Brevet FR3005993A1 — publié le 20141128

Système de silencieux actif pour ligne d'échappement d'un moteur Diesel notamment de plateforme navale La présente invention concerne un système de silencieux actif pour une ligne d'échappement d'un moteur Diesel notamment de plateforme navale. On sait que dans ce type d'applications, la discrétion notamment acoustique est un avantage important. En particulier, on peut citer par exemple la discrétion acoustique d'un sous marin fonctionnant au Schnorkel, c'est-à-dire utilisant son ou ses moteurs Diesel pour assurer la recharge de ses batteries d'alimentation en énergie électrique. Bien entendu d'autres applications peuvent être envisagées comme par exemple à d'autres types de bâtiments militaires notamment de surface ou encore de navires civils pour en améliorer le confort, tels que par exemple des paquebots. On a déjà développé dans l'état de la technique, des silencieux passifs pour conduite d'échappement, mais ceux-ci présentent un certain nombre d'inconvénients en particulier au niveau de leur encombrement et de leur efficacité extrêmement réduite notamment pour les basses fréquences. Des exemples de silencieux sont par exemple décrits dans les documents US 5 693 818, WO 91/15666 et CA 2 034 654. Certains de ces documents concernent également des systèmes de silencieux qui ont été conçus pour des problématiques du secteur automobile et ne sont pas transposables dans les domaines envisagés par la présente invention en raison des contraintes et notamment des fréquences et des niveaux acoustiques complètement différents. De plus, ceux-ci peuvent générer de fortes pertes de charge. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant un système qui permet de traiter les basses fréquences, présentant un encombrement réduit, se traduisant par des faibles pertes de charge et enfin capable de traiter de forts niveaux acoustiques. A cet effet, l'invention a pour objet un système de silencieux actif pour ligne d'échappement d'un moteur Diesel notamment de plateforme navale, du type comportant des moyens d'acquisition d'un signal sonore à minimiser et des moyens de pilotage de moyens formant transducteur électro-acoustique de génération d'un contre signal afin de minimiser le signal sonore, caractérisé en ce que les moyens formant transducteur électroacoustique comportent au moins deux actionneurs électro-acoustiques axiaux, placés en regard et à distance l'un de l'autre, de part et d'autre d'un tronçon perforé de la ligne d'échappement. Suivant d'autres caractéristiques du système selon l'invention prises seules ou en combinaison : - les extrémités du tronçon perforé de la ligne d'échappement sont associées à des premières extrémités de manchons d'entrée et de sortie des gaz dont les secondes extrémités comportent des couronnes de raccordement au reste de la ligne d'échappement ; - chaque actionneur électro-acoustique comporte une membrane métallique annulaire, un soufflet d'étanchéité et des actionneurs déportés reliés à une bague de liaison ; - des moyens d'isolation thermique sont associés aux actionneurs afin de les protéger. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente un schéma synoptique illustrant le fonctionnement d'un système de silencieux actif pour une ligne d'échappement, - la figure 2 représente une vue en coupe d'un système de silencieux actif selon l'invention, et - la figure 3 représente une vue en perspective de moyens formant transducteur électro-acoustique entrant dans la constitution d'un tel système. L'invention se rapporte à un système de silencieux actif pour une ligne d'échappement qui trouve des applications notamment dans le cas des moteurs Diesel appliqués en particulier aux plateformes navales. Le principe de fonctionnement d'un tel silencieux est en fait de générer une onde acoustique opposée à celle que l'on souhaite minimiser, c'est-à-dire une onde acoustique de même niveau mais en opposition de phase par exemple. Ce signal est également appelé contre-signal. La rencontre des deux ondes acoustiques génère alors un phénomène d'interférence dont la résultante est une onde résiduelle de faible niveau. Le principe de fonctionnement de ce système est illustré par exemple sur la figure 1 Un tel système comporte alors un contrôleur désigné par la référence générale 1 associé à une ligne d'échappement désignée par la référence générale 2, dans laquelle est insérée une source d'anti-bruit désignée par la référence générale 3. Cette source d'anti-bruit 3 comporte alors par exemple un système de silencieux actif. Le contrôleur de fonctionnement de ce système reçoit en entrée un signal de référence à minimiser désigné par exemple par la référence 4 et un signal de contrôle en sortie de la source, désigné par la référence générale 5. La sortie correspondante du contrôleur est appliquée en entrée à la source d'anti- bruit désignée par la référence 3 et délivre à celle-ci un signal d'anti-bruit désigné par la référence générale 6. Ainsi, le signal d'antibruit 6 permet de piloter la source d'anti-bruit pour