Contrôle du bruit

2.2.1 Motivation et principe

Le contrôle du bruit occupe une place indispensable dans le domaine du transport, parce qu'il reète le confort acoustique dans les cabines des passagers (avions, voitures, trains...), mais aussi pour les opérateurs des véhicules récréatifs (motoneiges, Roadsters, véhicules côte à côte / tout - terrain...). Dans la phase de la conception de ces véhicules motorisés, il est important de prendre en considération leurs bruits générés en mode opérationnel. Il s'avère primordial de réduire le bruit indésirable à partir de la phase de la conception. La préoccupation d'assurer une meilleure qualité sonore du véhicule est intégrée en amont de la phase de fabrication, ce qui optimise bien entendu le prix de réduction du bruit. On reconnaît trois éléments majeurs dans chaque système du contrôle du bruit : la source du bruit, son chemin de transfert et le receveur du bruit. Le contrôle du bruit consiste à envisager des modications sur chacun ou sur une combinaison de ces éléments.

• Contrôle du bruit au niveau de la source

Il est important de signaler que la meilleure solution pour réduire le bruit est d'agir au niveau de la source.

• Contrôle du bruit au niveau du chemin de transfert

Dans le cas où il n'est pas possible d'intervenir au niveau de la source, il existe une possibilité de modier le chemin de transfert. La manière la plus simple pour agir sur le chemin de transfert est d'éloigner la source du bruit, du receveur. Par conséquent, un long chemin de transfert est généré. D'autre part, il est possible également de placer une partition ou une barrière entre la source et le receveur.

Quand la transmission indirecte du bruit à travers les réexions multiples est prédominante en comparaison avec le champ acoustique direct, il est pratiquement demandé d'appliquer des matériaux absorbants. D'un autre côté, il existe une solution qui permet d'isoler la source du bruit ou l'endroit du receveur en appliquant des encorements.

• Contrôle du bruit au niveau du receveur

Le receveur habituel du bruit est l'oreille humaine, c'est pour cette raison qu'on ne note pas des solutions remarquables permettant de contrôler le bruit indésirable au niveau du receveur. Certes, il est existe des moyens de réduction du bruit à ce niveau ; l'applica-

tion d'un écran acoustique ou une cabine insonorisée sont des exemples. La solution qui correspond aux véhicules motorisés consiste à utiliser un casque par le pilote du véhicule. La motoneige est un véhicule compact et léger. Il est remarquable que les sources du rayonnement acoustique sont très proches de l'opérateur, donc elles rayonnent directement vers son emplacement. D'autre part, le capot qui protège l'opérateur est léger et de plus il est muni des ouvertures pour évacuer le ux de chaleur dégagé par le moteur et le système d'échappement. Notre projet vise à agir sur les chemins de transfert pour réduire le bruit transmis à l'opérateur et celui du passage.

En conséquence, on s'intéresse à l'application des traitements acoustiques absorbants et isolants an de contrôler le bruit et réduire son niveau global en passage du véhicule et améliorer la qualité sonore à l'opérateur.

2.2.2

Galvanomètre acoustique et technologie d'allégement

• Galvanomètre acoustique

On distingue deux indicateurs de performance acoustiques : l'indice d'aaiblissement et l'absorption sonore. Il est notable que dans la majorité des problèmes rencontrés dans l'industrie du transport, il n'est pas évident de choisir la fonction acoustique à optimiser. Le meilleur choix de la fonction acoustique à favoriser dépendra de l'environnement de mise en place, de la qualité des passe-ls et les multiples ouvertures de gestion de la chaleur dans notre cas. Par conséquent, l'entreprise FAURECIA a développée un outil d'aide à la conception extrêmement ecace : "acoustic galvanometer". C'est un outil destiné aux acousticiens qui conçoient les traitements acoustiques en automobile [22].

Ce concept concerne deux aspects : l'absorption et l'isolation. Le facteur déterminant de la fonction acoustique à favoriser est la présence des fuites dans la zone d'intérêt. Dans le cas où des ouvertures sont présentes dans l'environnement entourant la source sonore, il est pratiquement recommandé d'améliorer la fonction d'absorption. Dans le cas contraire, il est recommandé de développer des traitements isolants an d'atteindre la performance acoustique d'atténuation du bruit indésirable. En outre, il existe une autre stratégie qui consiste à chercher un compromis entre les deux fonctions acoustiques citées au préalable (gure 2.4).

