 4 est une vue schématique d'ensemble d'un mur anti-bruit comportant des éléments selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'idée à la base de l'invention réside dans le constat selon lequel une cavité torique ayant son enveloppe délimitée par un pneu constitue un système réagissant de la même manière qu'un résonateur d'Helmoltz, qui est au contraire connu pour comporter une cavité compacte ou ramassée. Dans ces conditions, l'invention apporte une solution pour fabriquer un élément de mur anti-bruit à partir d'une colonne portant un ou plusieurs pneus. Un tel élément de mur anti-bruit qui est représenté partiellement dans les figures 1 à 3 en y étant repéré par 1, comporte ainsi une colonne centrale 2 autour de laquelle sont engagés ou enfilés plusieurs pneus, l'un de ces pneus étant représenté dans chacune de ces figures en y étant repéré par 3. La colonne 1 peut être une colonne pleine ou creuse en béton ou tout type de matériau. Elle peut être fabriquée à partir d'une tôle formant un tube pour constituer une colonne creuse. Ce pneu 3 qui peut être un pneu usagé comporte une bande de roulement 4 et deux flancs 6 et 7, la bande de roulement 4 étant une bande cylindrique alors que chaque flanc qui prolonge cette bande de roulement a une forme de couronne circulaire. Comme visible dans les figures, le pneu 3 est au-tour de la colonne 2 de manière à être coaxial à celle- ci, l'ensemble étant ainsi orienté selon une direction générale verticale repérée par AX, la colonne ayant sa base fixée au sol. Chaque flanc 6, 7 est terminé par un bord interne circulaire 8, 9, encore appelé talon, qui longe la co- lonne 2 en étant appliqué contre celle-ci, cette colonne ayant au moins localement un diamètre externe correspondant au diamètre interne des bords internes 8 et 9 du pneu, afin de constituer une jonction étanche. Complémentairement, un élément additionnel peut être prévu au niveau de la jonction des bords internes 8 et 9 et de la face externe de la colonne 2, tel qu'un joint en matériau rigide ou souple de façon à améliorer encore l'étanchéité de cette jonction. Cette étanchéité peut aussi être obtenue en pré- voyant que les pneus soient emmanchés, éventuellement en force, autour de la colonne à section circulaire, de manière à assurer une mise en appui de chaque bord interne sur la face externe de cette colonne. Dans ces conditions, le pneu 3 et la paroi ex- terne de la colonne 2 délimitent conjointement un espace interne ou cavité repéré par 11, de forme généralement torique à section approximativement rectangulaire ou trapézoïdale. En fonctionnement, le pneu se comporte comme une paroi de type rigide délimitant la cavité, son élas- ticité n'entrant pas en ligne de compte dans le résonateur d'Helmoltz qu'il constitue. Complémentairement, une ouverture 12 en forme de trou est réalisée dans la bande de roulement pneu 3, en étant orientée vers la source sonore à absorber, de manière à constituer un col grâce auquel la cavité réagit comme un résonateur d'Helmoltz pour absorber le rayonne-ment sonore. En variante, un organe tubulaire additionnel 13 peut être monté dans cette ouverture 12 de manière à augmenter la longueur du col mettant en communication la cavité interne 11 avec l'environnement extérieur. Selon le cas, cet organe tubulaire 13 peut être monté pour dépasser entièrement vers l'extérieur de la cavité comme c'est le cas dans l'exemple de la figure 2, ou bien pour au contraire dépasser entièrement vers l'espace interne dé-limitant la cavité, ou encore dépasser en partie vers l'intérieur et en partie vers l'extérieur. Par ailleurs, le volume de la cavité 11 peut éga- lement être ajusté : il peut être réduit en ajoutant un organe solide à l'intérieur de cette cavité pour diminuer son volume utile, et il peut être augmenté en prévoyant un évidement périphérique 14 à la face externe de la colonne à hauteur du pneu. Comme visible dans l'exemple de la figure 3, cet évidement 14 a par exemple, vu en section dans un plan contenant l'axe AX, une forme de demi-disque et il s'étend sur une hauteur légèrement inférieure à la dis-tance séparant les bords circulaires 8 et 9 le long de l'axe AX, tout en entourant tout ou partie de cette colonne. Un