EP0521740A1

EP0521740A1 - Material for acoustic protection and device incorporating such material

Info

Publication number: EP0521740A1
Application number: EP92401184A
Authority: EP
Inventors: Gilles Argy; Gustavo Alcuri
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 1991-04-25
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1993-01-07
Also published as: CA2067480A1; CS125892A3; JPH05150787A; ES2038957T1; PL294336A1; KR920020038A; DE521740T1

Abstract

The present invention relates to an acoustic-protection material. This material is characterised in that it comprises resonators made on a substrate (2) which are formed by filiform and/or surface elements (1) whose structural characteristics (density, Young's (elastic) modulus, shear modulus, damping factor, piezoelectric factor, etc.) as well as the shape and/or the dimensions are chosen in order to associate with each resonator, on the one hand, a predetermined resonant frequency and, on the other hand, in order to absorb at the said resonant frequency the acoustic pressure energy coming from the noise source and to dissipate it in the form of mechanical thermal energy and/or electrical energy. <IMAGE>

Description

L'invention a pour objet un matériau de protection acoustique et un dispositif incorporant un tel matériau.The subject of the invention is an acoustic protection material and a device incorporating such a material.

On connaît l'importance qui s'attache à la réduction des nuisances sonores aussi bien dans la vie domestique que dans la vie industrielle et, si différents moyens de lutte contre le bruit ont été développés, les résultats obtenus ne sont pas toujours satisfaisants ou ne peuvent l'être qu'au prix de grandes difficultés. Ainsi, à côté d'une première approche consistant à limiter autant que faire se peut l'intensité des sons émis par une source, comme un moteur, un écoulement de fluide à grande vitesse, etc..., a-t-on proposé d'interposer, entre la source sonore et une zone dans laquelle on souhaite réduire la pression acoustique, des parois de protection dont l'effet est d'autant plus marqué que la densité de leur matériau constitutif est plus grande. De bons résultats ne peuvent cependant être obtenus, dans l'industrie du bâtiment par exemple, que par des épaisseurs de paroi économiquement et/ou techniquement difficiles à mettre en oeuvre. Une autre approche consiste alors à effectuer une correction acoustique à l'aide de matériaux absorbants rapportés sur la cloison limitant une enceinte à protéger pour réduire autant que possible les réverbérations des ondes sonores sur ladite cloison. Les diminutions du niveau de pression acoustique ainsi obtenues, de l'ordre de 4 à 6 dB, ne permettent pas cependant d'obtenir un effet suffisant pour protéger de manière sensible des enceintes exposées à des sources sonores intenses.We know the importance attached to the reduction of noise pollution both in domestic and industrial life and, if different means of noise control have been developed, the results obtained are not always satisfactory or do can be only at the cost of great difficulties. Thus, alongside a first approach consisting in limiting as much as possible the intensity of the sounds emitted by a source, such as a motor, a flow of fluid at high speed, etc., has it been proposed to interpose, between the sound source and an area in which it is desired to reduce the acoustic pressure, protective walls whose effect is all the more marked the greater the density of their constituent material. Good results can however be obtained, in the building industry for example, only by wall thicknesses which are economically and / or technically difficult to implement. Another approach then consists in carrying out an acoustic correction using absorbent materials added to the partition limiting an enclosure to be protected in order to reduce as much as possible the reverberations of the sound waves on said partition. The reductions in the sound pressure level thus obtained, of the order of 4 to 6 dB, do not, however, make it possible to obtain a sufficient effect to appreciably protect speakers exposed to intense sound sources.

On a également proposé, dans un autre procédé, dit à "absorption active", de détecter et d'analyser l'onde sonore émise par la source de bruit et de faire disparaître cette onde, partiellement ou complètement, par une onde sonore en opposition de phase avec l'onde source incidente et qui est engendrée par des hauts-parleurs ou des moyens analogues disposés dans la zone à protéger. Un tel procédé, à la fois complexe et coûteux est, par conséquent, d'utilisation limitée à des cas très spécifiques pour lesquels les zones à protéger sont de petite dimension, d'une part, et dans lesquels les spectres de fréquences sonores ne sont pas trop importants, d'autre part. C'est pourquoi, l'on fait également parfois appel à des parois comportant des résonateurs à air, du type des résonateurs d'Helmholtz, comme décrit, par exemple dans GB-A-2 027 255, ou à des parois composites constituées d'éléments volumiques solidaires d'un support et qui entrent en résonnance pour des fréquences prédéterminées comme décrit, par exemple, dans DE-A-2 834 823. Les parois du premier type (à résonateurs d'Helmholtz) exigent, pour être opératoires dans le domaine des basses fréquences (100 à 300 Hz), des volumes de résonateurs relativement importants, tout en limitant dans ce même domaine les corrections acoustiques obtenues au rapport (nécessairement faible) de la somme des surfaces des cols des résonateurs disposés dans une paroi à la surface de ladite paroi, tandis que si l'utilisation de parois composites à résonateurs volumiques s'est révélée efficace lorsqu'on associe à la paroi des matériaux présentant un frottement visqueux important, comme des élastomères, la technique est cependant de mise en oeuvre délicate dès que l'on cherche à obtenir une protection acoustique élevée dans un large spectre de fréquences sonores.It has also been proposed, in another process, called "active absorption", to detect and analyze the sound wave emitted by the noise source and to make this wave disappear, partially or completely, by a sound wave in opposition in phase with the wave incident source and which is generated by loudspeakers or similar means arranged in the area to be protected. Such a process, which is both complex and expensive, is therefore of use limited to very specific cases for which the areas to be protected are small, on the one hand, and in which the spectra of sound frequencies are not not too important, on the other hand. This is why, use is also sometimes made of walls comprising air resonators, of the Helmholtz resonator type, as described, for example in GB-A-2 027 255, or of composite walls made up of voluminal elements integral with a support and which enter into resonance for predetermined frequencies as described, for example, in DE-A-2 834 823. The walls of the first type (with Helmholtz resonators) require, to be operative in the low frequency domain (100 to 300 Hz), relatively large resonator volumes, while limiting in this same domain the acoustic corrections obtained with the (necessarily low) ratio of the sum of the surfaces of the necks of the resonators arranged in a wall with the surface of said wall, while if the use of composite walls with volume resonators has proved effective when associated with the wall of materials having a high viscous friction ant, like elastomers, the technique is however of delicate implementation as soon as one seeks to obtain a high acoustic protection in a broad spectrum of sound frequencies.

Le problème se pose donc, dans le domaine du conditionnement, de la correction et de la protection acoustiques, de fournir un matériau et un dispositif qui permettent de pallier les inconvénients des techniques connues, d'une part, qui soient de mise en oeuvre facile et conduisent à des résultats satisfaisants y compris dans un large spectre de fréquences sonores, d'autre part, et enfin, soient d'un coût de réalisation économiquement acceptable.The problem therefore arises, in the field of acoustic conditioning, correction and protection, of providing a material and a device which make it possible to overcome the drawbacks of known techniques, on the one hand, which are easy to implement and lead to satisfactory results including in a wide spectrum of sound frequencies, on the other hand, and finally, are of an economically acceptable production cost.

