Brevet FR3018625A1 — publié le 20150918

STRUCTURE DE PROTECTION ACOUSTIQUE POUR PAROI DE MACHINE TOURNANTE L'invention a pour objet une structure de protection acoustique pour paroi de machine tournante, et notamment pour une gaine d'entrée d'air ou un caisson d'admission d'air d'une machine tournante telle qu'une turbine à gaz. L'invention concerne le domaine des protections acoustiques pour machines tournantes et leurs équipements, telles que les turbines à gaz et les alternateurs. L'invention propose une isolation des transmissions sonores à travers les parois des machines citées. Les bruits générés par les machines tournantes ou leurs équipements peuvent avoir de forts niveaux de puissances acoustiques pouvant atteindre jusqu'à 160 dB(A) (décibel pondéré A) et qui se propagent dans les équipements voisins. Par exemple, les enceintes de protection ou les conduits d'air d'admission et d'échappement d'une turbine à gaz sont des chemins privilégiés pour la propagation des ondes acoustiques. Habituellement, ces problèmes sont résolus par l'ajout d'un élément absorbant acoustique (matelas) sur les parois émissives pour ajouter une atténuation supplémentaire à l'ensemble de la structure. Cependant, des essais effectués en laboratoire ont montré que les matelas fixés à la paroi ne permettaient pas d'atténuer suffisamment le bruit transmis. Ce manque d'atténuation est dû à l'implantation des matelas : en étant directement fixés à la paroi, ces matelas sont soumis aux vibrations de celle-ci, transmettent et rayonnent ces mêmes vibrations du côté extérieur. Ceci a pour effet de diminuer considérablement l'efficacité acoustique de l'ensemble paroi-matelas. Enfin, les dernières solutions envisageables pour éviter ce type de problème sont : - l'utilisation de plots anti-vibratiles pour fixer le matelas à la paroi. Cette solution permet un découplage vibro-acoustique de la paroi et des matelas, et permet une augmentation considérable de l'efficacité acoustique. Ces plots sont généralement constitués d'un amortisseur de type viscoélastique qui va ajouter un amortissement au système et permettre de filtrer les fréquences non désirées, ainsi que d'un ressort qui va permettre d'ajouter une raideur qui évitera la détérioration de l'amortisseur viscoélastique et permettra d'ajuster les fréquences filtrées, - une isolation acoustique à l'aide d'un câble. L'isolation par câble repose sur le principe de friction entre les éléments des câbles qui vont dissiper l'énergie s'y propageant et ainsi découpler les éléments fixés à différents niveaux du câble. Dans les deux cas cités précédemment, la lame d'air entre la paroi et les matelas est souvent bénéfique puisqu'elle engendre un espace supplémentaire d'absorption et de réflexion de l'onde acoustique (rupture d'impédance acoustique avec la paroi puis avec le matelas). Toutefois, l'expérience montre que leur implémentation est difficile (minutieuse et longue) en plus d'une durée de vie limitée due à l'usure de l'amortisseur viscoélastique. En outre, les équipements sur lesquels ils sont implémentés nécessitent une maintenance régulière, et donc un démontage et remontage de ces éléments découplant. Il est donc nécessaire d'avoir une solution facile à mettre en place, démonter, remonter, et ceci sans perte de performance. La présente invention vise à atteindre ces objectifs et à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus. L'invention a ainsi pour objet un système de protection acoustique pour paroi de machine tournante, comprenant au moins un élément absorbant acoustique, appelé matelas, au moins un câble de liaison supportant et reliant le matelas à la paroi à l'aide d'au moins un ensemble de fixation comprenant un moyen de fixation du câble à la paroi et un moyen de fixation du câble au matelas. Dans le système selon l'invention, pour au moins un ensemble de fixation, et de préférence pour chaque ensemble de fixation, le moyen de fixation du câble à la paroi et le moyen de fixation du câble au matelas sont fixés au câble à deux niveaux différents du câble, de manière à laisser une portion de câble entre les deux niveaux. C'est cette portion de câble située entre les deux niveaux de fixation qui amortit la vibration acoustique. Le moyen de fixation du câble au matelas peut comprendre un élément plat destiné à venir en appui avec une face avant du matelas, un élément plat destiné à venir en appui avec