mur anti-bruit selon l'invention est constitué d'une série d'éléments tels que l'élément 1 partiellement représenté sur les figures 1 à 3, disposés les uns contre les autres. Dans l'exemple de la figure 4, le mur comporte ainsi cinq éléments 16-20 comprenant chacun une colonne verticale à section circulaire 21-25, sur laquelle sont enfilés une dizaine de pneus, repérés chacun par 3. Cha- cun des pneus 3 comprend une ouverture 12 unique pouvant être équipée d'un organe tubulaire 13, tout en étant orientée en direction de la source sonore. Mais chacun de ces pneus peut être aussi être pourvu de plusieurs ouvertures telles que l'ouverture 12, comportant éventuellement chacune un organe tubulaire. L'ensemble ainsi constitué peut être complété d'une contre-plaque pour restreindre la perte d'isolement provoquée par les interstices situés entre les pneus contigus. Chacun des pneus 3 du mur anti-bruit peut être configuré pour absorber une bande de fréquences de signaux sonores donnée, définie par une fréquence centrale et une largeur de bande. Avantageusement, les pneus 3 constituant le mur sont accordés sur des fréquences dif- férentes, de manière à absorber conjointement tout ou partie de la bande de fréquence du bruit produit par le passage de véhicules. En effet, l'intérêt de la cavité résonnante que forme chaque pneu 3 avec son ouverture est de pouvoir être accordée sur une fréquence ou une plage de fréquences choisie. D'une manière générale, la bande de fréquences absorbée par un pneu 3 est conditionnée par la surface totale de la ou des ouvertures 12 réalisées dans ce pneu 3, par le nombre de ces ouvertures 12, par la longueur et le montage de chaque éventuel organe tubulaire 13, et par le volume de la cavité torique 11 que délimite le pneu considéré. Complémentairement, les paramètres de cette bande de fréquences peuvent encore être modifiés en insérant des matériaux fibreux, poreux, maillés ou autres dans le col ou l'ouverture, et éventuellement à l'intérieur de la cavité 11 en elle-même. Typiquement, le volume de la cavité, la surface de la section et la longueur du col sont choisis pour ob- tenir la fréquence centrale de la bande de fréquences à absorber. La largeur de bande des fréquences à absorber est ajustée en jouant sur l'amortissement : par modification du nombre des cols, de la section des cols en ce qui concerne leurs formes et leurs dimensions, ou en plaçant des matériaux poreux ou fibreux, poreux ou maillés dans le col ou à l'intérieur du volume de la cavité. Ces différents paramètres peuvent aussi être ajustés pour absorber non pas uniquement la fréquence dite de Helmoltz qui est la plus basse fréquence de réso- nance de la cavité, mais également d'autres fréquences de cette cavité, comme par exemple les fréquences dites quart d'onde. Complémentairement, des cavités délimitées par deux pneus contigus peuvent être mises en communication pour être couplées, en prévoyant des ouvertures additionnelles dans les flancs de ces pneus. Ces ouvertures additionnelles sont situées en vis-à-vis les unes des autres de manière à mettre en communication les espaces internes délimités par deux pneus contigus ayant leurs flancs en appui l'un contre l'autre. Le degré de couplage de plusieurs cavités mises en communication est conditionné par la taille des ouvertures par lesquelles elles sont mises en communication, ce degré de couplage conditionnant d'une façon générale le profil de la bande de fréquences absorbée par les cavités couplées. Par ailleurs, la colonne peut avantageusement être prévue creuse et comporter elle-même une ou des ouvertures de manière à fonctionner elle-même comme un ré- sonateur d'Helmoltz pour absorber d'autres fréquences. Enfin, deux ou plusieurs pneus peuvent encore être mis en communication l'un avec l'autre, non pas au moyen d'ouvertures additionnelles réalisées dans les flancs de ces pneus, mais au contraire au moyen d'ouver- tures réalisées dans la paroi de la colonne au niveau de chaque pneu à coupler, ces ouvertures assurant la mise en communication de deux pneus. Cette mise en communication peut être assurée par l'espace interne creux de la colonne en lui-même, auquel cas les cavités des pneus couplés sont également