CA2263023C - Panneau insonorisant et procede de realisation - Google Patents
Panneau insonorisant et procede de realisation Download PDFInfo
- Publication number
- CA2263023C CA2263023C CA 2263023 CA2263023A CA2263023C CA 2263023 C CA2263023 C CA 2263023C CA 2263023 CA2263023 CA 2263023 CA 2263023 A CA2263023 A CA 2263023A CA 2263023 C CA2263023 C CA 2263023C
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- microbeads
- honeycomb
- partitions
- partition
- waxy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form
- B32B3/10—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
- B32B3/12—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/162—Selection of materials
- G10K11/165—Particles in a matrix
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/172—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects
Abstract
L'invention propose un panneau insonorisant comportant une âme de nid d'abeille (5) prise en sandwich entre une peau pleine (12) et une peau poreuse (13), les alvéoles (6) du nid d'abeille (5) étant divisées dans le sens de l'épaisseur (5a) en au moins deux cavités résonantes (11) par au moins une cloison (8) traversée de part en part par des passages (14). Un tel panneau insonorisant est remarquable en se que les cloisons (8) sont constituées de microbilles (15) creuses à parois poreuses liées entre elles et avec les parois (7) du nid d'abeille (5) par leurs points de contact (16,17). Un tel panneau insonorisant combine des performances élevées en termes de linéarité en fonction du niveau sonore d'excitation, de bande d'atténuation, d'encombrement et de résistance mécanique.
Description
Panneau insonorisant et procédé de réalisation Description L'invention se rapporte aux structures sandwich, et plus particulièrement aux panneaux insonorisants à nids d'abeille dits "passifs" fonctionnant sur la base de résonateurs de Helmoltz accordés en quart de longueur d'onde.
Des normes de plus en plus restrictives imposent une réduction de l'émission sonore des avions à usage commercial, notamment au décollage et au voisinage des aéroports.
Cette émission sonore peut atteindre 155 décibels au décollage, notamment contre les 1s parois intérieures des nacelles entourant les turboréacteurs et les veines de gaz, et elle résulte d'excitations acoustiques d'origine aérodynamique provenant essentiellement des moteurs et des excitations aéro-acoustiques générant des phénomènes vibro-acoustiques importants tant au niveau des structures que de l'habitacle.
L'émission sonore se fait essentiellement dans une plage de fréquences assez larges allant de 200 2o à 8000 Hz, et plus particulièrement entre 600 et 5000 Hz où la gêne est la plus importante. Toutefois, la tendance actuelle est à la généralisation des turboréacteurs dits à double flux et à grand taux de dilution permettant des réductions substantielles de la consommation de carburant, ces turboréacteurs présentant cependant une vitesse de rotation plus basse et par répercussion une émission sonore plus étendue vers les 25 basses fréquences.
Dans ce contexte, les ensembliers et fabricants de pièces spécifiques aéronautiques sont à la recherche de traitements insonorisants permettant de réduire les niveaux acoustiques sans pénaliser d'autres aspects tels la résistance mécanique, la masse et 30 l'encombrement. En particulier, la réduction de l'encombrement se traduit par des panneaux insonorisants moins épais, ce qui permet d'amincir les structures de l'avion, notamment les nacelles entourant les turboréacteurs, et par répercussion de réduire la traînée de l'avion et sa consommation de carburant.
35 Les panneaux insonorisants les plus performants connus en termes d'efficacité
acoustique, de masse et d'encombrement sont constitués par une structure sandwich
Des normes de plus en plus restrictives imposent une réduction de l'émission sonore des avions à usage commercial, notamment au décollage et au voisinage des aéroports.
Cette émission sonore peut atteindre 155 décibels au décollage, notamment contre les 1s parois intérieures des nacelles entourant les turboréacteurs et les veines de gaz, et elle résulte d'excitations acoustiques d'origine aérodynamique provenant essentiellement des moteurs et des excitations aéro-acoustiques générant des phénomènes vibro-acoustiques importants tant au niveau des structures que de l'habitacle.
L'émission sonore se fait essentiellement dans une plage de fréquences assez larges allant de 200 2o à 8000 Hz, et plus particulièrement entre 600 et 5000 Hz où la gêne est la plus importante. Toutefois, la tendance actuelle est à la généralisation des turboréacteurs dits à double flux et à grand taux de dilution permettant des réductions substantielles de la consommation de carburant, ces turboréacteurs présentant cependant une vitesse de rotation plus basse et par répercussion une émission sonore plus étendue vers les 25 basses fréquences.
Dans ce contexte, les ensembliers et fabricants de pièces spécifiques aéronautiques sont à la recherche de traitements insonorisants permettant de réduire les niveaux acoustiques sans pénaliser d'autres aspects tels la résistance mécanique, la masse et 30 l'encombrement. En particulier, la réduction de l'encombrement se traduit par des panneaux insonorisants moins épais, ce qui permet d'amincir les structures de l'avion, notamment les nacelles entourant les turboréacteurs, et par répercussion de réduire la traînée de l'avion et sa consommation de carburant.
35 Les panneaux insonorisants les plus performants connus en termes d'efficacité
acoustique, de masse et d'encombrement sont constitués par une structure sandwich
2 comportant une âme en nid d'abeilles dont les alvéoles sont agencées en résonateurs de Helmoltz. Le comportement du panneau peut être représenter par son impédance acoustique normalisée réduite par rapport à l'impédance de l'air pc:
Z = R + j.X
Le terme réel R en exprime la composante résistive et doit être proche de l'unité pour une meilleure absorption du son aux moyennes fréquences. Le terme complexe X
en exprime la composante réactive et doit être minimum pour éviter la réflexion sans absorption du son sur le fond du panneau insonorisant.
1o II est connu de réaliser des panneaux insonorisant à double résonateur de Helmoltz comportant successivement une peau pleine 18, une âme en nid d'abeilles 12 dont les alvéoles sont divisées dans le sens de l'épaisseur en deux cavités par une cloison mince 16 en résine et perforée de part en part, ainsi qu'une peau poreuse communicant avec la source sonore. La cloison est positionnée pour accorder la résonance selon deux fréquences choisies, les molécules d'air se déplaçant alternativement d'une cavité à
l'autre par les perforations de la cloison, une dissipation d'énergie s'effectuant par le laminage visqueux de l'air au niveau des perforations. Les perforations sont habituellement réalisées par faisceau laser, car elles doivent ëtre de préférence de petite taille et en densité élevée. II est toutefois connu ces cloisons perforées présentent une 2o non-linéarité importante avec des vitesses de déplacement élevées résultant des forts niveaux acoustiques. De ce fait, un panneau optimisé aux bas niveaux sonores, par exemple à 120 décibels, verra ses performances se dégrader aux hauts niveaux sonores, par exemple à 155 décibels, et réciproquement. Par ailleurs, l'optimisation de tels panneau insonorisants conduit à un rapport entre la surface totale des perforations et la surface de la cloison, appelé "taux de perforation" ou "porosité" qui est de l'ordre de 2% à 5%. De ce fait, la vitesse des molécules de l'air augmente fortement en traversant la cloison, ce qui augmente le comportement non linéaire de la cloison.
II est connu aussi de réaliser des panneaux insonorisants du même type dans lequel la 3o cloison est constituée par un tissu de fils métalliques 14 pris en sandwich entre deux couches de nid d'abeille. Cette cloison offrant conjointement une meilleure linéarité
combinée à une porosité plus importante, soit de l'ordre de 20%, cette porosité
provoquant ainsi une moindre augmentation de la vitesse des molécules d'air traversant la cloison et améliorant de ce fait la linéarité. Un tel panneau présente cependant une 3s faiblesse au délaminage entre les deux couches de nid d'abeille et le tissu. On comprend que la division du nid d'abeille en deux couches ne répond qu'à un impératif de faisabilité et de coût.
Z = R + j.X
Le terme réel R en exprime la composante résistive et doit être proche de l'unité pour une meilleure absorption du son aux moyennes fréquences. Le terme complexe X
en exprime la composante réactive et doit être minimum pour éviter la réflexion sans absorption du son sur le fond du panneau insonorisant.