C'est, d'une façon générale, un but de l'invention de fournir un matériau et des dispositifs incorporant un tel matériau qui permettent de résoudre ce problème.It is, in general, an object of the invention to provide a material and devices incorporating such a material which make it possible to solve this problem.

C'est, aussi, un but de l'invention de fournir un matériau et un dispositif incorporant un tel matériau qui procurent une protection très efficace en faisant appel à des plaques de faible épaisseur, faciles à réaliser, propres à être assemblées, nettoyées et, d'une façon générale, pouvant aisément être mises en oeuvre par un utilisateur, même non spécialisé, disposant de moyens et d'outils simples habituels.It is also an object of the invention to provide a material and a device incorporating such a material which provide very effective protection by using thin plates, easy to produce, suitable for being assembled, cleaned and , in general, which can easily be implemented by a user, even a non-specialist, having the usual simple means and tools.

Un matériau de protection acoustique à l'encontre d'une source de bruit comprenant un substrat et des résonateurs sur ledit substrat est caractérisé, selon l'invention, en ce que lesdits résonateurs qui sont disposés sensiblement suivant la direction de plus grande extension du substrat sont constitués par des éléments filiformes et/ou surfaciques dont les caractéristiques de structure (densité, module d'élasticité, module de cisaillement, facteur d'amortissement, facteur piézoélectrique, etc...), de même que la forme et/ou les dimensions sont choisies pour associer à chaque résonateur une fréquence de résonance prédéterminée, d'une part, et pour, d'autre part, absorber à ladite fréquence de résonance l'énergie de pression acoustique issue de la source de bruit et la dissiper sous forme d'énergie mécanique de chaleur et/ou d'énergie électrique.An acoustic protection material against a noise source comprising a substrate and resonators on said substrate is characterized, according to the invention, in that said resonators which are arranged substantially in the direction of greatest extension of the substrate consist of filiform and / or surface elements whose structural characteristics (density, modulus of elasticity, shear modulus, damping factor, piezoelectric factor, etc.), as well as the shape and / or the dimensions are chosen to associate with each resonator a predetermined resonant frequency, on the one hand, and to, on the other hand, absorb at said resonant frequency the sound pressure energy from the noise source and dissipate it in the form mechanical heat energy and / or electrical energy.

Selon une autre caractéristique de l'invention le substrat est percé d'orifices dans ou aux bords desquels sont encastrés lesdits éléments constitutifs des résonateurs réalisés en tant que membranes vibrantes et/ou cordes vibrantes et/ou lames vibrantes.According to another characteristic of the invention, the substrate is pierced with orifices in or at the edges of which said component elements are embedded. resonators made as vibrating membranes and / or vibrating cords and / or vibrating blades.

Dans un premier mode de réalisation préféré, chaque résonateur est une membrane métallique (métal ou alliage) et le substrat est un matériau du type élastomérique.In a first preferred embodiment, each resonator is a metal membrane (metal or alloy) and the substrate is a material of the elastomeric type.

Dans une autre forme de réalisation, chaque résonateur est une membrane composite comportant au moins deux feuilles de matière à module d'élasticité élevé et à facteur d'amortissement (tg δ) faible et une feuille de matière à module de cisaillement faible et à facteur d'amortissement élevé.In another embodiment, each resonator is a composite membrane comprising at least two sheets of material with a high elastic modulus and a low damping factor (tg δ) and a sheet of material with a low shear modulus and a factor high depreciation.

Dans un mode d'exécution, la membrane composite est du type sandwich avec des feuilles externes en métal ou alliage métallique, comme de l'aluminium, d'une épaisseur comprise entre 10 et 200.10⁻⁶m enfermant entre elles une feuille de matière élastomère choisie pour présenter un facteur d'amortissement (tg δ) compris entre 10⁻² et 50.10⁻² et d'une épaisseur comprise entre 20 et 500.10⁻⁶ mIn one embodiment, the composite membrane is of the sandwich type with external sheets of metal or metal alloy, such as aluminum, with a thickness of between 10 and 200 × 10⁻⁶m enclosing between them a sheet of chosen elastomeric material. to present a damping factor (tg δ) between 10⁻² and 50.10⁻² and a thickness between 20 and 500.10⁻⁶⁻⁶ m

En variante, la membrane composite est du type sandwich avec des feuilles externes en ladite matière élastomère et une âme constituée par une feuille en métal ou alliage métallique, comme de l'aluminium, les épaisseurs et facteurs d'amortissement étant ceux indiqués pour la réalisation en sandwich telle que définie immédiatement ci-dessus.As a variant, the composite membrane is of the sandwich type with external sheets of said elastomeric material and a core constituted by a sheet of metal or metal alloy, such as aluminum, the thicknesses and damping factors being those indicated for the production. sandwich as defined immediately above.

La membrane constitutive du résonateur peut être à contour circulaire, mais aussi carré, rectangulaire, elliptique, en croissant, etc..., ou à lobes.The constitutive membrane of the resonator can be circular in outline, but also square, rectangular, elliptical, crescent, etc., or with lobes.

Dans ce dernier cas, l'invention prévoit de tirer parti du nombre de lobes par lesquels la membrane est encastrée périphériquement dans le substrat pour établir la valeur de fréquence de résonance prédéterminée.In the latter case, the invention plans to take advantage of the number of lobes by which the membrane is embedded peripherally in the substrate for setting the predetermined resonant frequency value.

Cette fréquence peut également être fixée ou ajustée en formant sur la membrane un ou des réseau(x) d'ondulations, le(s)quel(s), en diminuant la rigidité en flexion de la membrane, abaisse(nt) la fréquence de résonance de cette dernière.This frequency can also be fixed or adjusted by forming on the membrane one or more network (s) of undulations, the one (s) which (s), by reducing the bending stiffness of the membrane, lowers (s) the frequency of resonance of the latter.

Cette fréquence de résonance peut aussi être fixée à une valeur prédéterminée, -par exemple par calcul à l'aide de la méthode des éléments finis-, en pratiquant des ouvertures de forme(s) et disposition(s) variable(s) dans la surface de la membrane.This resonant frequency can also be fixed at a predetermined value, -for example by calculation using the finite element method, by practicing openings of variable shape (s) and arrangement (s) in the membrane surface.

Dans un autre mode de réalisation, chaque résonateur encastré dans ou au bord des orifices du substrat est un élément filiforme, résultant de l'assemblage suivant des torons de fibres à module d'élasticité élevé comme des fils ou fibres métalliques.In another embodiment, each resonator embedded in or at the edge of the orifices of the substrate is a filiform element, resulting from the assembly according to strands of fibers with a high modulus of elasticity such as wires or metallic fibers.

En variante, chaque résonateur est un élément composite filiforme résultant de l'assemblage suivant des torons de fibres du type métallique et/ou en un matériau polymère ayant un fort module d'élasticité et qui sont imprégnées d'une quantité appropriée d'une matière à bonnes caractéristiques d'amortissement.As a variant, each resonator is a filiform composite element resulting from the following assembly of strands of fibers of the metallic type and / or of a polymer material having a high modulus of elasticity and which are impregnated with an appropriate quantity of a material with good damping characteristics.