une face arrière du matelas, au moins une ailette orthogonale aux éléments plats et au moins un crochet, notamment deux, destiné à presser le câble sur un élément plat. Le moyen de fixation du câble au matelas peut comprendre quatre ailettes délimitant quatre coins d'insertions de matelas. Le moyen de fixation du câble au matelas peut comprendre un écrou de serrage disposé sur un axe orthogonal aux éléments plats et solidaire du ou des crochets. Le moyen de fixation du câble à la paroi peut comprendre une première partie destinée à être fixée à la paroi et une deuxième partie 15 destinée à être fixée au câble. La première partie peut être en forme de L et la deuxième partie peut présenter une extrémité en forme de U destinée à recevoir le câble. La première partie peut être fixée à la deuxième partie à l'aide d'un trou oblong d'une des deux parties et d'au moins une vis. 20 Chaque matelas peut comprendre une tôle, de la laine de roche, du néoprène, un matériau viscoélastique et une mousse. L'invention a également pour objet une machine tournante munie d'un système de protection acoustique décrit ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 25 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un système de protection acoustique pour paroi de machine tournante selon l'invention, 30 - la figure 2 est une vue partielle de dessus du système, - les figures 3A et 3B sont des vues partielles en perspective du système, - la figure 4 illustre le système vu du côté de la paroi, et - la figure 5A est une vue partielle de face du système et la figure 5B est une vue partielle de dessus du système. Tel qu'illustré à la figure 1, un système 1 de protection acoustique pour paroi de machine tournante selon l'invention comprend un ou plusieurs matelas 2 absorbant acoustique, ainsi que un ou plusieurs câbles 3 (éléments de forme allongée) destinés à supporter les matelas 2 et à les relier à une paroi de machine tournante, non représentée. Chaque câble 3 est relié à la fois à un ou plusieurs matelas 2 à l'aide d'un premier moyen de fixation 4 et à la paroi de machine tournante, à l'aide d'un deuxième moyen de fixation 5. Conformément à l'invention, le premier moyen de fixation 4 et le deuxième moyen de fixation 5 ne sont pas reliés au câble 3 au même endroit du câble, ici à la même hauteur du câble 3, ce qui permet de laisser une portion de câble 3A (voir figure 4) entre les deux moyens de fixation 4,5. De cette façon, la vibration est amortie par le câble 3 sur la portion de câble 3A située entre le point de contact du premier moyen de fixation 4 avec le câble 3 et le point de contact du deuxième moyen de fixation 5 avec le câble 3. Le câble 3 est en effet le lieu de passage de l'énergie vibratoire (mécanique). Cette zone de découplage supplémentaire entre les matelas 2 et les câbles 3 assure une grande efficacité du système de protection acoustique 1. Le système peut comprendre une pluralité de matelas 2 de forme rectangulaire. On peut toutefois envisager d'autres formes pour les matelas 2, comme des formes polygonales, courbes, circulaires ou ovales. Chaque matelas 2 peut être fixé à deux câbles 3 verticaux le long des bords verticaux du matelas 2 à l'aide de premiers moyens de fixation 4 disposés à chaque coin du rectangle. La figure 2 est une vue de détail d'un mode de réalisation du deuxième moyen de fixation 5, permettant de fixer un câble 3 à une paroi 6 de machine tournante. Le deuxième moyen de fixation 5 peut comprendre une première tôle pliée 7 et une deuxième tôle pliée 8. La première tôle pliée 7, par exemple en forme de L, est destinée à être fixée à la paroi 6, à l'aide par exemple de vis auto-taraudeuses 9, ainsi qu'à la deuxième tôle pliée 8, à l'aide de vis 10. La zone de fixation des vis 10 peut être ajustée, à l'aide par exemple d'un trou oblong. La deuxième tôle pliée 8 permet d'accueillir à son extrémité recourbée en forme de U le câble 3 à l'aide d'un ensemble vis-écrou 11. Les figures 3A et 3B sont des vues de détail d'un mode de réalisation 5 du premier moyen de fixation 4. Le premier moyen de fixation 4 peut comprendre deux portions en forme de disques 12, appelées rondelles. Les matelas sont disposés entre les rondelles 12, qui forment des butées extérieures et des butées intérieures constituée par la surface extérieure d'ailettes 13. Des crochets 14 10 sont disposés dans une ouverture centrale des rondelles 12 et permettent de guider et de fixer le câble 3 au premier moyen de fixation 4, la fixation pouvant par exemple être effectuée par vissage à l'aide d'un écrou 15 placé à l'extrémité des crochets 14 opposée au câble. L'écrou 15 est disposé sur un axe 16 orthogonal aux éléments plats 12 et solidaire des crochets 14. 