Isolation acoustique dans le milieu industriel

Les solutions d’encoffrement acoustisque pour l'isolation acoustique industrielle

Un encoffrement est une enceinte construite autour de la machine responsable des perturbations sonores, qui réduit de manière efficace le bruit aérien. L’encoffrement est une solution permettant d’éviter des modifications importantes de la machine bruyante et il constitue un investissement durable car il conserve son efficacité dans le temps.

La réduction du bruit à la source est plus efficiente lorsqu’elle est entreprise dès le début de la conception d’une ligne de production. Il est également possible de l’envisager sur un équipement déjà en opération mais cela impliquera des modifications plus importantes de la machine.

L’encoffrement est donc une solution corrective efficace. Il se compose d’une enceinte servant à envelopper la machine bruyante afin de réduire le bruit aérien qu’elle émet. L’enceinte doit être construite à partir de matériaux isolants acoustiques et elle peut également comporter des ouvertures fonctionnelles afin d’accéder plus facilement à la machine. Tunnels acoustiques d’entrée de semi-finis et de sortie de produits, porte d’accès, trappes d’accès de maintenance et vitrages d’observation, entrées et sorties de fluides et énergies, entrées et sorties de dépoussiérage et de ventilation… Toutes ces ouvertures sont envisageables, à condition qu’elles soient conçues rigoureusement et réalisées avec soin afin de ne pas trop réduire la performance de l’encoffrement.

Quels sont les types d’encoffrement acoustique possibles ?

Il est possible de classer les encoffrements acoustique selon 3 types. Chaque encoffrement correspond aux besoins et spécificités pouvant être rencontrés au sein de l’industrie concernée.

L’encoffrement intégré ou capotage

Dans le cas d’un encoffrement intégré, aussi appelé « capotage », l’enceinte acoustique se trouve à proximité de la machine, empêchant les opérateurs d’y pénétrer. Cela permet de réduire fortement le niveau sonore des équipements industriels grâce notamment aux panneaux acoustiques utilisés qui sont constitués de bacs en acier (galvanisé, inox…) avec remplissage d’isolant et d’absorbant acoustique. On assemble les panneaux soit sur une ossature en acier profilé, ou avec des attaches rapides (sauterelle, quart de tour…).

L’encoffrement complet

Lors du choix d’un encoffrement complet, l’enceinte située tout autour de la machine comporte une ou plusieurs portes, des fenêtres, des parois, un toit, afin de faciliter son accès aux opérateurs. Il s’agit d’une cabine qui peut avoir plusieurs fois le volume de la machine.

Le terme “cabine” est généralement utilisé pour les enceintes destinées aux opérateurs : elles isolent les opérateurs du bruit externe, contrairement aux encoffrements qui confinent le bruit des machines.

L’encoffrement partiel

En cas de mise en place d’un encoffrement partiel, l’enceinte destinée à amoindrir les nuisances sonores est incomplète. En effet, contrairement aux autres encoffrements, le toit ou certaines parois ne sont pas isolées acoustiquement. Un encoffrement partiel se rapproche donc d’un écran acoustique puisque plus de 10% de la surface de l’encoffrement est ouverte ou non traitée.

Les principes de l’encoffrement

On distingue plusieurs points essentiels au succès d’un projet d’encoffrement. En effet, la conception de ce dernier doit précisément tenir compte des différentes contraintes géométriques et opérationnelles. On ne modifie pas la structure lors du montage sans perte de performance. De ce fait, lors du montage, le découplement de l’encombrement est essentiel afin d’éviter transmission et rayonnement acoustique de vibrations parasites. Le jointoyage de toutes les fuites potentielles doit lui aussi être pensé et soigné.

Plans de fabrication de l’encoffrement acoustique

Avant de mettre en place un encoffrement, il est nécessaire d’établir un plan précis de fabrication afin de prendre en compte tous les éléments importants.

Entre l’étude du projet et sa réalisation, plusieurs mois peuvent se passer pendant lesquels l’entreprise concernée par les nuisances sonores a pu faire des modifications d’implantation d’auxilliaires, de circuits opérationnels, de chemins de passages. Il est alors essentiel de vérifier aussi que les réductions de bruit à la source planifiées ont été réalisées.