Dans encore un autre mode de réalisation, les résonateurs associés aux orifices du substrat sont des lames vibrantes encastrées par une de leurs extrémités et constituées par une matière métallique et/ou polymérique à haut module d'élasticité.In yet another embodiment, the resonators associated with the orifices of the substrate are vibrating plates embedded by one of their ends and constituted by a metallic and / or polymeric material with high elasticity modulus.

En variante, les résonateurs sont des lames vibrantes composites comportant une matière métallique et/ou polymérique à haut module d'élasticité et une matière à facteur d'amortissement important.As a variant, the resonators are composite vibrating blades comprising a metallic and / or polymeric material with a high elastic modulus and a material with a high damping factor.

Quel que soit le mode de réalisation, à membrane, corde ou lame vibrante, l'invention prévoit de constituer le substrat en une matière relativement souple, de préférence une matière du type élastomère ou plastomère.Whatever the embodiment, with membrane, cord or vibrating blade, the invention provides for constituting the substrate in a relatively material flexible, preferably a material of the elastomer or plastomer type.

Alors que dans les réalisations et modes d'exécution tels que définis ci-dessus, le matériau de protection acoustique selon l'invention dissipe l'énergie de pression acoustique directement sous forme de chaleur, l'invention prévoit également d'autres modes de réalisation, dans lesquels le matériau de protection acoustique transforme l'énergie de pression acoustique en énergie électrique puis dissipe cette dernière sous forme de chaleur par effet Joule.While in the embodiments and embodiments as defined above, the acoustic protection material according to the invention dissipates the acoustic pressure energy directly in the form of heat, the invention also provides for other embodiments , in which the acoustic protection material transforms the energy of acoustic pressure into electrical energy and then dissipates the latter in the form of heat by the Joule effect.

Dans ce cas, au substrat sont associées, d'une part, des feuilles d'une matière du type cristallin ou polycristallin à propriétés piézoélectriques telles qu'il apparaît à la surface desdites feuilles des charges électriques en réponse à une onde de pression sonore et, d'autre part, de très minces électrodes conductrices, collectant les charges électriques engendrées pour leur faire traverser des résistances électriques ou des matières à propriétés analogues.In this case, the substrate is associated, on the one hand, with sheets of a material of the crystalline or polycrystalline type with piezoelectric properties such as electrical charges appear on the surface of said sheets in response to a sound pressure wave and , on the other hand, very thin conductive electrodes, collecting the electric charges generated to make them pass through electrical resistances or materials with similar properties.

Dans un mode d'exécution, les feuilles engendrant des charges électriques en réponse à une onde de pression sonore sont constituées par un film en polymère du type PVDF rendu semi-cristallin par un traitement thermo-mécanique approprié, les électrodes de collecte des charges électriques étant réalisées par des films métalliques fins, obtenues par métallisation sous vide sur les feuilles de polymère ou, en variante, par des feuilles très minces de métal ou d'alliage métallique, par exemple à base d'aluminium, collées sur ledit film en polymère à l'aide d'un adhésif intrinsèquement conducteur.In one embodiment, the sheets generating electrical charges in response to a sound pressure wave consist of a polymer film of the PVDF type made semi-crystalline by an appropriate thermo-mechanical treatment, the electrodes for collecting electrical charges being produced by thin metallic films, obtained by vacuum metallization on the polymer sheets or, as a variant, by very thin sheets of metal or metal alloy, for example based on aluminum, bonded to said polymer film using an intrinsically conductive adhesive.

L'invention a également pour objet un dispositif de protection et/ou de conditionnement acoustique caractérisé en ce qu'il est constitué par une paroi comportant au moins une couche du matériau tel que défini ci-dessus.The invention also relates to an acoustic protection and / or conditioning device characterized in that it consists of a wall comprising at least one layer of the material as defined above.

Dans une réalisation préférée d'un tel dispositif, la paroi comporte une pluralité de couches en ledit matériau, lesdites couches étant disposées de manière telle que les résonateurs de couches adjacentes ne soient pas en regard les uns des autres.In a preferred embodiment of such a device, the wall comprises a plurality of layers of said material, said layers being arranged in such a way that the resonators of adjacent layers do not face each other.

L'invention prévoit, complémentairement, que les couches du dispositif soient en des matériaux de protection acoustique qui diffèrent entre eux par les résonateurs mis en oeuvre, à la fois en ce qui concerne la forme, la disposition et/ou la nature des éléments constitutifs desdits résonateurs mais aussi, le cas échéant, le substrat sur lequel sont ménagés lesdits résonateurs.The invention provides, in addition, that the layers of the device are made of acoustic protection materials which differ from one another by the resonators used, both as regards the shape, the arrangement and / or the nature of the constituent elements. said resonators but also, if necessary, the substrate on which said resonators are formed.

Lorsque l'énergie de pression acoustique absorbée est transformée en énergie électrique, un dispositif selon l'invention comprend une multiplicité de couches en le matériau tel que défini ci-dessus, les électrodes de chaque couche étant mises en relation de continuité électrique par des micro-perforations de la feuille engendrant les charges électriques dans lesdites couches.When the absorbed acoustic pressure energy is transformed into electrical energy, a device according to the invention comprises a multiplicity of layers of the material as defined above, the electrodes of each layer being brought into electrical continuity relation by micro perforations of the sheet generating the electric charges in said layers.

L'invention sera bien comprise par la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé, dans lequel :

les figures 1A et 1B sont des vues en coupe et de dessus, respectivement, d'un résonateur à membrane;
les figures 2A et 2B sont des vues en coupe, très schématiques, de membranes composites propres à entrer dans la constitution d'un matériau selon l'invention ;
la figure 3 est une vue analogue à celle des figures 2A et 2B pour une autre forme de réalisation ;
les figures 4 et 5 sont des vues de dessus de formes de membranes entrant dans la constitution d'un matériau selon l'invention ;
les figures 6A et 6B sont des vues en coupe et de dessus, respectivement, d'un autre résonateur propre à entrer dans la constitution d'un matériau selon l'invention ;
les figures 7A et 7B sont des vues analogues à celles des figures 6A et 6B, mais pour une autre forme de réalisation ;
la figure 8 est une une de dessus d'une couche de materiau selon l'invention ;
la figure 9 est une vue en coupe schématique, selon la ligne 9-9 de la figure 8A ;
la figure 10 est une vue très schématique en coupe d'un dispositif selon l'invention ;
la figure 11 est une vue très schématique en coupe d'un matériau selon l'invention pour une autre forme de réalisation ;
les figures 12 et 13 illustrent, très schématiquement, un dispositif de protection acoustique réalisé à l'aide du matériau montré sur la figure 11 ;
les figures 14 et 15 montrent des courbes illustrants des résultats d'essai.

The invention will be better understood from the following description, given by way of example and with reference to the appended drawing, in which:

Figures 1A and 1B are sectional and top views, respectively, of a membrane resonator;
FIGS. 2A and 2B are very schematic sectional views of composite membranes suitable for entering into the composition of a material according to the invention;
Figure 3 is a view similar to that of Figures 2A and 2B for another embodiment;
Figures 4 and 5 are top views of membrane forms forming part of a material according to the invention;
FIGS. 6A and 6B are views in section and from above, respectively, of another resonator suitable for entering into the composition of a material according to the invention;
FIGS. 7A and 7B are views similar to those of FIGS. 6A and 6B, but for another embodiment;
Figure 8 is a top view of a layer of material according to the invention;
Figure 9 is a schematic sectional view along line 9-9 of Figure 8A;
Figure 10 is a very schematic sectional view of a device according to the invention;
Figure 11 is a very schematic sectional view of a material according to the invention for another embodiment;
Figures 12 and 13 illustrate, very schematically, an acoustic protection device produced using the material shown in Figure 11;
Figures 14 and 15 show curves illustrating test results.

