Créé le : 03/08/2009
L'hydraulique à fait de grand progrès dans la conception des composants (profil des engrenages..) et dans l'emploi de nouveaux matériaux qui permettent de réduire significativement le bruit.POMPES VOLUMETRIQUESLes nouvelles pompes volumétriques permettent un écoulement en continu des fluides hydrauliques, qui élimine en grande partie les pulsations. Différentes conceptions existent : A vis epicycloïde chez KAESSER et SETTIMA : A profilé omega chez KAESSER :Ces nouvelles pompes sont très silencieuses. En optimisant le profil du rotor, le pas des vis et l'équilibrage des composants, on obtient une compression continue et une diminution du niveau sonore. D'après SETTIMA http://settimafm.com on observe environ 5dB (graduation de 5 en 5 de 50 à 75) par rapport à des pompes classiques. Tout en ayant une forte atténuation des pulsations génératrices de bruit, d'usure et de cavitation. (courbe verte au centre) : Et un bon rendement en fonction de la pression (courbe bleue) : LES ACCOUPLEMENTS La partie centrale de l'accouplement est remplacée par une pièce de liaison en polymère, élastomère ou caoutchouc. Ces systèmes sont sans maintenance. La partie polymère empêche la transmission des vibrations et du bruit KTR Kupplungstechnik GmbH : http://www.ktr.com/kup_web/kupaus01.asp?LA=EN REICH-KUPPLUNGEN : http://www.reich-kupplungen.de RAJA LOVEJOY : http://www.raja-lovejoy.com LES CAPOTAGES EN MATERIAUX PLASTIQUES OU COMPOSITES Le recours à un capotage systématique des groupes moteurs et des groupes hydrauliques est une sécurité pour l'isolation acoustique, mais toutes les solutions ne sont pas satisfaisantes. Ce sont les capotages en matériaux composites ou polymère (polyéthylène ) qui donnent les meilleurs résultats. Ces matériaux peuvent absorber une grande partie des fréquences et permettent de réaliser des formes plus arrondies qui vont « casser » les ondes vibro-acoustiques. Un joint vient renforcer le capot qui bien souvent évolue vers des matériaux composites.LES CABINES Certains fabricants de cabines proposent des cabines à structure en tubes creux en acier et une coque en polyester. Les vibrations sont absorbées par une mousse polyuréthane qui comble les tubes.Le siège est isolé de la cabine par des systèmes de silentblocs comme ceux proposés par SIMRIT (http://www.simrit.fr). La climatisation est omniprésente dans toutes les cabines et toutes les commandes sont électriques le groupe hydraulique est déporté et insonorisé.LES SUSPENSIONS ET BRAS DE SUSPENSION EN CAOUTCHOUC VULCANISELa vulcanisation directe du caoutchouc sur la pièce métallique se généralise. La tendance était visible à Hanovre 2005 et se confirment à SAMOTER.Cette technique permet de simplifier la conception des systèmes de suspension.Sur la figure suivante, on peut voir un ressort de suspension caoutchouté en très forte épaisseur. Un exemple de triangle de suspension avec les roulements et attachements intégrés au triangle par l'intermédiaire de manchons en caoutchouc : Cette tendance se confirme pour les chenilles (jusqu'aux engins de 6 tonnes) qui diminuent les bruits de roulement et augmentent la traction.Quelques fabricants : GMT : http://www.gmt-gmbh.de ROSTA : http://www.rosta.ch AILETTES PROFILEES POUR VENTILATEURSOn note une réelle recherche d'innovation dans les profils des ailettes de ventilateur qui se rapprochent de plus en plus à des aubes. Une réduction de bruit de 4 dB est obtenue pour un même débit d'air (courbe bleu). Sans diminution du rendement (courbe bleue) : Source WINGFAN (http://www.wingfan.com)Ces fans peuvent être réalisées par exemple en fibre de verre renforcée polyamide pour une utilisation de -40°C à +110°C ou en aluminium de -40°C à +150°C. WINGFAN :http://www.wingfan.com La décentralisation des groupes moteurs et hydrauliques à l'arrière de la cabine permet d'optimiser les flux d'air. Les retours des bruits moteurs vers la cabine sont éliminés avec le rejet vers l'arrière du flux d'air de refroidissement.Certains constructeurs proposent des pales à orientation variable qui permettent de souffler vers le radiateur pour le dépoussiérer en fin de cycle.LES FLUIDES HYDRAULIQUESTous les fournisseurs majeurs proposent des fluides plus silencieux qui permettent de gagner quelques décibels.Une autre innovation présente à SAMOTER est la lubrification dosée et centralisée qui permet encore de gagner des décibels .LES VANNESLes vannes et distributeurs rotatifs sont plus silencieux. Hunger Maschinen en présentait à Hanovre : DEPORTER LES SOURCES SONORESLa généralisation de commandes hydro-électriques permet de déporter hors de la cabine de nombreuses sources sonores (vannes de commande ). Reste à isoler convenablement les groupes hydrauliques par des capotages en matériaux composites ou plastiques.Des amortisseurs acoustiques à base de fibres peuvent être employés en complément comme le propose entre autre b6akustik : Quelques fabricants : B6AKUSTIK : http://www.b6akustik.dk Industrial Noise Control : http://www.industrialnoisecontrol.com/absorb.htm#v PUROTEK : http://www.soundguard.com.au/htdocs/tb_soundsorber_polyurethane.htm