réduire et minimiser le signal de référence 4. Sur les figures 2 et 3, on a illustré un exemple de réalisation de moyens formant transducteur électro-acoustique entrant dans la constitution d'un tel système selon l'invention. Ces moyens formant transducteur électro-acoustique reçoivent alors des informations de commande de moyens de contrôle tels qu'ils ont été décrits précédemment et comportent en fait par exemple deux actionneurs électro-acoustiques axiaux, placés en regard et à distance l'un de l'autre, de part et d'autre d'un tronçon perforé de la ligne d'échappement. Sur cette figure 2, la ligne d'échappement est effectivement désignée par la référence générale 10 et comporte alors un tronçon perforé désigné par la référence générale 11. Comme cela a été indiqué précédemment, les moyens formant transducteur électro-acoustique comportent deux actionneurs électro-acoustiques axiaux désignés par les références 12 et 13, qui sont disposés en regard l'un de l'autre et à distance l'un de l'autre autour de ce tronçon. En fait, les extrémités du tronçon perforé de la ligne d'échappement c'est-à-dire du tronçon 11, sont associées à des premières extrémités de manchons par exemple tronconiques d'entrée et de sortie des gaz, désignés respectivement par les références 14 et 15, dont les secondes extrémités comportent des couronnes de raccordement au reste de la ligne d'échappement. Ces couronnes sont par exemple désignées par les références respectivement 16 et 17. Le tronçon perforé 11 de la ligne d'échappement sépare en effet le flux des gaz d'échappement des actionneurs électroacoustiques. En guidant ce flux, ce tronçon permet de minimiser les pertes de charge et le bruit d'écoulement. On a illustré sur la figure 3, un exemple de réalisation d'un actionneur électroacoustique. Cet actionneur est par exemple l'actionneur désigné par la référence générale 13 sur la figure 2. Chaque actionneur par exemple 13 comporte alors une membrane métallique annulaire désignée par la référence générale 18, un soufflet d'étanchéité désigné par la référence générale 19, et des actionneurs déportés dont trois sont par exemple illustrés et désignés par les références 20, 21 et 22 sur cette figure. Ces actionneurs sont reliés et portés par une bague de liaison désignée par la référence générale 23. On conçoit alors que les membranes métalliques des actionneurs électroacoustiques agissent en opposition de phase, parallèlement à l'axe de la ligne d'échappement, les déplacements des actionneurs se faisant parallèlement à l'axe de la conduite, ce qui permet d'obtenir une onde acoustique de niveau important sans générer de vibrations au niveau de cette conduite. Les membranes se comportent alors comme des haut-parleurs grâce aux actionneurs déportés et aux soufflets d'étanchéité. Ceci permet également un fonctionnement à très haute température de cet ensemble, des moyens d'isolation thermique pouvant être associés aux actionneurs afin de les protéger. Ces moyens d'isolation sont désignés par les références respectivement 24 et 25 sur la figure 2 et se présentent par exemple sous la forme de colliers ou autres. Ainsi par exemple la température des gaz peut être largement supérieure à 400 °C, et le silencieux peut être installé à proximité immédiate du moteur Diesel. On comprend ainsi que une telle structure permet de réduire fortement les bruits transmis par les lignes d'échappement pour un encombrement extrêmement faible et un impact réduit du point de vue fonctionnel, c'est-à-dire par exemple des pertes de charge sur l'ensemble. Bien entendu d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. REVENDICATIONS1.- Système de silencieux actif pour ligne d'échappement (10) d'un moteur Diesel notamment de plateforme navale, du type comportant des moyens d'acquisition d'un signal sonore à minimiser (4) et des moyens de pilotage (1) de moyens formant transducteur électro-acoustique de génération d'un contre signal afin de minimiser le signal sonore, caractérisé en ce que les moyens formant transducteur électroacoustique comportent au moins deux actionneurs électro-acoustiques axiaux (12, 13), placés en regard et à distance l'un de l'autre, de part et d'autre d'un tronçon perforé (11) de la ligne d'échappement (10). 2.- Système de silencieux actif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités du tronçon perforé (11) de la ligne d'échappement (10) sont associées à des premières extrémités de manchons (14, 15) d'entrée et de sortie des gaz dont les secondes extrémités comportent des couronnes (16, 17) de raccordement au reste de la ligne d'échappement (10). 3.- Système de silencieux actif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque actionneur électro-acoustique comporte une membrane métallique annulaire (18), un soufflet d'étanchéité (19) et des actionneurs déportés (20, 21, 22) reliés à une bague de liaison (23). 4.- Système de silencieux actif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens d'isolation thermique (24, 25) sont associés aux actionneurs afin de les protéger.