On se réfère d'abord aux figures 1A et 1B qui montrent une membrane vibrante 1, à contour circulaire, encastrée par son bord 3 sur un substrat 2, présentant un trou circulaire 4. Lorsqu'une telle membrane 1 est soumise à une pression P, à variation sensiblement sinusoïdale dans le temps et présentant un large spectre de fréquences, ladite membrane entre en résonance pour une fréquence f₀, telle que : ${f₀ = f [R⁻², E}^{1/2} {, e, ρ}^{-1/2}]$

où :

. R résigne le rayon de la membrane ;
. E est le module d'élasticité du matériau constitutif de la membrane ;
. e est l'épaisseur de la membrane ; et
. ρ est la densité du matériau constituant la membrane.

Reference is first made to FIGS. 1A and 1B which show a vibrating membrane 1, with a circular outline, embedded by its edge 3 on a substrate 2, having a circular hole 4. When such a membrane 1 is subjected to a pressure P , with a substantially sinusoidal variation over time and having a wide frequency spectrum, said membrane comes into resonance for a frequency f₀, such that:

{f₀ = f [R⁻², E}^{1/2} {, e, ρ}^{-1/2}]

or :

. R resigns to the radius of the membrane;
. E is the modulus of elasticity of the material constituting the membrane;
. e is the thickness of the membrane; and
. ρ is the density of the material constituting the membrane.

Si l'on désigne en outre par G le module de cisaillement de ladite membrane et par tg δ son facteur d'amortissement, on sait que la membrane subissant le même nombre d'alternances par unité de temps que celle de l'onde sonore d'excitation de fréquence f₀, l'énergie absorbée par alternance est représentée par une formule du type : $W_{Joule} = f [R⁶, e⁻³, p², G⁻¹, tg δ⁻¹]$

où R et e ont les mêmes significations que ci-dessus, et où P désigne la pression de l'onde sonore.If we also designate by G the shear modulus of said membrane and by tg δ its damping factor, we know that the membrane undergoing the same number of alternations per unit of time as that of the sound wave d excitation of frequency f₀, the energy absorbed by alternation is represented by a formula of the type:

W_{Joule} = f [R⁶, e⁻³, p², G⁻¹, tg δ⁻¹]

where R and e have the same meanings as above, and where P denotes the pressure of the sound wave.

Il apparaît ainsi des équations (I) et (II) que la fréquence de résonance f₀ de la membrane est une fonction du module d'élasticité et du module de cisaillement de la matière qui la constitue et que, pour une fréquence de résonance donnée et pour un rayon de membrane également donné, il existe un domaine de corrélation entre les modules d'élasticité, de cisaillement et le facteur d'amortissement permettant d'aboutir à une valeur préférentielle de l'énergie absorbée par alternance.It thus appears from equations (I) and (II) that the resonance frequency f₀ of the membrane is a function of the modulus of elasticity and of the shear modulus of the material which constitutes it and that, for a given resonance frequency and for a membrane radius also given, there is a correlation domain between the moduli of elasticity, shear and the damping factor making it possible to arrive at a preferential value of the energy absorbed by alternation.

Conformément à l'invention, on prévoit pour obtenir cette valeur préférentielle de réaliser la membrane 1 en tant que membrane métallique, c'est-à-dire en métal ou alliage métallique comme de l'aluminium, du cuivre, de l'acier allié dont l'épaisseur est comprise entre 10 et 200.10⁻⁶m.In accordance with the invention, it is intended to obtain this preferential value to produce the membrane 1 as a metal membrane, that is to say made of metal or metal alloy such as aluminum, copper, alloy steel whose thickness is between 10 and 200.10⁻⁶m.

En variante, l'invention prévoit de réaliser la membrane en tant que membrane composite du type sandwich, figure 2A, comprenant de part et d'autre d'une âme 5, -en une matière à faible module de cisaillement (G₂) d'épaisseur e₂ et à facteur d'amortissement (tg δ₂) élevé-, des feuilles 6 et 7 d'épaisseur respective e₁ et e₃, chacune en une matière à module d'élasticité (E₁ et E₃, respectivement) élevé et à facteur d'amortissement (tg δ₁ et tg δ₃, respectivement) faible.As a variant, the invention provides for making the membrane as a composite membrane of the sandwich type, FIG. 2A, comprising on either side of a core 5, -in a material with low shear modulus (G₂) of thickness e₂ and with high damping factor (tg δ₂), sheets 6 and 7 of respective thickness e₁ and e₃, each made of a material with high elasticity modulus (E₁ and E₃, respectively) and with a low damping factor (tg δ₁ and tg δ₃, respectively).

Dans une autre réalisation, figure 2B, l'âme médiane 8 de la membrane composite est en une matière semblable à celle des feuilles 6 et 7 de la réalisation précédente, tandis que les feuilles externes 9 et 10 sont en une matière semblable à celle de l'âme 5 de la réalisation selon la figure 2A.In another embodiment, FIG. 2B, the central core 8 of the composite membrane is made of a material similar to that of the sheets 6 and 7 of the previous embodiment, while the outer sheets 9 and 10 are made of a material similar to that of the core 5 of the embodiment according to FIG. 2A.

Dans l'une et l'autre de ces réalisations de bons résultats ont été obtenus en choisissant pour la matière des feuilles 6, 7 et 8, un métal ou un alliage métallique, par exemple d'aluminium, de cuivre, ou d'acier allié, d'une épaisseur comprise entre 10 et 200.10⁻⁶m, les feuilles 5, 9 et 10 étant des feuilles de matériau élastomérique d'une épaisseur comprise entre 20 et 500.10⁻⁶ m qui présente un facteur d'amortissement (tg δ) compris entre 10⁻² et 50.10⁻². Les feuilles 5, 9 et 10 peuvent, ainsi, être choisies parmi les feuilles à base de caoutchouc, de polymère(s) thermoplastique(s) comme des polyéthylènes, polychlorures de vinyle, polyamides ou des feuilles en polymère(s) thermodurcissable(s) à base d'époxyde(s), de résines phénoliques, de polyuréthanne, lesdites feuilles d'élastomère(s) ou de polymère(s) étant, le cas échéant, renforcées par un tissu ou un matériau non tissé en fibres de verre, fibres de polyester, fibres de coton, fibres de polyaramide comme celles connues sous le nom de KEVLAR (une Marque déposée de la Société DU PONT DE NEMOURS), des films métalliques ou analogues.In both of these embodiments, good results have been obtained by choosing for the material of the sheets 6, 7 and 8, a metal or a metal alloy, for example aluminum, copper, or steel. alloy, with a thickness between 10 and 200.10⁻⁶m, the sheets 5, 9 and 10 being sheets of elastomeric material with a thickness between 20 and 500.10⁻⁶m which has a damping factor (tg δ) between 10⁻² and 50.10⁻². Sheets 5, 9 and 10 can thus be chosen from sheets based on rubber, on thermoplastic polymer (s) such as polyethylenes, polyvinyl chloride, polyamides or sheets in thermosetting polymer (s) ) based on epoxide (s), phenolic resins, polyurethane, said sheets of elastomer (s) or polymer (s) being, where appropriate, reinforced with a fabric or a non-woven material of glass fibers , polyester fibers, cotton fibers, polyaramide fibers such as those known under the name of KEVLAR (a registered trademark of the company DU PONT DE NEMOURS), metallic films or the like.