15 Un procédé d'isolation acoustique peut être le suivant : a) une pièce (profilé à froid) est fixée sur une paroi de machine, tournante, par exemple la paroi de la gaine d'admission d'une turbine à gaz, b) un câble est fixé sur des profilés aux extrémités de la gaine d'admission, en haut et en bas, 20 c) le câble est repris par les deuxièmes moyens de fixation tout le long de la gaine, d) les premiers moyens de fixation sont fixés sur le câble, e) les matelas sont insérés dans les premiers moyens de fixation, f) les premiers moyens de fixation sont refermés par une rondelle pour 25 fixer les matelas. Les figures 5A et 5B illustrent un exemple de matelas 2. Le matelas 2 peut comprendre une zone centrale 21 en laine de roche, entourée d'une couche de néoprène 22 puis d'une couche de mousse 23. La figure 5B est une vue en coupe horizontale selon la plan de coupe 30 A-A de la figure 5A. En partant du côté extérieur du matelas, et en direction de la gaine, on trouve successivement : la couche de mousse 23, une couche de matériau viscoélastique 24, une tôle métallique 25 qui est une masse lourde destinée à l'atténuation acoustique, et la couche de laine de roche 21 entourée par la couche de néoprène 22. L'invention propose ainsi un système de protection acoustique efficace applicable sur des machines tournantes où les niveaux vibro-acoustiques 5 entraînent des difficultés d'isolation par transmission à cause de couplages entre les parois des équipements machines et des couches isolantes. REVENDICATIONS1. Système (1) de protection acoustique pour paroi (6) de machine tournante, comprenant au moins un élément absorbant acoustique (2), appelé matelas, au moins un câble de liaison (3) supportant et reliant le matelas (2) à la paroi (6) à l'aide d'au moins un ensemble de fixation (4,5) comprenant un moyen de fixation (5) du câble (3) à la paroi (6) et un moyen de fixation (4) du câble (3) au matelas (2), caractérisé en ce que, pour au moins un ensemble de fixation (4,5), le moyen de fixation (5) du câble (3) à la paroi (6) et le moyen de fixation (4) du câble (3) au matelas (2) sont fixés au câble (3) à deux niveaux différents du câble (3), de manière à laisser une portion (3A) de câble entre les deux niveaux. 2. Système (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de fixation (4) du câble (3) au matelas (2) comprend un élément plat (12) destiné à venir en appui avec une face avant du matelas (2), un élément plat (12) destiné à venir en appui avec une face arrière du matelas (2), au moins une ailette (13) orthogonale aux éléments plats (12) et au moins un crochet (14) destiné à presser le câble (3) sur un élément plat (12). 3. Système (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de fixation (4) du câble (3) au matelas (2) comprend quatre ailettes (13) délimitant quatre coins d'insertions de matelas (2). 4. Système (1) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen de fixation (4) du câble (3) au matelas (2) comprend un écrou de serrage (15) disposé sur un axe (16) orthogonal aux éléments plats (12) et solidaire du ou des crochets (14). 5. Système (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen de fixation (5) du câble (3) à la paroi (6) comprend unepremière partie (7) destinée à être fixée à la paroi (6) et une deuxième partie (8) destinée à être fixée au câble (3). 6. Système (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première parte (7) est en forme de L et en ce que la deuxième partie (8) présente une extrémité en forme de U destinée à recevoir le câble (3). 7. Système (1) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la première partie (7) est fixée à la deuxième partie (8) à l'aide d'un trou oblong d'une des deux parties (7,8) et d'au moins une vis (10). 8. Système (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque matelas (2) comprend une tôle (25), de la laine de roche (21), du néoprène (22), un matériau viscoélastique (24) et une mousse (23). 9. Machine tournante, caractérisée en ce qu'elle est munie d'un système (1) de protection acoustique selon l'une des revendications 1 à 8.