EP1407091A1 - Dispositif d'absorption acoustique pour un local - Google Patents

Dispositif d'absorption acoustique pour un local

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EP1407091A1
EP1407091A1 EP02787155A EP02787155A EP1407091A1 EP 1407091 A1 EP1407091 A1 EP 1407091A1 EP 02787155 A EP02787155 A EP 02787155A EP 02787155 A EP02787155 A EP 02787155A EP 1407091 A1 EP1407091 A1 EP 1407091A1
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EP
European Patent Office
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sheet
layer
support wall
absorbent material
porous
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EP02787155A
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German (de)
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Guy Weber
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Enac Sa
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Publication date
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    • E04B2001/8442—Tray type elements

Definitions

  • the present invention relates to the design and production of sound absorption devices intended for the acoustic correction of premises or for the soundproofing of boxes or casings of noisy machines.
  • a device is to be placed in front of a support wall defining the room or box.
  • the invention therefore proposes to provide absorption devices of the aforementioned type, the characteristic curve of which is practically of equal performance level for a whole predetermined range of frequencies, and more particularly in the range of audible frequencies.
  • the device according to the invention comprises in combination a perforated embossed sheet active in reflection of acoustic waves and a layer of porous absorbent material which is fixed against said sheet so as to be arranged between the latter and the support wall.
  • the layer of porous material strongly absorbs the resonances, so that the characteristic curve of the absorption capacity of the device as a whole is smoothed.
  • the absorption device is placed at a distance from the support wall so as to provide an air space between the layer of absorbent material and the support wall.
  • One of the major interests of the invention here is to lead to elements for absorbing sound waves which are easily configurable as a function of the sound spectrum to be corrected, by playing on the respective thicknesses of the air space and of the absorbent layer which separates it from the reflecting sheet.
  • the perforations of the embossed sheet are slots arranged in regular meshes as in a sheet of expanded metal.
  • the porous absorbent material is of the cellular type, such as a melamine or polyurethane foam.
  • the porous absorbent material is a felt, in particular based on natural or artificial fibers, in particular based on glass wool or rock wool.
  • the thickness of the layer of porous absorbent material is between 5 and 200 mm and the thickness of the embossed sheet is between 0.5 and 1.5 mm.
  • the perforated embossed sheet is linked to the layer of porous material so as to constitute a self-supporting assembly in which the sheet has the function of ensuring mechanical strength.
  • the sheet has the function of ensuring mechanical strength.
  • it is also used to fix the device in front of a support wall to be soundproofed.
  • it protects the absorbent layer from external aggressions.
  • the device according to the invention advantageously has modular elements to be assembled on site in front of a support wall.
  • the layer of absorbent material is held on the embossed sheet perforated by flaps obtained by folding the edges of the sheet.
  • the layer of porous absorbent material is fixed to the sheet by means of clips or staples.
  • the layer of absorbent material is fixed to the sheet by means of strips of adhesive material.
  • FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a perspective view of the sheet of the absorbent element of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a partial detail view of the outer face of the sheet of Figure 2
  • FIG. 5 is a top view of the layer of absorbent material of the absorbent member of Figure 4
  • FIG. 9 is a sectional view illustrating the attachment of the embodiment of Figure 4 on the support wall
  • FIG. 10 is a sectional view illustrating the attachment of the embodiment of Figure 3 on the support wall
  • the subject of the invention is an acoustic element operating by reflection and absorption of air vibrations or acoustic vibrations and intended for the acoustic correction of noisy rooms or for the soundproofing of boxes or enclosures containing noisy devices.
  • These may for example be noisy industrial premises, such as wind tunnels, or buildings open to the public such as hospitals.
  • the invention also applies to boxes containing noisy machines.
  • the acoustic element according to the invention is intended to be placed on the interior walls of soundproof premises or enclosures, or in the vicinity of these walls.
  • the absorbent element according to the invention essentially consists of a sheet 1 which has perforations and which is of embossed shape and a layer 2 of porous, cellular or fibrous absorbent material, which is fixed to the inner face 6 of prison
  • the sheet 1 has a low perforation rate, that is to say that the proportion of its surface which is occupied by holes or perforations is small compared to its total surface. This rate is for example at most a quarter.
  • the sheet 1 is rectangular and its four edges 3 and 4 are folded 90 degrees towards the inner face 6 of the sheet 1 so as to constitute a housing rectangular in which the layer 2 of absorbent material is placed.
  • the two opposite edges 4 of the sheet 1 are bent again at 90 degrees so as to obtain flaps 5 parallel to the inner face of the sheet 1.
  • the height of the side walls 3 and 4 corresponds to the thickness of the absorbent layer 2 and the flaps 5 are produced after the introduction of the layer 2 of absorbent material. They thus protect the edges of the absorbent layer, mainly from the mechanical point of view.