Dans la réalisation montrée schématiquement sur la figure 3, la membrane composite est du type de celle montrée sur la figure 2A, c'est-à-dire à structure sandwich avec une âme médiane 5′ analogue à l'âme 5 et des parements externes 6′ et 7′, analogues aux parements 6 er 7 ; dans cette réalisation, toutefois, la rigidité en flexion de la membrane est abaissée par un ou des réseau(x) d'ondulations, 11, permettant de diminuer la fréquence de résonance f₀ lorsque ses autres caractéristiques dimensionnelles (rayon R, épaisseur e, caractéristiques de modules...) sont fixées.In the embodiment shown diagrammatically in FIG. 3, the composite membrane is of the type of that shown in FIG. 2A, that is to say with a structure sandwich with a central core 5 ′ analogous to core 5 and external facings 6 ′ and 7 ′, analogous to the facings 6 and 7; in this embodiment, however, the flexural rigidity of the membrane is lowered by one or more network (s) of undulations, 11, making it possible to reduce the resonant frequency f₀ when its other dimensional characteristics (radius R, thickness e, characteristics modules ...) are fixed.

Une telle mesure, c'est-à-dire la formation d'un ou de réseau(x) d'ondulations, trouve également application dans le cas d'une membrane entièrement métallique et non plus composite.Such a measure, that is to say the formation of one or more network (s) of corrugations, also finds application in the case of an entirely metallic membrane and no longer composite.

Etant donné que la fréquence de résonance f₀ dépend également de la nature de l'encastrement 3 l'invention prévoit, complémentairement, de fixer la valeur prédéterminée de cette fréquence de résonance en donnant à la membrane 12 une forme à périphérie découpée suivant des évidements 13₁, 13₂, 13₃, etc..., figure 4, et de fixer ladite membrane sur le substrat par encastrement des bords 14₁, 14₂, 14₃, etc... des lobes qu'elle présente, le nombre, la forme et la disposition desdits lobes étant avantageusement obtenus par calcul, par exemple par application de la méthode des éléments finis.Since the resonant frequency f₀ also depends on the nature of the embedding 3 the invention provides, in addition, to fix the predetermined value of this resonant frequency by giving the membrane 12 a shape with a periphery cut out according to recesses 13₁ , 13₂, 13₃, etc ..., Figure 4, and fix said membrane on the substrate by embedding the edges 14₁, 14₂, 14₃, etc ... of the lobes it has, the number, the shape and the arrangement said lobes being advantageously obtained by calculation, for example by application of the finite element method.

Cette même méthode de calcul peut être mise en oeuvre pour fixer ou ajuster la fréquence de résonance f₀ de la membrane 15 en modifiant la masse surfacique de cette dernière, le plus simplement en perçant des trous 16₁, 16₂, 16₃,..., figure 5, à forme, nombre et répartition établis précisément par le calcul.This same calculation method can be used to fix or adjust the resonance frequency f₀ of the membrane 15 by modifying the surface mass of the latter, most simply by drilling holes 16₁, 16₂, 16₃, ..., figure 5, in form, number and distribution established precisely by calculation.

Bien que les membranes 1, 12 et 15 des réalisations décrites ci-dessus aient été représentées avec un contour externe totalement ou partiellement sensiblement circulaire, il va de soi que l'invention n'est pas limitée à de tels exemples, le contour apparent des membranes pouvant être carré, rectangulaire, elliptique, en croissant, etc..., d'une part, tandis que, d'autre part, chaque membrane peut également être en partie perforée, ou ondulée, ou découpée en lobes, etc...Although the membranes 1, 12 and 15 of the embodiments described above have been shown with a totally or partially substantially circular external contour, it goes without saying that the invention is not limited to such examples, the apparent contour membranes which can be square, rectangular, elliptical, crescent, etc., on the one hand, while, on the other hand, each membrane can also be partly perforated, or corrugated, or cut into lobes, etc. ..

Dans la forme de réalisation illustrée aux figures 6A et 6B, les résonateurs sont constitués par des cordes vibrantes, 20, tendues en travers des orifices 4 percés dans le substrat 2, chaque corde 20, -avantageusement constituée par des torons de fibres à module d'élasticité élevé comme des fibres ou fils métalliques-, étant encastrée, à ses extrémités 3, sur le bord de l'orifice 4.In the embodiment illustrated in FIGS. 6A and 6B, the resonators are constituted by vibrating cords, 20, stretched across orifices 4 drilled in the substrate 2, each cord 20, advantageously constituted by strands of fibers with module d 'high elasticity like metallic fibers or threads, being embedded, at its ends 3, on the edge of the orifice 4.

Dans une variante, chaque corde 20 est constituée par des torons de fibres métalliques ou des fibres de polyester, de polyamide ou de polyaramide, les torons étant imprégnés d'une matière à bonnes caractéristiques d'amortissement comme, par exemple, un élastomère du type butyl.In a variant, each rope 20 is made up of strands of metallic fibers or of polyester, polyamide or polyaramide fibers, the strands being impregnated with a material having good damping characteristics such as, for example, an elastomer of the type butyl.

Dans la réalisation montrée sur les figures 7A et 7B, les résonateurs du matériau de protection et/ou de conditionnement acoustique selon l'invention sont constitués par des lames vibrantes 21, encastrées à une de leurs extrémités 22 dans le substrat 2, chaque lame étant avantageusement formée dans une feuille ou film métallique du type de ceux mentionnés ci-dessus pour les résonateurs à membrane.In the embodiment shown in FIGS. 7A and 7B, the resonators of the acoustic protection and / or conditioning material according to the invention consist of vibrating plates 21, embedded at one of their ends 22 in the substrate 2, each plate being advantageously formed in a metal sheet or film of the type of those mentioned above for membrane resonators.

En variante, les lames constitutives des résonateurs sont formées par un composite du type de ceux décrits ci-dessus en référence aux figures 2 à 5, c'est-à-dire par assemblage de matières de type métallique et/ou polymérique choisies en fonction de leurs caractéristiques de module d'élasticité, de module de cisaillement et de facteur d'amortissement.As a variant, the constituent plates of the resonators are formed by a composite of the type of those described above with reference to FIGS. 2 to 5, that is to say by assembling materials of metallic and / or polymeric type chosen according to their characteristics of elastic modulus, shear modulus and damping factor.