1o II est connu de réaliser des panneaux insonorisant à double résonateur de Helmoltz comportant successivement une peau pleine 18, une âme en nid d'abeilles 12 dont les alvéoles sont divisées dans le sens de l'épaisseur en deux cavités par une cloison mince 16 en résine et perforée de part en part, ainsi qu'une peau poreuse communicant avec la source sonore. La cloison est positionnée pour accorder la résonance selon deux fréquences choisies, les molécules d'air se déplaçant alternativement d'une cavité à
l'autre par les perforations de la cloison, une dissipation d'énergie s'effectuant par le laminage visqueux de l'air au niveau des perforations. Les perforations sont habituellement réalisées par faisceau laser, car elles doivent ëtre de préférence de petite taille et en densité élevée. II est toutefois connu ces cloisons perforées présentent une 2o non-linéarité importante avec des vitesses de déplacement élevées résultant des forts niveaux acoustiques. De ce fait, un panneau optimisé aux bas niveaux sonores, par exemple à 120 décibels, verra ses performances se dégrader aux hauts niveaux sonores, par exemple à 155 décibels, et réciproquement. Par ailleurs, l'optimisation de tels panneau insonorisants conduit à un rapport entre la surface totale des perforations et la surface de la cloison, appelé "taux de perforation" ou "porosité" qui est de l'ordre de 2% à 5%. De ce fait, la vitesse des molécules de l'air augmente fortement en traversant la cloison, ce qui augmente le comportement non linéaire de la cloison.
II est connu aussi de réaliser des panneaux insonorisants du même type dans lequel la 3o cloison est constituée par un tissu de fils métalliques 14 pris en sandwich entre deux couches de nid d'abeille. Cette cloison offrant conjointement une meilleure linéarité
combinée à une porosité plus importante, soit de l'ordre de 20%, cette porosité
provoquant ainsi une moindre augmentation de la vitesse des molécules d'air traversant la cloison et améliorant de ce fait la linéarité. Un tel panneau présente cependant une 3s faiblesse au délaminage entre les deux couches de nid d'abeille et le tissu. On comprend que la division du nid d'abeille en deux couches ne répond qu'à un impératif de faisabilité et de coût.
3 II est connu aussi de réaliser des panneaux insonorisants constitués par une charge absorbante prise en sandwich entre deux peaux dont l'une au moins est poreuse.
La charge peut être réalisée avec de la fibre, avec une mousse à pores ouverts et plus récemment avec des microbilles, les microbilles creuses à parois poreuses semblant donner les meilleurs résultats. Cependant, de tels panneaux doivent avoir une épaisseur se rapprochant sensiblement du quart de la longueur d'onde du son à la fréquence la plus basse à absorber, ce qui conduirait en aéronautique à un encombrement prohibitif.
De plus, ces panneaux seraient très lourds, car leur efficacité dépend de la masse 1o volumique de la charge absorbante.
Un premier problème est de proposer un panneau insonorisant conciliant des impératifs élevés en termes d'insonorisation et de résistance mécanique, ceci sans en pénaliser la masse et (encombrement, de tels panneaux insonorisants devant ëtre susceptibles d'êtres réalisés industriellement.
Un second problème est de proposer un panneau insonorisant présentant une atténuation améliorée aux basses fréquences à épaisseur constante, ou réciproquement une épaisseur réduite à atténuation constante aux basses fréquences.
Un troisième problème est de proposer un procédé de réalisation de tels panneaux insonorisants.
L'invention propose un panneau insonorisant plus particulièrement mais non exclusivement destiné à l'insonorisation des turboréacteurs et des structures d'avion, lesdits panneaux insonorisants combinant des performances élevées en termes d'efficacité acoustique ou d'atténuation sonore, de résistance mécanique, de masse et d'encombrement, lesdits panneaux insonorisants comportant une âme de nid d'abeille 3o prise en sandwich entre une peau pleine et une peau poreuse, ledit nid d'abeille étant lié
auxdites peaux, ledit nid d'abeille comportant des parois s'étendant dans le sens de l'épaisseur entre les deux peaux et formant des alvéoles, lesdites alvéoles étant divisées en au moins deux cavités dans le sens de l'épaisseur par au moins une cloison dont les bords arrivent au contact des parois, lesdits bords étant liés auxdites parois, lesdites cloisons étant traversées par des passages débouchants reliant lesdites cavités.
La charge peut être réalisée avec de la fibre, avec une mousse à pores ouverts et plus récemment avec des microbilles, les microbilles creuses à parois poreuses semblant donner les meilleurs résultats. Cependant, de tels panneaux doivent avoir une épaisseur se rapprochant sensiblement du quart de la longueur d'onde du son à la fréquence la plus basse à absorber, ce qui conduirait en aéronautique à un encombrement prohibitif.
De plus, ces panneaux seraient très lourds, car leur efficacité dépend de la masse 1o volumique de la charge absorbante.
Un premier problème est de proposer un panneau insonorisant conciliant des impératifs élevés en termes d'insonorisation et de résistance mécanique, ceci sans en pénaliser la masse et (encombrement, de tels panneaux insonorisants devant ëtre susceptibles d'êtres réalisés industriellement.
Un second problème est de proposer un panneau insonorisant présentant une atténuation améliorée aux basses fréquences à épaisseur constante, ou réciproquement une épaisseur réduite à atténuation constante aux basses fréquences.
Un troisième problème est de proposer un procédé de réalisation de tels panneaux insonorisants.
L'invention propose un panneau insonorisant plus particulièrement mais non exclusivement destiné à l'insonorisation des turboréacteurs et des structures d'avion, lesdits panneaux insonorisants combinant des performances élevées en termes d'efficacité acoustique ou d'atténuation sonore, de résistance mécanique, de masse et d'encombrement, lesdits panneaux insonorisants comportant une âme de nid d'abeille 3o prise en sandwich entre une peau pleine et une peau poreuse, ledit nid d'abeille étant lié
auxdites peaux, ledit nid d'abeille comportant des parois s'étendant dans le sens de l'épaisseur entre les deux peaux et formant des alvéoles, lesdites alvéoles étant divisées en au moins deux cavités dans le sens de l'épaisseur par au moins une cloison dont les bords arrivent au contact des parois, lesdits bords étant liés auxdites parois, lesdites cloisons étant traversées par des passages débouchants reliant lesdites cavités.
4 Un tel panneau insonorisant est remarquable en ce que les cloisons sont constituées par des microbilles sphériques creuses à parois poreuses en contact mutuel, lesdites microbilles étant collées entre elles par leurs points de contact, les microbilles à la périphérie des cloisons arrivant au contact des parois et étant collées auxdites parois par ces points de contact, les cloisons ayant une épaisseur au moins égale à 15%
de l'épaisseur du nid d'abeille On comprend que (ensemble des microbilles constituant la cloison forme une masse malléable tant que le liant n'a pas pris, c'est à dire n'assure pas une fonction effective de liaison. De ce fait, les cloisons peuvent étre formées en tout ou en partie à
l'intérieur des alvéoles du nid d'abeille, ce nid d'abeille pouvant en conséquence être en une seule couche. Lorsque les microbilles sont liées entre elles, on obtient des cloisons solides adhérant par leurs bords aux parois du nid d'abeille. En d'autres termes, ces cloisons conservent alors leur forme et leur position dans les alvéoles du nid d'abeille. On comprend enfin que du fait que les microbilles sont liées par leurs points de contact, il subsiste entre lesdites microbilles des espaces constituant une multitude de passages reliant entre elles les cavités, la porosité des microbilles constituant des compléments à
ces passages.
2o Un premier avantage de l'invention est que les cloisons autorisent une forte dissipation de l'énergie sonore, par laminage visqueux de l'air, permettant d'ajuster simplement le terme résistif R à sa valeur optimale. Ceci peut se comprendre par le fait que l'utilisation de microbilles, qui sont sensiblement sphériques par définition, offrent aux passages des surfaces importantes en regard de la section moyenne desdits conduits, lesdites surfaces produisant un laminage visqueux important de l'air. Ce phénomène est augmenté par le fait que le trajet des molécules d'air à travers la cloison est sinueux, ce qui augmente le chemin moyen parcouru, alors que l'épaisseur de la cloison peut être augmentée à volonté. Ce phénomène est encore augmenté par le fait que les surfaces latérales des conduits ainsi constitués de portions de sphères géométriques convexes so provoquent une diffusion importante des ondes acoustiques à l'intérieur des passages constitués en réseaux entre les microbilles.
Un autre avantage est que la perméabilité de la cloison reste bonne, ce qui permet de réduire le terme réactif X. Cette bonne perméabilité peut s'expliquer essentiellement par la porosité élevée des cloisons, typiquement de 20% à 43%. Ceci étant constaté, on comprend que l'on peut augmenter l'épaisseur de la cloison à une valeur au moins égale à 15% de l'épaisseur du nid d'abeilles. Ceci a pour effet d'augmenter le chemin moyen s parcouru par l'air entre les deux cavités, en conservant cependant une bonne perméabilité de la cloison et donc une bonne efficacité de celle-ci, et pour résultat d'améliorer l'atténuation du son aux basses fréquences par abaissement des modes de résonance. L'optimum se situe entre 30% et 35%, les performances du panneau insonorisant se dégradant au delà.