Le chargé d’affaires intervient sur place afin de vérifier l’ensemble des contraintes et effectuer un relevé de cotes précis. Point par point, il valide les solutions techniques retenues, ainsi que les ouvertures, les passages, les vitrages et de façon plus globale, l’ensemble de l’environnement de la machine à insonoriser.

L’encoffrement étant un ensemble conçu afin d’atteindre un objectif acoustique complexe, il est important de minimiser les modifications à réaliser lors du montage pour éviter de perdre en performance acoustique. Un encoffrement doit en plus répondre aux exigences de normes, en particulier de sécurité.

CAD 3D et simulation de l’encoffrement acoustique

Le concepteur en charge de l’encoffrement travaille avec un logiciel de CAD en 3 dimensions qui lui permet alors de réaliser :

• des plans détaillés de l’encoffrement acoustique,
• des simulations de comportement acoustiques,
• selon les cas, des simulations thermiques pour le dimensionnement de la ventilation,
• des simulations de flux d’air pour le dépoussiérage,
• les plans de découpe des éléments avec par exemple le développé d’une tôle de porte, avant pliage,
• les programmes d’usinage, par exemple la découpe laser de la porte.

Montage de l’encoffrement acoustique

Toute liaison rigide avec la machine ou d’autres éléments vibrants peut exciter les parois de l’encoffrement et ainsi générer du bruit. Il est donc indispensable de désolidariser ces éléments par exemple à l’aide de plots de suspension.

Traitement des fuites acoustiques

Tous les interstices de l’encoffrement acoustique doivent être soigneusement traités au préalable. Cela comprend les espaces entre le sol et les parois, les appuis contre la machine, les fixations contre des éléments du bâtiment, les passages de câbles et de tuyaux, ainsi que l’insertion de canalisations de ventilation.

Chacun de ces endroits peut constituer des fuites acoustiques potentielles, ce qui peut s’avérer critique dans l’obtention de l’insonorisation souhaitée. On utilise généralement des joints synthétiques, des mousses, du caoutchouc et du presse-étoupe.

L’utilisation des joints bitumineux permet de boucher tous les espaces non opérationnels tels que la liaison entre le sol et l’encoffrement, les passages de câbles et de tuyaux, l’insertion de canalisations de ventilation, etc…

Les portes d’accès, les trappes de maintenance et les autres ouvertures sont critiques. En effet, leur conception et leur construction doivent être soignées afin d’éviter une perte d’efficacité de l’encoffrement avec le temps, suite à des dégradations qui pourront par la suite constituer des fuites acoustiques.

Le choix des matériaux pour un encoffrement acoustique

Un encoffrement acoustique est une enceinte complexe se situant autour de la machine responsable du bruit environnant. Elle est soumise à la fois à la physique de l’acoustique, à des limites géographiques imposées par la machine et le bâtiment dans sa globalité, ainsi qu’à des contraintes d’utilisation et d’ergonomie en ce qui concerne l’adaptabilité des postes de travail et de la maintenance. L’encoffrement acoustique est également soumis à des paramètres d’environnement tels que la chaleur, la poussière, l’huile… Mais aussi plus généralement à des critères économiques.

De ce fait, le concepteur en charge de sa réalisation prévoit une structure composée de différents matériaux, chacun ayant pour mission de remplir une fonction bien spécifique autour d’un absorbant acoustique.

Modélisation des matériaux absorbants pour un encoffrement acoustique

Pour pouvoir contrôler le champ acoustique dans l’enceinte de l’encoffrement ou rayonné à l’extérieur par les parois, des traitements passifs basés sur des matériaux poreux (laine minérale, mousses polymères etc.) sont généralement utilisés. Ces matériaux hétérogènes diphasiques sont constitués d’une phase solide appelée squelette et d’une phase fluide occupant les pores du matériau.

L’énergie acoustique ou mécanique est alors évacuée sous forme de chaleur grâce à des mécanismes de dissipation internes au matériau (effets visqueux, thermiques et structuraux).

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