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RÉSUMÉ
En tant que solides élastiques, toutes les structures et installations industrielles sont sujettes à des vibrations, qu'il s'agisse de celles qu'elles génèrent (force interne oscillante émise par le balourd d’un arbre tournant, l’interaction de dents d’engrenage…) ou de celles qu'elles subissent de la part de leur environnement (force externe oscillante émise par un moteur voisin, l’attache d’une tuyauterie…). Cet article dresse une description qualitative des principaux phénomènes vibratoires, leur propagation et atténuation. Il s’intéresse ensuite aux désordres occasionnés, les effets peuvent dans certains cas être positifs Sont proposées également quelques notions d'acoustique permettant d’apporter réponse aux problèmes de gêne sonore induits par la vibration des structures industrielles.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Bernard GARNIER : Ingénieur civil de l'École nationale des ponts et chaussées - Directeur technique opérations à la société THALES Underwater Systems
INTRODUCTION
Toutes les structures et installations industrielles sont sujettes à des vibrations, qu'il s'agisse de celles qu'elles génèrent ou de celles qu'elles subissent de la part de leur environnement.
Le présent article a pour but de donner une description qualitative des principaux phénomènes vibratoires. Le paragraphe 4 fournit quelques bases d'acoustique pour traiter les problèmes de gêne sonore induites par la vibration des structures industrielles.
Le second article [R 6 191] Vibrations des structures industrielles – Outils de modélisation, de prédiction et d'interprétation récapitule l'ensemble des moyens à disposition des ingénieurs pour intégrer dans tout type de projet la maîtrise des aspects vibratoires et acoustiques.
L'article [R 6 192] Vibrations des structures industrielles – Outils et méthodes d'analyse expérimentale donne une vue d'ensemble des approches expérimentales qui vont permettre de confirmer ces modélisations, conforter des diagnostics et valider les solutions proposées.
L'article [R 6 194] Vibrations des structures industrielles - Maîtrise des vibrations et du bruit induit - Exemples de cas industriels fournit finalement un certain nombre d'études de cas réels, qui illustre le bénéfice concret des techniques et démarches présentées dans ces divers articles.
Enfin, on se reportera à l'article [R 6 193] Capteurs industriels de vibrations pour connaître et choisir de manière opportune les capteurs de vibration les plus appropriés dans chaque contexte.
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Accueil > Ressources documentaires > Environnement - Sécurité > Bruit et vibrations > Vibrations en milieu industriel, mesures, surveillance et contrôle > Vibrations des structures industrielles - Notions de physique des vibrations > Rayonnement acoustique des structures
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Un peu de physique, et quelques définitionsArticle inclus dans l'offre
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4. Rayonnement acoustique des structures
Bien que l'étude des problèmes d'acoustique industrielle ne soit pas l'objet de cet article, les préoccupations de bruit induit accompagnent assez souvent le besoin de minimiser les vibrations pour nous amener à rappeler les traits essentiels du couplage entre vibrations et bruit. Le lecteur désireux d'approfondir ce sujet pourra se reporter à la référence [11], ou à l'ouvrage de L. Beranek [13] qui reste l'un des meilleurs ouvrages de base pour l'ingénieur sur ce sujet. Il aura bien sûr aussi recours aux articles [R 3 112] Rappel d'acoustique physique et [R 3 120] Acoustique industrielle dans la présente base documentaire Mesures et Contrôle.
Ne sont donc proposés ci-après que les aspects spécifiques aux émissions sonores des structures industrielles vibrantes, de manière à soutenir l'analyse et la compréhension des problèmes de bruyance d'origine structurale les plus courants.
4.1 Mécanismes du rayonnement acoustique
4.1.1 Vibrations et émissions sonores
Le premier élément important à rappeler est que, même si toute vibration structurale ébranle les molécules du fluide environnant (il y a égalité des vitesses à l'interface), il n'y a qu'une fraction de cette agitation du fluide qui se propage au loin (bruit rayonné, champ lointain). La zone immédiatement voisine de la structure (champ proche) est donc le siège d'un réarrangement important entre le champ vibratoire et le champ acoustique ; les mouvements de fluide non rayonnants acoustiquement sont souvent appelés « pseudo-son », ou encore « champ évanescent ». Ces mouvements ne sont pas négligeables pour autant, car, vus de la structure, ils contribuent à l'accroissement...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PIRANDA (J.) - Analyse modale expérimentale - [R 6 180]. Base Mesures mécaniques et dimensionnelles (2001).
-
(2) - MOREL (J.) - Surveillance vibratoire et maintenance prédictive - [R 6 100]. Base Mesures mécaniques et dimensionnelles (2002).
-
(3) - REIGNER (G.) - Rappel d'acoustique physique - [R 3 112]. Base Mesures mécaniques et dimensionnelles (2003).
-
(4) - AZAIS (C.), GUILHOT (J.-P.), JOSSERAND (P.) - Acoustique industrielle - [R 3 120]. Base Mesures mécaniques et dimensionnelles (1981).
ANNEXES
STRUCOME 88 - * - Congrès international, Paris, Hermès 2 vol. : vol. 1, p. 568, nov. 1988.
STRUCOME 88 - * - Congrès international, Paris, Hermès 2 vol. : vol. 1, p. 291, nov. 1988.
STRUCOME 88 - * - Congrès international, Paris, Hermès 2 vol. : vol. 2, p. 841, nov. 1988.
STRUCOME 88 - * - Congrès international, Paris, Hermès 2 vol. : vol. 2, p. 833, nov. 1988.
Mécanique, Matériaux, Électricité. - Journal du GAMI (Groupement pour l'avancement de la mécanique industrielle), ISMCM Saint-Ouen, no 415, p. 65.
Mécanique, Matériaux, Électricité. - Journal du GAMI, ISMCM Saint-Ouen, no 424, p. 7.
Mécanique, Matériaux, Électricité. - Journal du GAMI, ISMCM Saint-Ouen, no 424, p. 30.
DUVAL (P.) - Iceberg contre plate-forme offshore. - Le courrier du CNRS, no 71, p. 79, été 1988.
ROCARD (Y.) - L'instabilité en mécanique. - Masson (1954).
GOYDER (H.G.D.), WHITE (R.G.) - Vibrational power flow from machines into built-up structures. - Journal of Sound and Vibrations (JSV), 68(1) (1980).
LESUEUR (C.) et al - Rayonnement acoustique des structures. - Éditions Eyrolles, Collection DER-EDF (1988).
LYON...
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