Un autre avantage est que la linéarité avec le niveau sonore du panneau insonorisant est bonne, les propriétés dudit panneau restant sensiblement constantes. Ceci peut s'expliquer, mais en partie seulement, par la bonne perméabilité de la cloison qui permet 1o une moindre augmentation de la vitesse des molécules d'air traversant la paroi. Pour le reste, il faut admettre que l'emploi de microbilles permet d'obtenir des passages aux propriétés aérodynamiques élevées, c'est à dire permettant un bon écoulement de l'air, la porosité des microbilles y contribuant aussi probablement. Des mesures ont montré
que pour des vitesses d'écoulement des molécules d'air passant de 0,2 à 2m/s (mètres 1s par seconde), le terme résistif d'une cloison selon l'invention est multiplié par un coefficient allant de 1,1 à 1,3 seulement. Par comparaison, le terme résistif d'une cloison perforée est multiplié sensiblement par 10.
Un avantage encore est que les panneaux insonorisants selon l'invention présentent, à
2o épaisseur identique, une efficacité améliorée aux basses fréquences. Ceci pourrait s'expliquer par le fait que le parcours de l'air entre les deux cavités résonantes est allongé par la possibilité de réaliser des cloisons épaisses et par le trajet sinueux de l'air à l'intérieur desdites cloisons, ce qui permet d'accroïtre l'effet réactif de la cavité et de déplacer l'accord vers les basses fréquences.
2s Avantageusement, la masse de microbilles étant constituée d'un mélange de lots de microbilles de diamètres homogènes, c'est à dire que lesdites microbilles ont à l'intérieur d'un lot des diamètres sensiblement égaux aux tolérances de fabrication près, l'épaisseur de la cloison a une épaisseur au moins égale à 10 fois le diamètre moyen 3o des microbilles du lot de plus faibles diamètres. Ceci a pour effet d'augmenter les surfaces latérales des passages, mais sans pénaliser sensiblement la perméabilité la cloison, et pour résultat d'améliorer la dissipation par laminage visqueux de l'air dans les cloisons et par répercussion l'atténuation apportée par le panneau insonorisant. Par le terme homogène, il faut comprendre que les microbilles ont des diamètres sensiblement 3s égaux aux tolérances de fabrications près.
Dans un mode préféré de réalisation, les microbilles constituant la cloison ont des diamètres s'étendant de 0,2 à 1mm, l'optimum correspondant à une plage de 0,3 à
0,5mm, et l'épaisseur de la cloison est au moins égale à 10 fois le diamètre moyen des microbilles.
s Typiquement, un panneau insonorisant classique à deux cavités résonnantes présente un coefficient d'atténuation sensiblement égal à 0,72 à 1000Hz et à 0,41 à
500Hz pour une épaisseur de 40mm, alors qu'un panneau insonorisant de même épaisseur selon l'invention présente un coefficient d'atténuation sensiblement égal à 0,85 à
1000Hz et à
0,72 à 500Hz, la cloison ayant dans ce cas une épaisseur de 13mm de microbilles.
Réciproquement, l'invention permet de réduire l'épaisseur des panneaux insonorisants pour une atténuation spécifiée aux basses fréquences. Pour mémoire, un coefficient d'atténuation théorique égal à 1 correspondant à l'absorption totale de l'énergie sonore.
1s Un avantage encore est que les panneaux insonorisants selon l'invention présentent une bande d'atténuation améliorée par rapport aux panneaux classiques à deux cavités résonantes. Le panneau classique de l'exemple précédent présente une bande d'atténuation s'étendant sensiblement de 1200Hz à 5300Hz, soit 2,1 octaves, pour un coefficient d'atténuation de 0,8. Pour ce mëme coefficient d'atténuation, le panneau de l'exemple précédent selon l'invention présente une bande d'atténuation s'étendant de 500Hz à 3500Hz, soit 2,6 octaves.
L'invention propose aussi un procédé de réalisation d'un tel panneau insonorisant, ledit procédé comportant essentiellement les opérations suivantes:
2s - réalisation du nid d'abeille, - application et liaison d'une peau pleine sur l'une des faces du nid d'abeille, - application et liaison d'une peau poreuse sur l'autre face du nid d'abeille.
Un tel procédé est remarquable en ce que préalablement à l'application et à la liaison des peaux sur le nid d'abeille:
- on introduit dans chaque alvéole un volume de microbilles égal au volume de la cloison, lesdites microbilles étant creuses et à parois poreuses, lesdites microbilles étant au préalable enduites d'un liant fluide, et on forme la cloison à la forme et la position requise à l'intérieur de l'alvéole, 3s - on fait prendre le liant, c'est à dire qu'on le fait passer de l'état fluide à un état lui permettant d'assurer sa fonction de liaison.
Le liant doit avoir une viscosité dynamique allant de 0,5 à 3 Pa.s (Pascals.secondes) à
25°C et il est dosé à raison de 0,1 à 1 g/cm3. On constate qu'un tel liant très fluide se localise aux points de contact des microbilles entre elles et avec les cloisons du nid d'abeille, en préservant la porosité naturelle des parois desdites microbilles.
Avantageusement, on préférera un dosage de liant au plus égal à 0,3 g/cm3, afin de mieux dégager les espaces laissés entre les microbilles.
Lorsque le panneau insonorisant est courbe, on utilisera des microbilles en élastomère ou en tout autre matériau présentant une capacité de déformation limitée mais 1o suffisante. On réalisera les cloisons dans les alvéoles du nid d'abeille à
plat, et on cintrera ensuite le nid d'abeille à la forme à obtenir après la prise du liant et préalablement à l'application et à la liaison des peaux sur le nid d'abeille.
On comprend que cette disposition a pour effet de rendre les microbilles déformables, et pour résultat de permettre le cambrage du nid d'abeille sans détérioration des cloisons, du fait que lesdites cloisons peuvent suivre les légères variations dimensionnelles des alvéoles qui résultent du cambrage.
Lorsque le panneau insonorisant est courbe, on utilisera dans une autre forme de réalisation un liant élastomère ou en tout autre matériau présentant une capacité de 2o déformation limitée mais suffisante, et on cintrera le nid d'abeille à la forme à obtenir, ceci après la prise du liant et préalablement à l'application et à la liaison des peaux sur le nid d'abeille. On comprend que cette disposition a pour effet de rendre déformables les liaisons entre microbilles et entre les microbilles et les parois du nid d'abeille, et pour résultat également de permettre le cambrage du nid d'abeille sans détérioration des cloisons, du fait que lesdites cloisons peuvent suivre les légères variations dimensionnelles des alvéoles qui résultent du cambrage.
L'introduction des microbilles dans les alvéoles et le formage des cloisons peut comporter les opérations suivantes:
- constituer un support cireux présentant une surface de formage plane, - presser le nid d'abeille sur le support cireux du coté de sa surface de formage jusqu'à
ce que ladite surface de formage arrive à la position d'une face des cloisons à l'intérieur des alvéoles du nid d'abeille, - introduire dans chaque alvéole un volume de microbilles enduites du liant à
l'état fluide, ce volume étant égal au volume de la cloison à former, - tasser les microbilles ainsi enduites de liant, le support cireux étant ensuite éliminé postérieurement à la prise au moins partielle du liant et préalablement à l'application et la liaison des peaux sur le nid d'abeille. Le support cireux sera un matériau tel la paraffine ou la cire solide à la température ambiante mais avec un point de fusion bas, par exemple compris entre 50°C et 90°C.
Dans un mode préféré de réalisation, l'introduction des microbilles dans les alvéoles et le formage des cloisons comportent les opérations suivantes:
- constituer un support cireux présentant une surface de formage plane, - recouvrir la surface de formage par une couche de microbilles enduites du liant à l'état 1o fluide, l'épaisseur de ladite couche de microbilles étant celle des cloisons à obtenir, cette épaisseur pouvant être légèrement réduite pour tenir compte de l'épaisseur des parois du nid d'abeille, - pressage du nid d'abeille sur la couche de microbilles et le support cireux jusqu'à ce que ladite couche de microbilles arrive à la position des cloisons à
l'intérieur des alvéoles du nid d'abeille, le support cireux étant ensuite éliminé postérieurement à la prise au moins partielle du liant et préalablement à l'application et la liaison des peaux sur le nid d'abeille. Le support cireux sera également un matériau tel la paraffine ou la cire solide à
la température ambiante mais avec un point de fusion bas, par exemple compris entre 50°C et 90°C.
Avantageusement, le support cireux est disposé sur un lit d'eau par sa surface opposée à la surface de formage. Lors du pressage, le support cireux est traversé
complètement par le nid d'abeille jusqu'à ce qu'il arrive en retrait d'au moins 2mm à
l'intérieur du nid d'abeille. Une telle disposition a pour effet de constituer un ménisque concave le long de l'angle formé par les parois du nid d'abeille et la surface de la couche cireuse opposée à
la surface de formage, et pour résultat d'accélérer l'expulsion par fusion de la couche cireuse avant que la matière de ladite couche cireuse n'ait pénétré par capillarité dans les cloisons.