  • the sheet 1 is a metal sheet made for example of aluminum, steel or stainless steel. This sheet 1 is thin, preferably between 0.5 and 1.5 mm.
  • the sheet is perforated, that is to say that it has small slots arranged in regular meshes. It is also embossed, that is to say that it has bumps and hollows in a repeated regular distribution. In the case under consideration, it is deformed in such a way that the slots are pushed back, when it is produced, in a plane different from the initial plane of the sheet. II it is thus a perforated embossed sheet of the type of an expanded metal plate.
  • FIG. 3 is a partial view on a large scale of the external face 7 of the sheet 1.
  • two rows of slots 8 which have a first edge 9 which is in the plane of the outer face 7 of the sheet and a deformed edge 1 1 which has been pushed back above the outer face 7 during making the slots.
  • the slots have a certain height in the direction perpendicular to the plane of the sheet.
  • the two rows of slots 8 are staggered with respect to one another, in staggered rows, with a slight overlap of the slots of a row with respect to the slots of the neighboring row.
  • slits are made by means of a saw-blade tool which tears the metal and then bends it.
  • the variable parameters are the shape of the tool which gives the length of the slot and the penetration depth of the latter into the metal which gives the width of the mesh.
  • the perforated embossed sheet obtained corresponds to the following dimensions:
  • the absorbent porous layer it is possible, for example, to use cellular organic materials such as melamine foam or polyurethane foam, or fibrous materials such as cotton, polyester, polypropylene, polychloroprene felts, etc. or mineral wools, for example glass wool or rock wool.
  • cellular organic materials such as melamine foam or polyurethane foam
  • fibrous materials such as cotton, polyester, polypropylene, polychloroprene felts, etc. or mineral wools, for example glass wool or rock wool.
  • the height of the edges 3 and 4 corresponds to the thickness of the absorbent layer and can be between 5 and 200 mm.
  • the perforation rate and the perforation density have been optimized for sound absorption in the range of frequencies audible by the human being, in order to obtain a resistivity to the passage of air of between 500 and 3300 N s / m 3 .
  • these data are not limiting. They may vary in particular depending on the applications of the invention.
  • the sheet When such a sheet is placed in front of a reflecting support, namely the wall of the enclosure to be soundproofed, the sheet functions as an absorbent material which has a selective character depending on the reflection phenomena which occur between the support wall and the inner face 6 of the sheet 1.
  • C is the speed of sound in the air, for example 343 m / s at 20 ° C
  • d is the thickness of the air space, i.e. the distance between the sheet and support wall.
  • the values of the sound absorption coefficients take a minimum value and this results in significant dips in the curve. absorption of the absorption device.
  • the layer of absorbent material 2 is associated with the sheet 1, this layer 2 being placed between the sheet 1 and the support wall, being applied to the sheet 1. In this way, the cavity resonances are absorbed by the absorbent material and the values of the absorption coefficients become homogeneous.
  • the method of fixing the layer of absorbent material on the sheet does not modify the structure of the perforated embossed sheet, that is to say that the absorbent material does not obstruct the slots 8, so that that the resistivity to the passage of air from the sheet is not changed.
  • FIGS. 1 and 2 A first method is illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • the sheet is folded on at least two sides and the layer 2 is placed between the sheet and the folded edges.
  • Mechanical fixing can also be provided by means of clips or staples. This fixing is especially effective for layers of semi-rigid absorbent material.
  • the sheet is shaped so that the absorbent layer is protected by the sheet around its edges.
  • FIGS. 4 and 5 Another fixing method is illustrated in FIGS. 4 and 5. Strips of adhesive material 13 having a small width, for example between 5 and 20 mm, and spaced parallel to each other are deposited on the layer 2 of absorbent material. , for example with a distance between two neighboring strips of between 50 and 500 mm. The layer of absorbent material 2 is then placed on the inner face 6 of the sheet 1, the adhesive strips 13 being pressed against the sheet 1 on which they adhere while retaining the layer 2 of sound absorbing material.
  • Another possibility is to fix the layer of absorbent material using a hot compression process, a layer of absorbent material being strongly compressed hot on the sheet. During this operation, the absorbent material adheres to the asperities of the embossed sheet which constitute contact points without blocking the perforations. It is assumed here that the material contains a binder which then ensures fixing by gluing.
  • the fixing of the acoustic device thus produced on the support wall is carried out by means of fixing members which bear on the sheet 1, since the latter generally benefits from mechanical resistance characteristics linked to its metallic nature which the layer of porous material.
  • the fixing members may advantageously be constituted by profiles connecting the sheet 1 to the support wall at the level of deformations of the sheet where it is devoid of a layer of porous material, or by tie rods passing through all the layers of the acoustic device at level of the flaps 5 of the sheet which are formed to overlap the edges of the layer of porous material.
  • the method of fixing such members in the support wall can be in particular by screwing, possibly in dowels previously put in place when the nature of the support wall requires it.
  • Figure 9 illustrates, in sectional view, such a method of attachment, showing how an empty space is formed between the layer of porous material 2 and the support wall.