couplées avec la cavité que constitue volume interne de la colonne. Mais cette mise en communication peut encore être assurée par des tubes implantés dans la colonne et met-tant en communication les ouvertures de cette colonne. Dans ce cas, les pneus qui sont mis en communication par deux ouvertures de la colonne reliées par un tube sont couplés uniquement l'un avec l'autre, mais ne sont pas couplés avec l'espace interne de la colonne. Le couplage de deux pneus peut encore être assuré de manière analogue au moyen d'évidements s'étendant verticalement à la face externe de la colonne. Ainsi, comme on peut le voir, le mur anti-bruit peut être conçu spécifiquement pour absorber les différentes composantes d'un signal ou spectre sonore donné, en jouant essentiellement sur la configuration de chaque pneu, et sur d'éventuels couplages entre pneus, pour absorber au mieux le signal sonore donné. Concrètement, la structure générale du mur peut avoir de plus ou moins grandes dimensions pour s'adapter à la morphologie du champ sonore à absorber. D'une manière générale, cette solution permet d'absorber l'ensemble du champ sonore généré par le pas-sage des véhicules, en particulier au niveau des basses fréquences composant ce champ, ces basses fréquences cor- REVENDICATIONS1. Elément (16-20) de mur anti-bruit, comprenant une colonne (2, 21-25) et des pneus (3) engagés autour de cette colonne (2, 21-25), chaque pneu (3) entourant la colonne (2, 21-25) et comportant une bande de roulement (4) et deux flancs (6, 7) terminés chacun par un bord in-terne circulaire (8, 9) longeant la face externe de cette colonne (2, 21-25), de telle manière que chaque pneu (3) délimite conjointement avec la colonne (2, 21-25) une ca- vité torique (11), et dans lequel chaque pneu (3) comprend au niveau de sa bande de roulement (4) ou de l'un de ses flancs (6, 7), au moins une ouverture traversante (12) mettant en communication la cavité (11) avec l'environnement externe pour constituer un col formant avec la cavité (11) un système réagissant comme un résonateur d'Helmoltz pour absorber une partie d'un signal sonore incident. 2. Elément (16-20) selon la revendication 1, dans lequel les pneus (3) sont emmanchés sur la colonne (2, 21-25) pour assurer l'étanchéité de chaque cavité (11). 3. Elément (16-20) selon la revendication 1 ou 2, comportant en outre un ou des organes tels que des joints, chaque organe assurant une étanchéité entre un bord interne (6, 7) de pneu et la colonne(2, 21-25). 4. Elément (16-20) selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant un organe tubulaire (13) engagé dans une ouverture traversante (12) d'un pneu (3) de manière à constituer un col interne et/ou externe interposé entre la cavité (11) et l'environnement externe. 5. Elément (16-20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la colonne (2, 21-25) comporte au niveau d'au moins un pneu (3) un évidement circonférentiel (14) pour augmenter le volume de la cavité (11) délimitée par ce pneu (3). 6. Elément (16-20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un des pneus (3) est équipé d'organes en matériau fibreux, poreux ou maillé à l'intérieur de la cavité (11) qu'il délimite et/ou dans l'un de ses cols. 7. Elément (16-20) selon l'une des revendications précédentes, comportant différents pneus (3) et dans le-quel les ouvertures (12) de chaque pneu (3) ainsi que les éventuels organes tubulaires (13) et les éventuels orga- nes en matériau fibreux, poreux ou maillé équipant chaque pneu (3) sont dimensionnés pour accorder ces différents pneus (3) sur des gammes de fréquences différentes. 8. Elément (16-20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les cavités (11) délimitées par les pneus (3) et/ou par la colonne (2) qui est alors creuse, communiquent entre elles. 9. Elément (16-20) selon la revendication 8, dans lequel la colonne (2, 21-25) est creuse et comporte elle-même des ouvertures pour réagir comme un résonateur d'Helmoltz. 10. Mur anti-bruit comportant plusieurs éléments (16-20) tels que définis dans l'une des revendications précédentes, accolés les uns aux autre, ainsi qu'une contre plaque pour réduire les pertes provoquées par l'espace libre entre les pneus (1) contigus.