L'invention sera mieux comprise au vu d'exemples détaillés de réalisation et des figures associées.
La figure 1 illustre la structure d'un panneau insonorisant selon l'invention par une vue en coupe dans le sens de l'épaisseur.
La figure 2 illustre par une vue agrandie en coupe la structure des cloisons selon l'invention.
La figure 3 illustre un procédé de réalisation des panneaux insonorisants selon s l'invention.
On se reportera en premier lieu à la figure 1. Le panneau insonorisant 1 est une structure stratifiée comportant en premier lieu une âme de nid d'abeille 5 constituée par 1o des alvéoles 6 séparées par des parois 7 orientées dans le sens de l'épaisseur 5a du nid d'abeille 5 et faisant sans coupure toute l'épaisseur dudit nid d'abeille 5.
Les alvéoles 6 sont ouvertes de chaque coté du nid d'abeille 5. Elles ont habituellement une section hexagonale, mais on peut admettre aussi des alvéoles ayant une section rectangulaire ou triangulaire. Les alvéoles 6 sont divisées dans le sens de l'épaisseur 5a chacune par 15 une cloison 8 dont les bords 9 sont collés aux parois 7, lesdites cloisons 8 étant orientées perpendiculairement au sens 5a de l'épaisseur 5, lesdites cloisons 8 étant bordées de part et d'autre par des faces 10 sensiblement planes et perpendiculaires au sens de l'épaisseur 5a de l'épaisseur 5. Les cloisons 8 divisent chaque alvéoles 6 en deux cavités 11 ouvertes chacune sur l'extérieur du nid d'abeille 5. Le nid d'abeille 5 est 2o pris en sandwich entre une peau pleine 12 et une peau poreuse 13, les parois 7 étant liées par leurs extrémités 7a auxdites peaux 12,13, ce qui constitue la structure du panneau insonorisant 1 et en assure la rigidité et la résistance mécanique. On référencera 11 a la cavité du fond, c'est à dire celle qui est contre la peau pleine 12. On référencera 11 b la cavité d'entrée, c'est à dire celle qui est contre la peau poreuse 13. La 25 cloison 8 est traversée de part en part par une pluralité de passages 14 mettant en communication les cavités 11 a,11 b , alors que la cavité d'entrée 11 b est en communication avec l'extérieur du nid d'abeille 5. Ainsi, l'énergie acoustique à l'extérieur du panneau insonorisant 1 traverse la peau poreuse 13 et met en résonance les cavités 11 couplées entre elles par les passages 14 à travers la cloison 8. L'énergie est 3o principalement dissipée par laminage visqueux de l'air passant dans la cloison 8, et dans une moindre proportion dans la peau poreuse 13.
On se reportera maintenant à la figure 2. Selon l'invention, la cloison est constituée de 35 microbilles 15 collées entre elles par leurs points de contact 16, alors que les microbilles contre les parois 7 sont collées à ces parois 7 par leurs points de contacts 17 avec lesdites parois 7. Les espaces entre les microbilles 15 constituent un réseau de passages 14 entre les faces référencées 10 sur la figure 1. Ces passages 14 sont délimités par les surfaces 18 des microbilles 15 qui en constituent les surfaces latérales.
Ces surfaces latérales 18 ont donc la forme d'un assemblage de portions de sphères géométriques convexes et tangentes, de sorte qu'elles présentent une surface
de l'épaisseur du nid d'abeille On comprend que (ensemble des microbilles constituant la cloison forme une masse malléable tant que le liant n'a pas pris, c'est à dire n'assure pas une fonction effective de liaison. De ce fait, les cloisons peuvent étre formées en tout ou en partie à
l'intérieur des alvéoles du nid d'abeille, ce nid d'abeille pouvant en conséquence être en une seule couche. Lorsque les microbilles sont liées entre elles, on obtient des cloisons solides adhérant par leurs bords aux parois du nid d'abeille. En d'autres termes, ces cloisons conservent alors leur forme et leur position dans les alvéoles du nid d'abeille. On comprend enfin que du fait que les microbilles sont liées par leurs points de contact, il subsiste entre lesdites microbilles des espaces constituant une multitude de passages reliant entre elles les cavités, la porosité des microbilles constituant des compléments à
ces passages.
2o Un premier avantage de l'invention est que les cloisons autorisent une forte dissipation de l'énergie sonore, par laminage visqueux de l'air, permettant d'ajuster simplement le terme résistif R à sa valeur optimale. Ceci peut se comprendre par le fait que l'utilisation de microbilles, qui sont sensiblement sphériques par définition, offrent aux passages des surfaces importantes en regard de la section moyenne desdits conduits, lesdites surfaces produisant un laminage visqueux important de l'air. Ce phénomène est augmenté par le fait que le trajet des molécules d'air à travers la cloison est sinueux, ce qui augmente le chemin moyen parcouru, alors que l'épaisseur de la cloison peut être augmentée à volonté. Ce phénomène est encore augmenté par le fait que les surfaces latérales des conduits ainsi constitués de portions de sphères géométriques convexes so provoquent une diffusion importante des ondes acoustiques à l'intérieur des passages constitués en réseaux entre les microbilles.
Un autre avantage est que la perméabilité de la cloison reste bonne, ce qui permet de réduire le terme réactif X. Cette bonne perméabilité peut s'expliquer essentiellement par la porosité élevée des cloisons, typiquement de 20% à 43%. Ceci étant constaté, on comprend que l'on peut augmenter l'épaisseur de la cloison à une valeur au moins égale à 15% de l'épaisseur du nid d'abeilles. Ceci a pour effet d'augmenter le chemin moyen s parcouru par l'air entre les deux cavités, en conservant cependant une bonne perméabilité de la cloison et donc une bonne efficacité de celle-ci, et pour résultat d'améliorer l'atténuation du son aux basses fréquences par abaissement des modes de résonance. L'optimum se situe entre 30% et 35%, les performances du panneau insonorisant se dégradant au delà.
Un autre avantage est que la linéarité avec le niveau sonore du panneau insonorisant est bonne, les propriétés dudit panneau restant sensiblement constantes. Ceci peut s'expliquer, mais en partie seulement, par la bonne perméabilité de la cloison qui permet 1o une moindre augmentation de la vitesse des molécules d'air traversant la paroi. Pour le reste, il faut admettre que l'emploi de microbilles permet d'obtenir des passages aux propriétés aérodynamiques élevées, c'est à dire permettant un bon écoulement de l'air, la porosité des microbilles y contribuant aussi probablement. Des mesures ont montré
que pour des vitesses d'écoulement des molécules d'air passant de 0,2 à 2m/s (mètres 1s par seconde), le terme résistif d'une cloison selon l'invention est multiplié par un coefficient allant de 1,1 à 1,3 seulement. Par comparaison, le terme résistif d'une cloison perforée est multiplié sensiblement par 10.
Un avantage encore est que les panneaux insonorisants selon l'invention présentent, à
2o épaisseur identique, une efficacité améliorée aux basses fréquences. Ceci pourrait s'expliquer par le fait que le parcours de l'air entre les deux cavités résonantes est allongé par la possibilité de réaliser des cloisons épaisses et par le trajet sinueux de l'air à l'intérieur desdites cloisons, ce qui permet d'accroïtre l'effet réactif de la cavité et de déplacer l'accord vers les basses fréquences.
2s Avantageusement, la masse de microbilles étant constituée d'un mélange de lots de microbilles de diamètres homogènes, c'est à dire que lesdites microbilles ont à l'intérieur d'un lot des diamètres sensiblement égaux aux tolérances de fabrication près, l'épaisseur de la cloison a une épaisseur au moins égale à 10 fois le diamètre moyen 3o des microbilles du lot de plus faibles diamètres. Ceci a pour effet d'augmenter les surfaces latérales des passages, mais sans pénaliser sensiblement la perméabilité la cloison, et pour résultat d'améliorer la dissipation par laminage visqueux de l'air dans les cloisons et par répercussion l'atténuation apportée par le panneau insonorisant. Par le terme homogène, il faut comprendre que les microbilles ont des diamètres sensiblement 3s égaux aux tolérances de fabrications près.
Dans un mode préféré de réalisation, les microbilles constituant la cloison ont des diamètres s'étendant de 0,2 à 1mm, l'optimum correspondant à une plage de 0,3 à
0,5mm, et l'épaisseur de la cloison est au moins égale à 10 fois le diamètre moyen des microbilles.
s Typiquement, un panneau insonorisant classique à deux cavités résonnantes présente un coefficient d'atténuation sensiblement égal à 0,72 à 1000Hz et à 0,41 à
500Hz pour une épaisseur de 40mm, alors qu'un panneau insonorisant de même épaisseur selon l'invention présente un coefficient d'atténuation sensiblement égal à 0,85 à
1000Hz et à
0,72 à 500Hz, la cloison ayant dans ce cas une épaisseur de 13mm de microbilles.