Quel que soit le mode de réalisation des résonateurs du matériau selon l'invention, le substrat 2 exerce une influence sur la fréquence de résonance desdits résonateurs et l'absorption d'énergie correspondante. Cette influence, liée aux conditions d'encastrement des résonateurs, permet alors de choisir la matière du substrat 2 pour que celle-ci présente des caractéristiques d'amortissement qui accroissent les qualités du matériau selon l'invention. Ainsi, un gain relativement important d'efficacité peut être obtenu, comme montré par la figure 14, lorsqu'une plaque support percée d'orifices circulaires d'un diamètre d'environ 10 mm est munie de membranes métalliques, suivant que la plaque est un support relativement rigide ou un support en un matériau élastomère.Whatever the embodiment of the resonators of the material according to the invention, the substrate 2 exerts an influence on the resonance frequency of said resonators and the corresponding energy absorption. This influence, linked to the installation conditions of the resonators, then makes it possible to choose the material of the substrate 2 so that it has damping characteristics which increase the qualities of the material according to the invention. Thus, a relatively significant gain in efficiency can be obtained, as shown in FIG. 14, when a support plate pierced with circular orifices with a diameter of about 10 mm is provided with metal membranes, depending on whether the plate is a relatively rigid support or a support made of an elastomeric material.

Dans une réalisation préférée d'un matériau selon l'invention, le substrat est du type élastomérique et les résonateurs sont sous forme de membranes, lames ou cordes métalliques, le substrat étant, en fait, comme montré sur la figure 8, c'est-à-dire ménagé sur une surface S dans laquelle sont percés une multiplicité d'orifices 4 dont chacun est muni d'un résonateur à membrane, lame ou corde vibrante.In a preferred embodiment of a material according to the invention, the substrate is of the elastomeric type and the resonators are in the form of membranes, metal blades or cords, the substrate being, in fact, as shown in FIG. 8, it is that is to say formed on a surface S in which are pierced a multiplicity of orifices 4 each of which is provided with a membrane resonator, blade or vibrating cord.

Lorsque tous les résonateurs de la surface S sont identiques ou quasi-identiques entre eux, ils présentent des fréquences de résonance cohérentes et l'énergie de pression acoustique absorbée est alors celle correspondant à une fréquence f₀ bien déterminée, comme montré, par exemple, par la figure 15 qui illustre la courbe de réponse à une excitation en bruit rose d'une plaque à trous circulaires d'environ 10 mm de diamètre, telle que définie ci-dessus, et pour laquelle la fréquence f₀ est de l'ordre de 2100 Hz.When all the resonators of the surface S are identical or almost identical to each other, they have coherent resonant frequencies and the absorbed acoustic pressure energy is then that corresponding to a well-defined frequency f₀, as shown, for example, by FIG. 15 which illustrates the response curve to a pink noise excitation of a plate with circular holes of approximately 10 mm in diameter, as defined above, and for which the frequency f₀ is of the order of 2100 Hz.

Lorsque, par contre, la surface S′ est comme montrée sur les figures 8A et 9, c'est-à-dire percée d'orifices 4′, 4˝, etc... de formes et dimensions différentes, les résonateurs ménagés sur ladite surface entrent alors en résonance pour des fréquences d'excitation f₁, f₂, f₃, etc... qui diffèrent entre elles et absorbent par conséquent une partie de l'énergie de pression acoustique issue d'une source de bruit dans des bandes discrètes correspondant à chacune desdites fréquences.When, on the other hand, the surface S ′ is as shown in FIGS. 8A and 9, that is to say pierced with orifices 4 ′, 4˝, etc. of different shapes and dimensions, the resonators provided on said surface then enter into resonance for excitation frequencies f₁, f₂, f₃, etc. which differ from one another and consequently absorb part of the sound pressure energy from a noise source in discrete bands corresponding to each of said frequencies.

Dans une telle réalisation, le matériau de protection acoustique selon l'invention est obtenu en fixant sur un substrat 2 constitué à partir d'une feuille d'élastomère ou de plastomère d'épaisseur comprise entre 0,1 et 1 mm, par exemple calandrée puis perforée pour ménager les orifices 4′, 4˝, etc... une feuille métallique 25, la fixation ayant lieu par adhérence ou par un moyen analogue de sorte que les zones de la feuille 25 qui recouvrent les orifices 4′, 4˝, etc... et qui sont encastrées sur leurs bords forment des résonateurs à fréquence de résonances différentes, f₁, f₂, f₃, etc...In such an embodiment, the acoustic protection material according to the invention is obtained by fixing to a substrate 2 made from an elastomer or plastomer sheet of thickness between 0.1 and 1 mm, for example calendered then perforated to provide the holes 4 ′, 4˝, etc. ... a metal sheet 25, the fixing taking place by adhesion or by a similar means so that the zones of the sheet 25 which cover the holes 4 ′, 4˝ , etc ... and which are embedded on their edges form resonators with frequency of different resonances, f₁, f₂, f₃, etc ...

En variante, l'invention prévoit de constituer le substrat 2 à partir d'une feuille d'élastomère comme décrit ci-dessus et d'une feuille du type de celles décrites ci-dessus en référence aux figures 2A ou 2B et préparée par calandrage ou extrusion-soufflage en ce qui concerne son constituant polymérique ou élastomérique, lequel est ensuite enduit d'un feuillard métallique ou, en variante, est adhérisée à un tel feuillard par collage ou analogue. Pour la solidarisation du substrat et de la feuille composite de cette forme de réalisation, l'invention propose de faire appel à des presses à plateaux chauffants ou des systèmes à cylindres chauffants "Rotocure" tels qu'utilisés dans l'industrie du caoutchouc ou de solidariser les éléments par collage à froid, à l'aide d'adhésifs structuraux, comme des résines époxydes ou analogues, ou encore par fusion d'un film en polymère thermoplastique, etc...As a variant, the invention provides for constituting the substrate 2 from an elastomer sheet as described above and from a sheet of the type of those described above with reference to FIGS. 2A or 2B and prepared by calendering or extrusion blow molding with regard to its polymeric or elastomeric component, which is then coated with a metal strip or, as a variant, is adhered to such a strip by gluing or the like. For the attachment of the substrate and the composite sheet of this embodiment, the invention proposes to use heating plate presses or "Rotocure" heating cylinder systems as used in the rubber industry or joining the elements together by cold bonding, using structural adhesives, such as epoxy resins or the like, or by melting a film of thermoplastic polymer, etc.

Pour fabriquer un dispositif de protection acoustique à l'encontre d'une source de bruit SO, figure 10, à partir d'un matériau de protection acoustique tel que defini ci-dessus, l'invention prévoit de surperposer, en les accolant les unes aux autres, une multiplicité de couches S₁, S₂, S₃, etc..., dont chacune est du type montré sur les figures 8 ou 8A, c'est-à-dire à substrat 2, percé d'orifices 4, 4′, 4˝..., dans ou aux bords desquels sont encastrés les résonateurs à membrane, corde ou lame vibrante.To manufacture an acoustic protection device against a noise source SO, FIG. 10, from an acoustic protection material as defined above, the invention provides for overlaying, by joining them together to the others, a multiplicity of layers S₁, S₂, S₃, etc., each of which is of the type shown in FIGS. 8 or 8A, that is to say with substrate 2, pierced with orifices 4, 4 ′ , 4˝ ..., in or at the edges of which the membrane, rope or vibrating blade resonators are embedded.

