Lois de similitude et méthode de prévision empirique
Bruit des ventilateurs - Méthodes prévisionnelles et de réduction du bruit

1 - Sources de bruit d’un ventilateur

• 1.1 - Bruit aérodynamique
• 1.2 - Bruit du moteur électrique
• 1.3 - Bruit mécanique

2 - Origine et prévision du bruit aérodynamique

• 2.1 - Origine
  Figure 2 - Structure tourbillonnaire de l’écoulement dans un centrifuge à action Figure 3 - Évolution du niveau global de bruit en fonction du débit Figure 4 - Morphologie de l’écoulement dans un tangentiel
• 2.2 - Mécanismes générateurs de bruit

  • Quiz d'entraînement

  • Quiz d'entraînement
  Figure 5 - Mécanismes de génération du bruit aérodynamique des machines tournantes Figure 6 - Triangle des vitesses Figure 7 - Termes utilisés dans la formule 5 (pour raison de simplification le profil est représenté ici par une plaque plane sans incidence) Figure 8 - Profil avec couche limite turbulente attachée Figure 9 - Échappement tourbillonnaire sur un profil à bord de fuite épais Figure 10 - Écoulement décollé sur un profil en incidence Figure 11 - Évolution du spectre de puissance acoustique d’un ventilateur hélice en fonction du point de fonctionnement Figure 12 - Plaque plane instrumentée en soufflerie Figure 13 - Comparaison des spectres de pression acoustique prévus et mesurés sur une plaque plane à deux angles d’orientation de la plaque par rapport à l’axe du jet ( U 0 = 40 m/s, θ = 90°, R = 2 m) Figure 14 - Vue du ventilateur hélicoïde avec deux pales instrumentées Figure 15 - Spectres tiers d’octave de puissance acoustique mesurés Figure 16 - Écarts entre les spectres tiers d’octave mesurés et prévus Figure 17 - Winglet « artisanale » en forme de L en bout de pale sur l’intrados

3 - Moyens de réduction du bruit

• 3.1 - Hélicoïdes et hélicocentrifuges
  Figure 18 - Structure de l’écoulement dans un ventilateur hélice pour deux points de fonctionnement très différents Figure 19 - Pale (a) non déversée et (b) déversée Figure 20 - Dentelures au bord de fuite Figure 21 - Usinage en biseau du bord de fuite d’un profil
• 3.2 - Centrifuges
• 3.3 - Tangentiels

  • Quiz d'entraînement
  Figure 22 - Bec de crosse de tangentiel en forme de lame Figure 23 - Bec de crosse de tangentiel avec tôle perforée recourbée

4 - Lois de similitude et méthode de prévision empirique

• 4.1 - Lois de similitude
  Figure 24 - Transposition des spectres tiers d’octave d’un hélicoïde mesurés à plusieurs vitesses et transposés à une même vitesse N = 1 000 tr/min Figure 25 - Niveaux de bruit spécifique de différents centrifuges cage d’écureuil en fonction de l’ouverture réduite
• 4.2 - Méthode de prévision empirique
  Tableau 1 Tableau 2

5 - Méthodes normalisées de mesure du bruit

• 5.1 - Bruit externe
  Figure 27 - Méthode de la chambre réverbérante pour un montage de type A Figure 28 - Méthode de la surface enveloppante : petit hémisphère Figure 29 - Méthode du plénum Mylar
• 5.2 - Bruit en conduit
  Figure 30 - Méthode en conduit pour un montage de type B

6 - Effet d’installation acoustique

• 6.1 - Définitions, causes et exemples
  Figure 31 - Effet système aéraulique Figure 32 - Influence d’un coude à 90° à l’entrée d’un hélicoïde sur le spectre de puissance acoustique à l’aspiration
• 6.2 - Effet d’impédance acoustique
  Figure 33 - Schéma d’un circuit à une entrée
• 6.3 - Effet d’écoulement
• 6.4 - Exemple de prévision de l’effet d’installation

  • Quiz d'entraînement
  Figure 34 - Schémas des configurations étudiées Figure 35 - Spectres de pression acoustique en bande fine mesurés avec et sans boîte Figure 36 - Prévision de l’effet d’installation (d Lp = Lp avec boîte – Lp sans boîte) Figure 37 - Comparaison des effets d’installation prévu et mesuré

7 - Sigles, notations et symboles