Réciproquement, l'invention permet de réduire l'épaisseur des panneaux insonorisants pour une atténuation spécifiée aux basses fréquences. Pour mémoire, un coefficient d'atténuation théorique égal à 1 correspondant à l'absorption totale de l'énergie sonore.
1s Un avantage encore est que les panneaux insonorisants selon l'invention présentent une bande d'atténuation améliorée par rapport aux panneaux classiques à deux cavités résonantes. Le panneau classique de l'exemple précédent présente une bande d'atténuation s'étendant sensiblement de 1200Hz à 5300Hz, soit 2,1 octaves, pour un coefficient d'atténuation de 0,8. Pour ce mëme coefficient d'atténuation, le panneau de l'exemple précédent selon l'invention présente une bande d'atténuation s'étendant de 500Hz à 3500Hz, soit 2,6 octaves.
L'invention propose aussi un procédé de réalisation d'un tel panneau insonorisant, ledit procédé comportant essentiellement les opérations suivantes:
2s - réalisation du nid d'abeille, - application et liaison d'une peau pleine sur l'une des faces du nid d'abeille, - application et liaison d'une peau poreuse sur l'autre face du nid d'abeille.
Un tel procédé est remarquable en ce que préalablement à l'application et à la liaison des peaux sur le nid d'abeille:
- on introduit dans chaque alvéole un volume de microbilles égal au volume de la cloison, lesdites microbilles étant creuses et à parois poreuses, lesdites microbilles étant au préalable enduites d'un liant fluide, et on forme la cloison à la forme et la position requise à l'intérieur de l'alvéole, 3s - on fait prendre le liant, c'est à dire qu'on le fait passer de l'état fluide à un état lui permettant d'assurer sa fonction de liaison.
Le liant doit avoir une viscosité dynamique allant de 0,5 à 3 Pa.s (Pascals.secondes) à
25°C et il est dosé à raison de 0,1 à 1 g/cm3. On constate qu'un tel liant très fluide se localise aux points de contact des microbilles entre elles et avec les cloisons du nid d'abeille, en préservant la porosité naturelle des parois desdites microbilles.
Avantageusement, on préférera un dosage de liant au plus égal à 0,3 g/cm3, afin de mieux dégager les espaces laissés entre les microbilles.
Lorsque le panneau insonorisant est courbe, on utilisera des microbilles en élastomère ou en tout autre matériau présentant une capacité de déformation limitée mais 1o suffisante. On réalisera les cloisons dans les alvéoles du nid d'abeille à
plat, et on cintrera ensuite le nid d'abeille à la forme à obtenir après la prise du liant et préalablement à l'application et à la liaison des peaux sur le nid d'abeille.
On comprend que cette disposition a pour effet de rendre les microbilles déformables, et pour résultat de permettre le cambrage du nid d'abeille sans détérioration des cloisons, du fait que lesdites cloisons peuvent suivre les légères variations dimensionnelles des alvéoles qui résultent du cambrage.
Lorsque le panneau insonorisant est courbe, on utilisera dans une autre forme de réalisation un liant élastomère ou en tout autre matériau présentant une capacité de 2o déformation limitée mais suffisante, et on cintrera le nid d'abeille à la forme à obtenir, ceci après la prise du liant et préalablement à l'application et à la liaison des peaux sur le nid d'abeille. On comprend que cette disposition a pour effet de rendre déformables les liaisons entre microbilles et entre les microbilles et les parois du nid d'abeille, et pour résultat également de permettre le cambrage du nid d'abeille sans détérioration des cloisons, du fait que lesdites cloisons peuvent suivre les légères variations dimensionnelles des alvéoles qui résultent du cambrage.
L'introduction des microbilles dans les alvéoles et le formage des cloisons peut comporter les opérations suivantes:
- constituer un support cireux présentant une surface de formage plane, - presser le nid d'abeille sur le support cireux du coté de sa surface de formage jusqu'à
ce que ladite surface de formage arrive à la position d'une face des cloisons à l'intérieur des alvéoles du nid d'abeille, - introduire dans chaque alvéole un volume de microbilles enduites du liant à
l'état fluide, ce volume étant égal au volume de la cloison à former, - tasser les microbilles ainsi enduites de liant, le support cireux étant ensuite éliminé postérieurement à la prise au moins partielle du liant et préalablement à l'application et la liaison des peaux sur le nid d'abeille. Le support cireux sera un matériau tel la paraffine ou la cire solide à la température ambiante mais avec un point de fusion bas, par exemple compris entre 50°C et 90°C.
Dans un mode préféré de réalisation, l'introduction des microbilles dans les alvéoles et le formage des cloisons comportent les opérations suivantes:
- constituer un support cireux présentant une surface de formage plane, - recouvrir la surface de formage par une couche de microbilles enduites du liant à l'état 1o fluide, l'épaisseur de ladite couche de microbilles étant celle des cloisons à obtenir, cette épaisseur pouvant être légèrement réduite pour tenir compte de l'épaisseur des parois du nid d'abeille, - pressage du nid d'abeille sur la couche de microbilles et le support cireux jusqu'à ce que ladite couche de microbilles arrive à la position des cloisons à
l'intérieur des alvéoles du nid d'abeille, le support cireux étant ensuite éliminé postérieurement à la prise au moins partielle du liant et préalablement à l'application et la liaison des peaux sur le nid d'abeille. Le support cireux sera également un matériau tel la paraffine ou la cire solide à
la température ambiante mais avec un point de fusion bas, par exemple compris entre 50°C et 90°C.
Avantageusement, le support cireux est disposé sur un lit d'eau par sa surface opposée à la surface de formage. Lors du pressage, le support cireux est traversé
complètement par le nid d'abeille jusqu'à ce qu'il arrive en retrait d'au moins 2mm à
l'intérieur du nid d'abeille. Une telle disposition a pour effet de constituer un ménisque concave le long de l'angle formé par les parois du nid d'abeille et la surface de la couche cireuse opposée à
la surface de formage, et pour résultat d'accélérer l'expulsion par fusion de la couche cireuse avant que la matière de ladite couche cireuse n'ait pénétré par capillarité dans les cloisons.
L'invention sera mieux comprise au vu d'exemples détaillés de réalisation et des figures associées.
La figure 1 illustre la structure d'un panneau insonorisant selon l'invention par une vue en coupe dans le sens de l'épaisseur.
La figure 2 illustre par une vue agrandie en coupe la structure des cloisons selon l'invention.
La figure 3 illustre un procédé de réalisation des panneaux insonorisants selon s l'invention.
On se reportera en premier lieu à la figure 1. Le panneau insonorisant 1 est une structure stratifiée comportant en premier lieu une âme de nid d'abeille 5 constituée par 1o des alvéoles 6 séparées par des parois 7 orientées dans le sens de l'épaisseur 5a du nid d'abeille 5 et faisant sans coupure toute l'épaisseur dudit nid d'abeille 5.
Les alvéoles 6 sont ouvertes de chaque coté du nid d'abeille 5. Elles ont habituellement une section hexagonale, mais on peut admettre aussi des alvéoles ayant une section rectangulaire ou triangulaire. Les alvéoles 6 sont divisées dans le sens de l'épaisseur 5a chacune par 15 une cloison 8 dont les bords 9 sont collés aux parois 7, lesdites cloisons 8 étant orientées perpendiculairement au sens 5a de l'épaisseur 5, lesdites cloisons 8 étant bordées de part et d'autre par des faces 10 sensiblement planes et perpendiculaires au sens de l'épaisseur 5a de l'épaisseur 5. Les cloisons 8 divisent chaque alvéoles 6 en deux cavités 11 ouvertes chacune sur l'extérieur du nid d'abeille 5. Le nid d'abeille 5 est 2o pris en sandwich entre une peau pleine 12 et une peau poreuse 13, les parois 7 étant liées par leurs extrémités 7a auxdites peaux 12,13, ce qui constitue la structure du panneau insonorisant 1 et en assure la rigidité et la résistance mécanique. On référencera 11 a la cavité du fond, c'est à dire celle qui est contre la peau pleine 12. On référencera 11 b la cavité d'entrée, c'est à dire celle qui est contre la peau poreuse 13. La 25 cloison 8 est traversée de part en part par une pluralité de passages 14 mettant en communication les cavités 11 a,11 b , alors que la cavité d'entrée 11 b est en communication avec l'extérieur du nid d'abeille 5. Ainsi, l'énergie acoustique à l'extérieur du panneau insonorisant 1 traverse la peau poreuse 13 et met en résonance les cavités 11 couplées entre elles par les passages 14 à travers la cloison 8. L'énergie est 3o principalement dissipée par laminage visqueux de l'air passant dans la cloison 8, et dans une moindre proportion dans la peau poreuse 13.