Dans la forme de réalisation décrite et représentée, les résonateurs de chaque couche sont ménagés par une feuille, 25₁, pour la couche S₁, 25₂ pour la couche S₂, 25₃ pour la couche S₃, etc..., et, afin de limiter la transmission d'énergie sonore par l'effet de continuité des substrats de chacune des couches accolées, on décale les différentes couches les unes par rapport aux autres de manière que les résonateurs de couches adjacentes ne soient pas en regard les uns des autres. Ce décalage peut résulter d'un calcul ou, en variante, être obtenu en plaçant les couches S₁, S₂, S₃, etc..., de façon aléatoire les unes par rapport aux autres, pour alors fournir un dispositif ayant une capacité d'absorption de l'énergie sonore incidente suivant une multiplicité de fréquences.In the embodiment described and shown, the resonators of each layer are formed by a sheet, 25₁, for the layer S₁, 25₂ for the layer S₂, 25₃ for the layer S₃, etc., and, in order to limit the transmission of sound energy by the effect of continuity of the substrates of each of the adjoining layers, the different layers are offset relative to each other so that the resonators of adjacent layers are not facing each other. This offset may result from a calculation or, alternatively, be obtained by placing the layers S₁, S₂, S₃, etc., in a random manner with respect to each other, so as to provide a device having a capacity of absorption of incident sound energy according to a multiplicity of frequencies.

Alors que dans les réalisations et modes d'exécution qui viennent d'être décrits le matériau de protection acoustique selon l'invention dissipe l'énergie de pression acoustique issue de la source SO directemnt sous forme de chaleur, l'invention prévoit également un mode de réalisation dans lequel le matériau de protection acoustique transforme l'énergie de pression acoustique en énergie électrique puis dissipe cette dernière sous forme de chaleur par effet Joule.While in the embodiments and embodiments which have just been described the acoustic protection material according to the invention dissipates the acoustic pressure energy coming from the SO source directly in the form of heat, the invention also provides a mode in which the acoustic protection material transforms the energy of acoustic pressure into electrical energy and then dissipates the latter in the form of heat by the Joule effect.

Pour un tel matériau, on réalise d'abord un élément composite 30, figure 11, à partir d'une feuille 31 en une matière du type cristallin ou polycristallin engendrant par effet piézoélectrique sur ses faces 32 et 33 des charges électriques en réponse à l'action sur ladite feuille d'une pression acoustique issue d'une source de bruit puis l'on rend solidaire de ladite feuille 31 des électrodes conductrices 34 et 35 de collecte desdites charges électriques, électrodes qui disposées sur les surfaces 32 et 33, respectivement, amènent lesdites charges à traverser des éléments résistants pour dissiper l'énergie électrique sous forme de chaleur par effet Joule. La feuille 31 peut être constituée par un film en polymère du type PVDF rendu semi-cristallin par un traitement thermo-mécanique approprié ou par toute autre matière ayant des caractéristiques piézoélectriques analogues, tandis que les électrodes 34 et 35 sont avantageusement formées par un film de métal ou d'alliage métallique, très fin, obtenu par métallisation sous vide sur la feuille 31 ou, en variante, collé sur ladite feuille à l'aide d'un adhésif intrinsèquement conducteur.For such a material, a composite element 30, FIG. 11, is first produced from a sheet 31 of a material of the crystalline or polycrystalline type generating, by piezoelectric effect on its faces 32 and 33, electric charges in response to the action on said sheet of an acoustic pressure from a noise source and then it is made integral with said sheet 31 of the conductive electrodes 34 and 35 for collecting said electric charges, electrodes which are arranged on the surfaces 32 and 33, respectively , cause said charges to pass through resistant elements to dissipate electrical energy in the form of heat by the Joule effect. The sheet 31 can be constituted by a polymer film of the PVDF type made semi-crystalline by an appropriate thermo-mechanical treatment or by any other material having similar piezoelectric characteristics, while the electrodes 34 and 35 are advantageously formed by a film of metal or metallic alloy, very fine, obtained by vacuum metallization on the sheet 31 or, as a variant, bonded to said sheet using an intrinsically conductive adhesive.

Pour réaliser un dispositif de protection acoustique à l'aide du matériau qui vient d'être décrit, l'invention prévoit de disposer sur un substrat 2 percé d'orifices 4, 4′, 4˝, ... un élément composite 30, figure 12, formant ainsi une première couche C₁, puis de superposer, en les accolant, les couches C₁, C₂, etc..., formées chacune par un substrat et un élément composite 30. Dans une telle réalisation, chaque substrat 2 est alors rendu conducteur à une valeur de résistivité qui peut être fixée entre 0,1 et 100 Ohm.cm, avantageusement par incorporation dans une matrice isolante de charges conductrices comme du noir de carbone ou des poudres métalliques pour conférer à chacune des couches C un effet résistif assurant la dissipation de l'énergie électrique par effet Joule.To produce an acoustic protection device using the material which has just been described, the invention provides for having a composite element 30 on a substrate 2 pierced with orifices 4, 4 ′, 4˝, ... FIG. 12, thus forming a first layer C₁, then superimposing, by joining them, the layers C₁, C₂, etc., each formed by a substrate and a composite element 30. In such an embodiment, each substrate 2 is then made conductive to a resistivity value which can be set between 0.1 and 100 Ohm.cm, advantageously by incorporation in an insulating matrix of conductive fillers such as carbon black or metallic powders to give each of the layers C a resistive effect ensuring the dissipation of electrical energy by Joule effect.

Dans cette réalisation, également, l'invention prévoit pour assurer la continuité électrique entre les électrodes 34 et 35 rapportées sur les deux faces opposées de la feuille 31 de ménager dans ladite feuille des micro-perforations 40, figure 13, de sorte qu'un matériau polymère conducteur 41, prévu pour l'assemblage entre elles des couches C, assure simultanément par les pontets 42 formés dans les micro-perforations 40 la continuité électrique entre les électrodes 34 et 35.In this embodiment, also, the invention provides to ensure electrical continuity between the electrodes 34 and 35 attached to the two opposite faces of the sheet 31 to provide micro-perforations 40 in said sheet 40, FIG. 13, so that a conductive polymer material 41, provided for assembling layers C therebetween, simultaneously ensures by the bridges 42 formed in the micro-perforations 40 the electrical continuity between the electrodes 34 and 35.

Des dispositifs tels que décrits ci-dessus trouvent application dans un très grand nombre de domaines de la vie domestique ou industrielle.Devices such as described above find application in a very large number of areas of domestic or industrial life.

Ils peuvent ainsi, et sans que cette indication ait quelque caractère limitatif que ce soit, être mis en oeuvre pour l'atténuation des bruits dans l'habitacle d'un véhicule en étant interposés sous forme de plaque entre la source de bruit, comme un moteur, un roulement, un écoulement aérodynamique et ledit habitacle.They can thus, and without this indication having any limiting nature whatsoever, be implemented for the reduction of noise in the passenger compartment of a vehicle by being interposed in the form of a plate between the noise source, such as a engine, a bearing, an aerodynamic flow and said passenger compartment.