A SAMOTER les premiers engins tout électriques pour postes fixes (forages, élévateurs, marteaux hydrauliques) ont étés présentés.Ils ne sont pas encore autonomes et fonctionnent avec l'électricité du chantier. Ces systèmes manquent d'autonomie, mais ABB, avec ses batteries rechargeables ultra légères, permet des maintenant de palier à ces défauts en attendant la maturité des piles à combustible.TRAQUER LES SOURCES DE BRUITL'emploi de sonomètre pour localiser et cartographier les sources sonores rend très difficile l'identification des origines réelles. Il est difficile de se représenter d'une manière globale l'environnement sonore et de corréler et comprendre les origines réelles des nuisances sonores.Les nouvelles caméras acoustiques corrigent ces défauts en superposant sur une image vidéo numérique à haute résolution une image qui représente en nuance de couleur la puissance sonore de la scène acoustique. Localiser les composants à la source des nuisances et visualiser les propagations vibro-acoustiques au sein de la machine devient plus facile. Ce type de mesure n'était jusqu'à présent possible que dans des chambres anéchoïque coûteuses. Plusieurs fournisseurs proposent des solutions, mais la celle de la société GFal portable est particulièrement intéressante : ABC Engineering, France http://www.acb-engineering.fr La société allemande GFaI située à Berlin, présente à la foire de Hanovre 2005 http://www.acoustic-camera.com/ MTS, Allemagnehttp://www.mts.com/nvd/pdf/100-064-294%20Sound%20camera.pdf AC TECH, Angleterre http://www.actech-group.com/LandRoverKit.htm Ces systèmes permettent de disposer d'une résolution suffisante pour des engins de grandes dimensions. Les engins de TP rentrent parfaitement dans la gamme d'utilisation. Avec ces caméras on peut faire des mesures à courte (0,3 à 1,5 m), moyenne (0,7 à 5 m) et longue (3 à 300 m) distance.Différentes gammes de fréquence mesurées en 32 ou 36 voies permettent de couvrir une grande partie du spectre acoustique : 1 kHz à 10 kHz sur 32 canaux 40 Hz à 20 kHz 100 Hz à 7 kHz (> 6dB) Chaque modèle est composé d'une caméra numérique haute résolution (1280*1024 pixels) qui permet de superposer les mesures acoustiques sur l'image de l'engin observé.L'image suivante est une image acoustique réalisée sur un engin de carrière. La caméra acoustique à été placée au dessus du bras d'excavation. On peut voir un manque de capotage du moteur en rouge Source GFal (http://www.acoustic-camera.com)Image acoustique d'un moteur de voiture : Source GFal (http://www.acoustic-camera.com) Différentes configurations de capteurs existent : sphère, grille Par exemple, au niveau de la cabine des systèmes à grille beaucoup utilisés dans l'automobile peuvent convenir. L'IMAGE ACOUSTIQUE POUR UNE MEILLEURE CONCEPTION Le bruit a pour principale origine la transmission des ondes vibro-acoustiques entre les composants. Ces ondes vibro-acoustiques vont avoir une grande importance sur le bruit dans la cabine ou à l'extérieur de l'engin. C'est donc à la source qu'il faut les éliminer et éviter qu'elles ne soient transmises entre les composants, d'autant plus qu'une onde vibro-acoustique peut prendre un grand nombre de chemins qui peut se révéler très complexe du fait des nombreuses interactions : Réverbération, Amplification, Changement de direction Sur la figure ci-dessous, les vibrations sont transmises entre le moteur et la pompe hydraulique par l'accouplement. Une partie est transmise au châssis par un mauvais amortissement et enfin une partie est transmise à l'extérieur par un capotage métallique insuffisant. Au cours du temps, on peut même observer une aggravation à cause du vieillissement des joints et amortisseurs élastiques. Grâce à l'utilisation de caméra acoustique, il est plus facile de localiser les sources sonores et d'identifier les composants ou les liaisons entre les composants sur lesquels il faut intervenir pour diminuer les vibrations.En conclusion, les ensembles existent et progressent, tout est réuni pour diminuer les nuisances des engins de TP aujourd'hui et de progresser pour les chantiers du futur. Références Centre d'information sur le bruit (France) : http://www.infobruit.org 01dB-Metravib, mesure acoustique et analyse vibratoire : http://www.01db-metravib.fr/index_fr.html Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique (LMA) , Marseille : http://www.lma.cnrs-mrs.fr/cact.htm ACOUSTIC CAMERA (GFal) : http://www.acoustic-camera.com/ MTS : http://www.mts.com/nvd/pdf/100-064-294%20Sound%20camera.pdf TECHNO FIRST : http://technofirst.com CIOP PIB : http://www.ciop.pl/7383.html European Association for Signal Processing : http://cgi.di.uoa.gr/~eusipco/call.html Marcus Wallenberg Laboratory for Sound and Vibration Research : http://www.ave.kth.se/divisions/mwl/ ONERA, essai de réduction actif du bruit dans la cabine d'un hélicoptère Dauphin 6075 : http://www.onera.fr/dcsd/dauphin6075/ Groupe d'acoustique de l'université de Sherbrooke (GAUS), Canada : http://www.gaus.gme.usherb.ca/ OROS, analyseur de spectres acoustiques : http://www.oros.fr/FR/