On se reportera maintenant à la figure 2. Selon l'invention, la cloison est constituée de 35 microbilles 15 collées entre elles par leurs points de contact 16, alors que les microbilles contre les parois 7 sont collées à ces parois 7 par leurs points de contacts 17 avec lesdites parois 7. Les espaces entre les microbilles 15 constituent un réseau de passages 14 entre les faces référencées 10 sur la figure 1. Ces passages 14 sont délimités par les surfaces 18 des microbilles 15 qui en constituent les surfaces latérales.
Ces surfaces latérales 18 ont donc la forme d'un assemblage de portions de sphères géométriques convexes et tangentes, de sorte qu'elles présentent une surface
5 importante par rapport à la section desdits passages. Une partie de l'air circulant dans les passages 14 traverse aussi les microbilles 15 qui sont creuses et dont les surfaces sont poreuses.
1o On se reportera maintenant simultanément aux figures 1 et 2. Dans cet exemple, la cavité du fond 11a a une épaisseur e~ = 11mm, la cloison 8 a une épaisseur e2 = 10mm et la cavité d'entrée 11b a une épaisseur e3 = 10mm, soit une épaisseur totale du nid d'abeille égale à 31mm. La peau poreuse 13 et la cloison 8 ont une porosité de 22%. La cloison 8 peut être constituée de microbilles 15 tamisées dont les diamètres s'étendent de 0,2 à 1mm. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec des microbilles tamisées dont les diamètres s'étendent de 0,3 à 0,5mm. Des résultats un peu en retrait ont été
aussi obtenus avec des collections de billes de diamètres différents, soit:
40% de diamètre 3mm + 30% de diamètre 2mm + 30% de diamètre 0,4mm, ainsi que:
50% de diamètre 4mm + 30% de diamètre 2mm + 20% de diamètre 0,8mm, les billes de diamètre supérieur à 1mm étant tolérancées à plus ou moins 0,05mm, alors que les billes de diamètre inférieur à 1 mm étant tolérancées par tamisage à
plus ou moins 0,1 mm. Les microbilles 15 peuvent être en polyamide, en céramique, en alliage métallique tel un alliage de titane, ou en élastomère.
Le liant est une résine époxy ou un élastomère dosé de 0,1 à 1 g/cm3 (grammes par centimètres cubes). On comprend qu'au delà, les billes sont plus ou moins complètement enrobées de colle, ce qui a pour effet de réduire la section des passages ainsi que la porosité des microbilles. Avantageusement, la résine est dosée à
au plus 0,3g/cm3, ce qui augmente la surface latérale des passages 14 et favorise la dissipation thermique par laminage visqueux de l'air, notamment au voisinage des points de contact 16 entre les microbilles 15.
On se reportera maintenant à la figure 3. Dans un récipient 20 à fond 20a plat et horizontal, on dépose successivement une couche d'eau 21 et une couche mince de matière cireuse à l'état liquide, ladite couche de matière cireuse pouvant être en cire, en paraffine ou tout matériau à basse température de fusion, soit entre 50°C et 85°C, mais conservant sa consistance à la température ambiante, ladite couche de matière cireuse constituant une fois solidifiée un support cireux 22. Ce support cireux 22 présente une surface de formage 22a opposée au lit d'eau 21, ainsi qu'une surface 22b contre le lit d'eau 21, c'est à dire opposée à la surface de formage 22a. Le support cireux 22 étant refroidie mais encore tendre, on presse dessus et du coté de la surface de formage 22a le nid d'abeille 5 de préférence chauffé entre 30°C et 50°C, ceci jusqu'à ce que le nid d'abeille touche le fond 20a du récipient 20, ou bien qu'il touche des butées disposées sur ledit fond 20a. La hauteur totale eau + matière cireuse est calculée pour que la 1o surface de formage 22a atteigne la position de l'une des faces 10 de la cloison 8 à
former, compte tenu de l'épaisseur des parois 7 du nid d'abeille 5. On introduit ensuite dans chaque alvéole une dose de microbilles 15 enduites de liant à l'état fluide égale au volume de la cloison 8 à former. On tasse ensuite les microbilles 15 contre la surface de formage 22a pour niveler la face 10b de la cloison 8 opposée à ladite surface de formage 22a. L'ensemble nid d'abeille 5 + support cireux 22 + microbilles 15 est ensuite retirée du récipient 20 et chauffé progressivement de façon à provoquer simultanément l'élimination du support cireux 22 et la prise progressive du liant.
L'application et la liaison au nid d'abeille 5 de la peau pleine 12 et de la peau poreuse 13 sont réalisées ensuite selon les techniques habituelles compatibles avec la résistance en température 2o des microbilles 15 et du liant.
Le lit d'eau 21 assure deux fonctions:
- d'abord, il isole par une couche fluide la couche cireuse 22 du fond 20a du récipient 20, ce qui permet de retirer simplement l'ensemble nid d'abeille + couche cireuse du récipient 20, le support cireux 22 en couche mince flottant sur le lit d'eau 21 car étant de moindre densité que lui, le support cireux 22 étant ainsi empêchée d'adhérer au fond 20a du récipient 20, ensuite, il permet la formation d'un ménisque concave 23 le long de l'angle formé par la surface 22b au contact du lit d'eau 21 et des parois 7, ce ménisque concave 23 3o provoquant l'expulsion du support cireux 22 lorsque la matière cireuse le constituant commence juste à fondre et avant qu'elle n'ait pénétré par capillarité dans la cloison 8.
Pour que le ménisque concave 23 puisse se former, la couche cireuse doit être en retrait d'au moins 2mm du bord 7a des parois 7. Autrement dit, le lit d'eau 21 doit pénétrer d'au moins 2mm à l'intérieur des alvéoles 6, et de préférence d'au moins 4mm, sans toutefois fragiliser la couche cireuse 22 .
Le tassement des microbilles contre la surface de formage 22a peut être effectué à
l'aide de pistons 24 pénétrant dans les alvéoles 6, le jeu entre les pistons 24 et les parois 7 pouvant ëtre important tout en restant inférieur au rayon des microbilles les plus petites.
Dans une forme préférée de réalisation, car plus rapide, les microbilles préencollées sont étalées directement sur la surface de formage 22a, et le nid d'abeille 5 est ensuite pressé sur l'ensemble couche de microbilles + support cireux 22. Du fait que les parois 7 du nid d'abeille provoque un refoulement des microbilles 15 en pénétrant dans la couche 1o desdites microbilles, un tassement léger des microbilles contre la surface de formage 22a reste utile pour niveler la face 10b de la cloison 8 opposée à ladite surface de formage 22a.
1o On se reportera maintenant simultanément aux figures 1 et 2. Dans cet exemple, la cavité du fond 11a a une épaisseur e~ = 11mm, la cloison 8 a une épaisseur e2 = 10mm et la cavité d'entrée 11b a une épaisseur e3 = 10mm, soit une épaisseur totale du nid d'abeille égale à 31mm. La peau poreuse 13 et la cloison 8 ont une porosité de 22%. La cloison 8 peut être constituée de microbilles 15 tamisées dont les diamètres s'étendent de 0,2 à 1mm. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec des microbilles tamisées dont les diamètres s'étendent de 0,3 à 0,5mm. Des résultats un peu en retrait ont été
aussi obtenus avec des collections de billes de diamètres différents, soit:
40% de diamètre 3mm + 30% de diamètre 2mm + 30% de diamètre 0,4mm, ainsi que:
50% de diamètre 4mm + 30% de diamètre 2mm + 20% de diamètre 0,8mm, les billes de diamètre supérieur à 1mm étant tolérancées à plus ou moins 0,05mm, alors que les billes de diamètre inférieur à 1 mm étant tolérancées par tamisage à
plus ou moins 0,1 mm. Les microbilles 15 peuvent être en polyamide, en céramique, en alliage métallique tel un alliage de titane, ou en élastomère.
Le liant est une résine époxy ou un élastomère dosé de 0,1 à 1 g/cm3 (grammes par centimètres cubes). On comprend qu'au delà, les billes sont plus ou moins complètement enrobées de colle, ce qui a pour effet de réduire la section des passages ainsi que la porosité des microbilles. Avantageusement, la résine est dosée à
au plus 0,3g/cm3, ce qui augmente la surface latérale des passages 14 et favorise la dissipation thermique par laminage visqueux de l'air, notamment au voisinage des points de contact 16 entre les microbilles 15.