Ils peuvent également être utilisés pour l'atténuation des bruits d'aéronefs (par fixation de plaques sur les parois internes de la carlingue) ou de tous autres véhicules terrestres, automobiles ou ferroviaires, de même que pour les véhicules fluviaux ou marins, et cela par capotage des sources de bruit qu'il s'agisse des moteurs thermiques, des échappements, etc...They can also be used for the attenuation of aircraft noise (by fixing plates on the internal walls of the cabin) or of all other land, motor or rail vehicles, as well as for river or sea vehicles, and this by covering noise sources, be they heat engines, exhausts, etc.

De telles plaques peuvent également être utilisées pour le capotage de machines bruyantes, le revêtement des murs d'enceinte d'usines ou d'ateliers bruyants, et, d'une manière générale, tous les bâtiments à usage d'habitation ou à usage industriel (comme par exemple des enceintes enfermant des transformateurs électriques) pour lesquels le dispositif selon l'invention trouve application aussi bien pour la diminution des bruits provenant de locaux adjacents que pour la protection des bâtiments à l'encontre des agressions sonores extérieures, cette dernière fonction trouvant également avantageusement application pour la protection de routes ou d'autoroutes, notamment urbaines.Such plates can also be used for the covering of noisy machines, the coating of surrounding walls of factories or noisy workshops, and, in general, all buildings for residential or industrial use (such as enclosures enclosing electrical transformers) for which the device according to the invention finds application both for the reduction of noise from adjacent premises and for the protection of buildings against external noise, the latter function also advantageously finding application for the protection of roads or motorways, especially urban .

Les matériaux ou dispositifs selon l'invention trouvent aussi une application avantageuse pour le conditionnement et/ou la correction acoustique de locaux, où ils sont alors utilisés par fixation sur les parois desdits locaux pour absorber les ondes sonores se réfléchissant sur les plaques des dispositifs, diminuant ainsi le niveau de bruit et augmentant, corrélativement, le confort des usagers.The materials or devices according to the invention also find an advantageous application for the conditioning and / or the acoustic correction of premises, where they are then used by fixing on the walls of said premises to absorb the sound waves reflected on the plates of the devices, thus reducing the noise level and correspondingly increasing the comfort of the users.

Claims

Acoustic protection material against a noise source (SO) comprising a substrate (2) and resonators on said substrate, characterized in that said resonators which are arranged substantially in the direction of greatest extension of the substrate ( 2) consist of filiform and / or surface elements (1, 12 ... 20, 21) whose structural characteristics (density, modulus of elasticity, shear modulus, damping factor, piezoelectric factor, etc. ..), just as the shape and / or dimensions are chosen to associate with each resonator a predetermined resonant frequency (f₀), on the one hand, and for, on the other hand, absorbing at said resonant frequency l sound pressure energy from the noise source (SO) and dissipate it in the form of mechanical heat energy and / or electrical energy.

Material according to claim 1, characterized in that the substrate (2) is pierced with orifices (4, 4 ′, 4˝) in or at the edges of which are embedded said constituent elements of the resonators produced as vibrating membranes (1, 12) and / or vibrating cords (20) and / or vibrating blades (21).

Material according to claim 1, characterized in that each resonator is a metal membrane (metal or alloy) and in that the substrate is a material of the elastomeric type.

Material according to claim 1, characterized in that each resonator is a composite membrane comprising at least two sheets of material with high elastic modulus (E) and with low damping factor (tg δ) and one sheet of material with modulus low shear (G) and high damping factor (tg δ).

Material according to claim 4, characterized in that the composite membrane is of the sandwich type, with external sheets (6, 7) of a material with a high modulus of elasticity and a low damping factor, enclosing between them a material with modulus low shear and high damping factor (5).

Material according to claim 5, characterized in that the sheet or sheets of material with a high modulus of elasticity and a low damping factor is (are) a sheet (s) of metal (s) or of advantageously a metal alloy of aluminum with a thickness between 10 and 20 × 10 -3 m and in that the sheet of material with low shear coefficient and high damping factor is a sheet of elastomeric material with a thickness between 20 and 500.10⁻⁶m chosen to present a damping factor (tg δ) between 10⁻² and 50.10⁻².

Material according to claim 4, characterized in that the composite membrane is of the sandwich type with external sheets (9, 10) of a material of the elastomeric type with low shear modulus and high damping factor (tg δ) enclosing between them a sheet of metal or metal alloy (18) such as aluminum, with a high modulus of elasticity and a low damping factor.

Material according to claim 1, characterized in that the resonators are membranes, each of which has a circular, square, elliptical, crescent, etc. and / or lobe contour.

Material according to claim 8, characterized in that each membrane (12) is embedded by the edges (14) of the end of its lobes.

Material according to claim 8, characterized in that the resonant frequency (f₀) is fixed or adjusted by forming on the membrane one or more network (s) of undulations (11).

Material according to claim 8, characterized in that the resonance frequency (f₀) is fixed or adjusted by making in the surface of the membrane openings (16) of variable shape (s) and arrangement (s).

Material according to claim 1 or 2, characterized in that the resonators are constituted by filiform elements (20), resulting from the assembly according to strands of fibers with a high modulus of elasticity such as wires or metallic fibers.

Material according to claim 12, characterized in that the filiform elements are strands of fibers impregnated with an appropriate quantity of a material with good damping characteristics.

Hearing protection material according to claim 1 or 2, characterized in that the resonators are vibrating blades (21), embedded by one of their ends (22) and constituted by a metallic and / or polymeric material with high elasticity modulus .

Acoustic protection material according to claim 1 or 2, characterized in that the resonators are composite vibrating blades constituted by a metallic and / or polymeric material with high elasticity modulus and a material with a high damping factor.

Acoustic protection material, characterized in that it comprises one or more sheets of a material of the crystalline or polycrystalline type (31) with piezoelectric properties as it appears on the surface of the said sheet (s) (32, 33) electric charges, in response to a sound pressure wave as well as very thin conductive electrodes (34, 35) collecting the electrical charges generated to make them pass through electrical resistances or materials with similar properties in order to transform the energy of acoustic pressure into electrical energy, then dissipate the latter in the form of heat by the Joule effect.

Material according to claim 16, characterized in that the sheet or sheets generating electrical charges in response to a sound pressure wave (31) is (are) formed by a polymer film of PVDF type, rendered semi-crystalline by an appropriate thermo-mechanical treatment, the electrodes for collecting the electric charges being produced by metallic films (34, 35) obtained by vacuum metallization on the polymer sheet (s) or, alternatively, by very thin sheets of metal or metal alloy, such as aluminum, bonded to said polymer film using an intrinsically conductive adhesive.

Acoustic protection device, characterized in that it consists of a wall comprising at least one layer of a material according to any one of claims 1 to 17.

Device according to claim 18, characterized in that the wall comprises a plurality of layers (S₁, S₂, S₃, ...) of said material, said layers being arranged in such a way that the resonators of adjacent layers are not facing each other one another.

Device according to claim 18, characterized in that it results from the assembly between them of layers of material according to claim 16, the electrodes of each layer (C₁, C₂, ...) being brought into electrical continuity relation by micro-perforations (40) of the sheet (31) generating the electric charges in said layers (C₁, C₂, ...).