L'application de cet outil de décision sur le compartiment moteur du prototype de la motoneige permet de conclure que des traitements acoustiques absorbants doivent être privilégiés dans la partie froide à cause de la présence des fuites et d'ouvertures. Dans

Figure 2.4 Galvanométre acoustique [22]

la partie chaude, bien entendu il existe des ouvertures, cependant la distance entre le panneau latéral droite et les surfaces rayonnantes est restreinte. En conséquence, il est possible d'isoler le bruit du compartiment moteur en appliquant des traitements isolants.

• Technologie d'allégement

La technologie d'allégement "lightweighting" est développée par plusieurs entreprises dans le domaine d'automobile. On souligne un besoin considérable des concepts allégés dans l'in- dustrie automobile, ceci pour deux raisons principales : leurs impacts positifs et directs sur la consommation du carburant et d'autre part, sur la quantité des gaz d'éjection (émis- sions) des véhicules. Ce besoin des concepts allégés se cadre dans l'optique des nouvelles normes et règlements exigés par les autorités qui les rédigent concernant les émissions des gaz à eet de serre et leurs impacts sur l'environnement. Par conséquent, la tendance des entreprises de l'industrie automobile est d'optimiser également les traitements acous- tiques de leurs véhicules ayant un eet remarquable sur les performances des moteurs et en conséquence sur la consommation du carburant et la quantité des gaz d'éjection. L'objectif primordial de la conception d'un habillage phonique dans les anciens traitements acoustiques des véhicules est d'atteindre les meilleures performances possibles sans prendre en considération les critères du poids et des coûts de réalisation. Cependant, dans les dernières technologies, le dé est d'atteindre le maximum de performances possibles en réduction du bruit avec une limitation en termes du poids des traitements acoustiques appliqués. Ceci permet bien entendu de réduire la consommation du carburant et de limiter les émissions des gaz nuisibles à l'environnement.

Le concept masse-ressort est largement utilisé dans le design des traitements acoustiques. En eet, la masse représente la masse lourde du concept et le ressort représente le matériau absorbant. Il faut noter qu'il y a un autre facteur à prendre en considération qui est l'amortissement du matériau absorbant modélisé par un amortisseur. Bref, ce concept est à la base des autres concepts multicouches développés dans l'industrie automobile. Les

techniques d'allégement utilisent principalement ce concept ou une de ses congurations modiées dans le but de minimiser le poids des habillages phoniques.

2.2.3 Indicateurs vibroacoustiques

On distingue deux indicateurs vibroacoustiques pour mesurer la performance d'un traite- ment acoustique : l'indice d'aaiblissement et l'absorption sonore. Le premier indicateur de performance permet de caractériser l'isolation sonore d'une partition, c'est un indicateur intrinsèque de la partition. Le deuxième caractérise la dissipation de l'énergie acoustique à l'intérieur du traitement acoustique à travers les échanges inertiels et visqueux.

La perte par insertion est un autre indicateur vibroacoustique permettant de quantier l'eet de l'ajout d'un traitement sur une paroi de base, il est typiquement l'indicateur le plus adapté au design des traitements acoustiques. Parce qu'il reète le gain ou la perte réalisés après l'application d'un traitement sur une paroi donnée. Par dénition, il représente la diérence entre l'indice d'aaiblissement du panneau de base sans (T Lbare)

et avec (T Ltrimmed) traitement isolant ou absorbant appliqué sur sa surface.

Les deux phénomènes de propagation du bruit nous indique deux variantes de la perte par insertion :

• Transmission aérienne : "Airborne Insertion Loss ABIL" ABIL = T Ltrimmed− T Lbare= 10log(

Πinput Πtrans )trimmed− 10log( Πinc Πtrans )bare (2.1)

• Rayonnement des structures : "Structure borne Insertion Loss SBIL" SBIL = 10log(Πinput

Πrad

)trimmed− 10log(

Πinput

Πrad

)bare (2.2)

Πinput puissance injectée, Πinc puissance incidente, Πtrans puissance transmise, et Πrad

puissance rayonnée.

Ces indicateurs permettent de classier des traitements acoustiques et de pouvoir les utiliser dans des méthodes prédictives en vibroacoustique.