On se reportera maintenant à la figure 3. Dans un récipient 20 à fond 20a plat et horizontal, on dépose successivement une couche d'eau 21 et une couche mince de matière cireuse à l'état liquide, ladite couche de matière cireuse pouvant être en cire, en paraffine ou tout matériau à basse température de fusion, soit entre 50°C et 85°C, mais conservant sa consistance à la température ambiante, ladite couche de matière cireuse constituant une fois solidifiée un support cireux 22. Ce support cireux 22 présente une surface de formage 22a opposée au lit d'eau 21, ainsi qu'une surface 22b contre le lit d'eau 21, c'est à dire opposée à la surface de formage 22a. Le support cireux 22 étant refroidie mais encore tendre, on presse dessus et du coté de la surface de formage 22a le nid d'abeille 5 de préférence chauffé entre 30°C et 50°C, ceci jusqu'à ce que le nid d'abeille touche le fond 20a du récipient 20, ou bien qu'il touche des butées disposées sur ledit fond 20a. La hauteur totale eau + matière cireuse est calculée pour que la 1o surface de formage 22a atteigne la position de l'une des faces 10 de la cloison 8 à
former, compte tenu de l'épaisseur des parois 7 du nid d'abeille 5. On introduit ensuite dans chaque alvéole une dose de microbilles 15 enduites de liant à l'état fluide égale au volume de la cloison 8 à former. On tasse ensuite les microbilles 15 contre la surface de formage 22a pour niveler la face 10b de la cloison 8 opposée à ladite surface de formage 22a. L'ensemble nid d'abeille 5 + support cireux 22 + microbilles 15 est ensuite retirée du récipient 20 et chauffé progressivement de façon à provoquer simultanément l'élimination du support cireux 22 et la prise progressive du liant.
L'application et la liaison au nid d'abeille 5 de la peau pleine 12 et de la peau poreuse 13 sont réalisées ensuite selon les techniques habituelles compatibles avec la résistance en température 2o des microbilles 15 et du liant.
Le lit d'eau 21 assure deux fonctions:
- d'abord, il isole par une couche fluide la couche cireuse 22 du fond 20a du récipient 20, ce qui permet de retirer simplement l'ensemble nid d'abeille + couche cireuse du récipient 20, le support cireux 22 en couche mince flottant sur le lit d'eau 21 car étant de moindre densité que lui, le support cireux 22 étant ainsi empêchée d'adhérer au fond 20a du récipient 20, ensuite, il permet la formation d'un ménisque concave 23 le long de l'angle formé par la surface 22b au contact du lit d'eau 21 et des parois 7, ce ménisque concave 23 3o provoquant l'expulsion du support cireux 22 lorsque la matière cireuse le constituant commence juste à fondre et avant qu'elle n'ait pénétré par capillarité dans la cloison 8.
Pour que le ménisque concave 23 puisse se former, la couche cireuse doit être en retrait d'au moins 2mm du bord 7a des parois 7. Autrement dit, le lit d'eau 21 doit pénétrer d'au moins 2mm à l'intérieur des alvéoles 6, et de préférence d'au moins 4mm, sans toutefois fragiliser la couche cireuse 22 .
Le tassement des microbilles contre la surface de formage 22a peut être effectué à
l'aide de pistons 24 pénétrant dans les alvéoles 6, le jeu entre les pistons 24 et les parois 7 pouvant ëtre important tout en restant inférieur au rayon des microbilles les plus petites.
Dans une forme préférée de réalisation, car plus rapide, les microbilles préencollées sont étalées directement sur la surface de formage 22a, et le nid d'abeille 5 est ensuite pressé sur l'ensemble couche de microbilles + support cireux 22. Du fait que les parois 7 du nid d'abeille provoque un refoulement des microbilles 15 en pénétrant dans la couche 1o desdites microbilles, un tassement léger des microbilles contre la surface de formage 22a reste utile pour niveler la face 10b de la cloison 8 opposée à ladite surface de formage 22a.
Claims (9)
1. Panneau insonorisant comportant une âme de nid d'abeille (5) prise en sandwich entre une peau pleine (12) et une peau poreuse (13), ledit nid d'abeille (5) étant lié
auxdites peaux (12,13), ledit nid d'abeille (5) comportant des parois (7) s'étendant dans le sens de l'épaisseur (5a) entre les deux peaux (12,13) et formant des alvéoles (6), lesdites alvéoles (6) étant divisées en au moins deux cavités (11) dans le sens de l'épaisseur (5a) du nid d'abeille (5) par au moins une cloison (8) dont les bords (9) arrivent au contact des parois (7), lesdits bords (9) étant liés auxdites parois (7), lesdites cloisons (8) étant traversées par des passages (14) débouchants reliant lesdites cavités (11), caractérisé en ce que les cloisons (8) sont constituées par des microbilles (15) sphériques creuses à parois poreuses en contact mutuel, lesdites microbilles (15) étant collées entre elles par leurs points de contact (16), les microbilles (15) aux bords (9) des cloisons (8) arrivant au contact des parois (7) en des points de contact (17) et étant collées audites parois (7) par ces points de contact (17), et en ce que les cloisons (8) ont une épaisseur e2 au moins égale à 15% de l'épaisseur du nid d'abeille (5).
auxdites peaux (12,13), ledit nid d'abeille (5) comportant des parois (7) s'étendant dans le sens de l'épaisseur (5a) entre les deux peaux (12,13) et formant des alvéoles (6), lesdites alvéoles (6) étant divisées en au moins deux cavités (11) dans le sens de l'épaisseur (5a) du nid d'abeille (5) par au moins une cloison (8) dont les bords (9) arrivent au contact des parois (7), lesdits bords (9) étant liés auxdites parois (7), lesdites cloisons (8) étant traversées par des passages (14) débouchants reliant lesdites cavités (11), caractérisé en ce que les cloisons (8) sont constituées par des microbilles (15) sphériques creuses à parois poreuses en contact mutuel, lesdites microbilles (15) étant collées entre elles par leurs points de contact (16), les microbilles (15) aux bords (9) des cloisons (8) arrivant au contact des parois (7) en des points de contact (17) et étant collées audites parois (7) par ces points de contact (17), et en ce que les cloisons (8) ont une épaisseur e2 au moins égale à 15% de l'épaisseur du nid d'abeille (5).
2. Panneau insonorisant selon la revendication 1, les passages (14) ayant des surfaces latérales référencées (18), la cloison (8) étant constituée d'un mélange de lots de microbilles (15) de diamètres homogènes, caractérisé en ce que la cloison (8) a une épaisseur e2 au moins égale à 10 fois le diamètre moyen des microbilles du lot de plus faibles diamètres.
3. Panneau insonorisant selon la revendication 1, les passages (14) ayant des surfaces latérales référencées (18), caractérisé en ce que les microbilles (15) constituant la cloison (8) ont des diamètres s'étendant de 0,2 à 1 mm, et en ce que la cloison (8) a une épaisseur e2 au moins égale à 10 fois le diamètre moyen des microbilles.
4. Procédé conçu pour réaliser un panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, ledit procédé comportant essentiellement les opérations suivantes:
- réalisation du nid d'abeille (5), - application et liaison d'une peau pleine (12) sur l'une des faces du nid d'abeille (5), - application et liaison d'une peau poreuse (13) sur l'autre face du nid d'abeille (5), caractérisé en ce que préalablement à l'application et à la liaison des peaux (12,13) sur le nid d'abeille (5):
- on introduit dans chaque alvéole (6) un volume de microbilles (15) égal au volume de la cloison (8), lesdites microbilles (15) étant creuses et à parois poreuses, lesdites microbilles (15) étant au préalable enduites d'un liant de viscosité dynamique de 0,5 à 3 Pa.s, et on forme la cloison (8) à la forme et la position requise à
l'intérieur de l'alvéole (6), - on fait prendre le liant.
- réalisation du nid d'abeille (5), - application et liaison d'une peau pleine (12) sur l'une des faces du nid d'abeille (5), - application et liaison d'une peau poreuse (13) sur l'autre face du nid d'abeille (5), caractérisé en ce que préalablement à l'application et à la liaison des peaux (12,13) sur le nid d'abeille (5):
- on introduit dans chaque alvéole (6) un volume de microbilles (15) égal au volume de la cloison (8), lesdites microbilles (15) étant creuses et à parois poreuses, lesdites microbilles (15) étant au préalable enduites d'un liant de viscosité dynamique de 0,5 à 3 Pa.s, et on forme la cloison (8) à la forme et la position requise à
l'intérieur de l'alvéole (6), - on fait prendre le liant.
5. Procédé selon la revendication 4, ledit panneau insonorisant étant courbe, caractérisé
en ce que:
- les microbilles (15) sont en élastomère, - on réalise les cloisons (8) dans les alvéoles (6) du nid d'abeille (5) à
plat, - le nid d'abeille (5) est ensuite cintré à la forme à obtenir, ceci après la prise du liant et préalablement à l'application et à la liaison des peaux (12,13) sur le nid d'abeille (5).
en ce que:
- les microbilles (15) sont en élastomère, - on réalise les cloisons (8) dans les alvéoles (6) du nid d'abeille (5) à
plat, - le nid d'abeille (5) est ensuite cintré à la forme à obtenir, ceci après la prise du liant et préalablement à l'application et à la liaison des peaux (12,13) sur le nid d'abeille (5).
6. Procédé selon la revendication 4, ledit panneau insonorisant étant courbe, caractérisé
en ce que:
- le liant est de l'élastomère, - le nid d'abeille (5) est cintré à la forme à obtenir, ceci après la prise du liant et préalablement à l'application et à la liaison des peaux (12,13) sur le nid d'abeille (5).
en ce que:
- le liant est de l'élastomère, - le nid d'abeille (5) est cintré à la forme à obtenir, ceci après la prise du liant et préalablement à l'application et à la liaison des peaux (12,13) sur le nid d'abeille (5).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 caractérisé en ce que l'introduction des microbilles (15) dans les alvéoles (6) et le formage des cloisons (8) comportent les opérations suivantes:
- constituer un support cireux (22) présentant une surface de formage (22a) plane, - recouvrir la surface de formage (22a) par une couche de microbilles (15) enduites du liant à l'état fluide, l'épaisseur de ladite couche de microbilles (15) étant celle des cloisons (8) à obtenir, - presser le nid d'abeille (5) sur la couche de microbilles (15) et le support cireux (22) jusqu'à ce que la couche de microbilles (15) arrive à la position des cloisons (8) à
l'intérieur des alvéoles (6), et en ce que le support cireux (22) est éliminé postérieurement à la prise au moins partielle du liant et préalablement à l'application et la liaison des peaux (12,13) sur le nid d'abeille (5).
- constituer un support cireux (22) présentant une surface de formage (22a) plane, - recouvrir la surface de formage (22a) par une couche de microbilles (15) enduites du liant à l'état fluide, l'épaisseur de ladite couche de microbilles (15) étant celle des cloisons (8) à obtenir, - presser le nid d'abeille (5) sur la couche de microbilles (15) et le support cireux (22) jusqu'à ce que la couche de microbilles (15) arrive à la position des cloisons (8) à
l'intérieur des alvéoles (6), et en ce que le support cireux (22) est éliminé postérieurement à la prise au moins partielle du liant et préalablement à l'application et la liaison des peaux (12,13) sur le nid d'abeille (5).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'introduction des microbilles (15) dans les alvéoles (6) et le formage des cloisons (8) comportent les opérations suivantes:
- constituer un support cireux (22) présentant une surface de formage (22a) plane, - presser le nid d'abeille (5) sur le support cireux (22) du coté de la surface de formage (22a) jusqu'à ce que ladite surface de formage (22a) arrive à la position d'une face (10) des cloisons (8) dans les alvéoles (6), - introduire dans chaque alvéole (6) un volume de microbilles (15) enduites du liant à
l'état fluide, ce volume étant égal au volume de la cloison (8) à former, tasser les microbilles (15) enduites de liant, et en ce que le support cireux (22) est éliminé postérieurement à la prise au moins partielle du liant et préalablement à l'application et la liaison des peaux (12,13) sur le nid d'abeille (5).
- constituer un support cireux (22) présentant une surface de formage (22a) plane, - presser le nid d'abeille (5) sur le support cireux (22) du coté de la surface de formage (22a) jusqu'à ce que ladite surface de formage (22a) arrive à la position d'une face (10) des cloisons (8) dans les alvéoles (6), - introduire dans chaque alvéole (6) un volume de microbilles (15) enduites du liant à
l'état fluide, ce volume étant égal au volume de la cloison (8) à former, tasser les microbilles (15) enduites de liant, et en ce que le support cireux (22) est éliminé postérieurement à la prise au moins partielle du liant et préalablement à l'application et la liaison des peaux (12,13) sur le nid d'abeille (5).
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, le support cireux comportant une surface (22b) opposée à sa surface de formage (22a) caractérisé en ce que support cireux (22) est disposé par ladite surface opposée (22b) sur un lit d'eau (21), en ce que le support cireux (22) est traversé complètement par le nid d'abeille (5) lors du pressage, et en ce que le support cireux (22) arrive en retrait d'au moins 2mm à l'intérieur du nid d'abeille (5), afin de constituer un ménisque concave (23) le long de l'angle formée par les parois (7) et la surface (22b) de la couche cireuse (22) opposée à la surface de formage (22a).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA 2263023 CA2263023C (fr) | 1998-02-26 | 1999-02-24 | Panneau insonorisant et procede de realisation |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA98.02346 | 1998-02-26 | ||
| FR9802346A FR2775216B1 (fr) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | Panneau insonorisant et procede de realisation |
| CA 2263023 CA2263023C (fr) | 1998-02-26 | 1999-02-24 | Panneau insonorisant et procede de realisation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2263023A1 CA2263023A1 (fr) | 1999-08-26 |
| CA2263023C true CA2263023C (fr) | 2004-05-25 |
Family
ID=29585101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA 2263023 Expired - Fee Related CA2263023C (fr) | 1998-02-26 | 1999-02-24 | Panneau insonorisant et procede de realisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA2263023C (fr) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107489363A (zh) * | 2017-10-13 | 2017-12-19 | 湖州山海环保工程有限公司 | 一种用于窗户的消音装置 |
-
1999
- 1999-02-24 CA CA 2263023 patent/CA2263023C/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2263023A1 (fr) | 1999-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0940248B1 (fr) | Panneau insonorisant et procédé de réalisation | |
| CA2485322C (fr) | Panneau insonorisant a billes et procede de realisation | |
| EP1213703B1 (fr) | Panneau acoustique sandwich | |
| EP2714384B1 (fr) | Procédé de fabrication d'un panneau d'atténuation acoustique | |
| FR2815900A1 (fr) | Panneau sandwich reducteur de bruit, notamment pour turboreacteur d'aeronef | |
| EP2140445A2 (fr) | Procédé de fabrication d'un panneau d'absorption acoustique notamment pour nacelle de moteur d'aéronef | |
| EP3696090B1 (fr) | Procédé de réalisation d'une structure d'absorption acoustique comprenant une peau formant une pluralité d'enceintes, structure d'absorption acoustique obtenue selon ledit procédé et aéronef comprenant ladite structure d'absorption acoustique | |
| EP1157372B1 (fr) | Procede de fabrication d'un panneau d'attenuation acoustique a couche resistive a propriete structurale et panneau ainsi obtenu | |
| EP3039672B1 (fr) | Panneau acoustique | |
| EP3674530B1 (fr) | Procédé de fabrication d'une structure d'absorption acoustique comprenant un panneau alvéolaire intégrant des éléments acoustiques et structure d' absorption acoustique obtenue à partir dudit procédé | |
| EP3850616A1 (fr) | Panneau de traitement acoustique pour turboréacteur | |
| WO2017017369A1 (fr) | Panneau d'atténuation acoustique en matériau composite céramique oxyde avec âme en matériau métallique converti électrochimiquement | |
| EP0138712A2 (fr) | Bloc structural d'insonorisation avec des cavités disposées en séquence | |
| EP3395676B1 (fr) | Panneau pour le traitement acoustique comprenant des alveoles contenant chacune une pluralite de conduits | |
| EP3993996A1 (fr) | Revêtement insonorisant comportant une structure alvéolaire | |
| WO2009133009A1 (fr) | Panneau acoustique perfectionné | |
| CA2263023C (fr) | Panneau insonorisant et procede de realisation | |
| EP3534360A1 (fr) | Revêtement insonorisant comportant une structure alvéolaire à cellules courbes formées de part et d'autre d'une même paroi intérieure | |
| FR3095369A1 (fr) | Procédé de fabrication d’une structure d’absorption acoustique utilisant au moins une plaque de conformation, structure d’absorption acoustique obtenue à partir dudit procédé et aéronef comprenant ladite structure d’absorption acoustique | |
| FR3088133A1 (fr) | Structure d’absorption acoustique comprenant des cellules avec au moins un canal annulaire, ensemble propulsif d’aeronef comprenant ladite structure | |
| EP3556955A1 (fr) | Paroi a absorbeur dynamique | |
| EP3683056A1 (fr) | Procédé de fabrication d'une structure acoustiquement résistive, structure acoustiquement résistive ainsi obtenue, panneau d'absorption acoustique comportant ladite structure acoustiquement résistive | |
| EP0728877A1 (fr) | Elément d'isolation acoustique, et paroi anti-bruit réalisée à partir de tels éléments | |
| WO2023247898A1 (fr) | Panneau absorbant acoustique large bande basé sur un métamatériau bicouche | |
| FR3107856A1 (fr) | Procédé de fabrication d’une structure à âmes alvéolaires pour nacelle de turboréacteur |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EEER | Examination request | ||
| MKLA | Lapsed |
Effective date: 20180226 |