  • a tie rod 1 which crosses the sheet 1, the layer 2 of acoustic material, and the flap 5.
  • the fixing member is completed by a washer 12 and by a hollow spacer 14 which is interposed on the tie rod 1 1 when it’s in place. It is then fixed in the support wall 15, for example by involving a dowel 16.
  • the washer 12 ensures the support of the flap 5 on the spacer 15, which maintains a distance from the wall 15 which corresponds to the desired thickness of the air gap.
  • Layer 2 is not subject to any mechanical stress which would risk altering its acoustic qualities.
  • the free ends of the side walls 4 are advantageously folded 90 degrees outward to form tabs 10 which are fixed on the support wall.
  • the height of the side walls 4 corresponds to the thickness of the air gap formed, that is to say to the distance provided between the sheet 1 and the support wall. This height corresponds to the thickness of layer 2 increased by the thickness of free air provided between layer 2 and the support wall.
  • FIG. 10 illustrates, in sectional view, a method of fixing the device of FIG. 4.
  • the outer flaps 10 of two neighboring devices are placed one on the other and crossed by a nail or similar member 17 which is fixed in the support wall 15 by pressing the flaps 10 on this wall, thus ensuring the desired thickness of the air space.
  • Figure 6 shows the curves of the sound absorption coefficient as a function of the frequency of the embossed perforated sheet placed in front of a wall for air gaps varying between 20 and 1 00 mm. It can be seen that, for all the curves, there are one or more significant depressions in the absorption curve, the frequency corresponding to these depressions being inversely proportional to the thickness of the air space.
  • Figures 7 and 8 are corresponding curves for devices comprising a reflective sheet and an absorbent layer as provided by the invention.
  • the layer 2 of absorbent material is made of melamine foam and has a thickness of 60 mm.
  • the space between the support wall and the porous layer 2 is minimal.
  • FIG. 8 is an exemplary embodiment in which the layer 2 is also made of melamine foam and its thickness is 40 mm.
  • the device according to the invention is placed 60 mm from the support wall, the thickness of the air space formed therefore being 100 mm.
  • Figures 1 1 and 12 show, still in section, a method of fixing another embodiment of the device according to the invention.
  • the layer 20 of insulating material is fixed by gluing, by means of a layer of adhesive or by hot compression, on a sheet 21 which projects from the layer 20 on the sides, in a straight line, so as to provide between two neighboring devices, advantageously in the form of identical slabs, a free space of acoustic material below the extensions 25 of the sheets 20.
  • a spacer 22 is associated with the assembly, to be fixed on the support wall 15. It carries on its free end a profile 23 (FIG. 12), with a common section in the shape of an overturned omega, which is fixed on its central part, for example by a rivet 24.
  • This profile 23 is housed with the end of the spacer 23 in the aforementioned free space, in a position where the extensions 25 of the sheets 21 rest on lateral plates 26 of the profile 23.
  • the extensions 25 of the sheets 20 are held on the profile 23 by means of a clip 27 which comes to stop in the profile 23 and which also constitutes a joint cover between the respective extensions 25 of the sheets of the two neighboring devices.
  • the device according to the invention can be used in particular in the building industry, for example for the production of absorbent dihedrons for anechoic rooms, absorbent ceilings, or absorbent wall cladding.
  • the invention applies in particular in wind tunnels, industrial buildings, social-cultural buildings, the hospital sector.
  • the invention can also be used with profit in the industry to produce acoustic absorbent facings or silent devices, in particular in shipbuilding or aeronautics, the railway industry, the automotive industry, the acoustic cowling of noisy machines, heating and air conditioning equipment, agricultural or military equipment, including public works vehicles, the IT industry and glass recovery containers.
  • the perforated embossed sheet is used to ensure the mechanical resistance of the sound absorption device by constituting a stiffening support for the acoustic wave absorption layer and providing its protection.
  • the elements according to the invention can be marketed by combining with the perforated embossed sheet and the acoustic absorption layer of the fixing to the support wall for which they are intended which provide an air space of predetermined thickness.
  • the layer of absorbent material is disposed fixed against the perforated embossed sheet, on the internal face of the latter, in particular by bonding to the roughness that it presents because it is embossed, and said layer is thus disposed between said sheet and the support wall for which it is intended, and at a distance from this support wall which is chosen in conjunction with the thickness of the layer of absorbent material to ensure a desired effect in correcting a sound spectrum in a range of determined frequency.
  • the perforated embossed sheet is itself shaped to impose a predetermined distance between the internal face of the absorbent layer and the support wall.

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Description

DISPOSITIF D'ABSORPTION ACOUSTIQUE POUR UN LOCAL
La présente invention concerne la conception et la réalisation de dispositifs d'absorption acoustique destinés à la correction acoustique de locaux ou à l'insonorisation de caissons ou carters de machines bruyantes. Un tel dispositif est à disposer devant une paroi support délimitant le local ou caisson.
Les dispositifs d'absorption acoustique connus présentent l'inconvénient que leur capacité d'absorption n'est pas uniforme pour toute la gamme des fréquences sonores. On observe des creux importants dans la courbe caractéristique d'absorption.
L'invention se propose donc de fournir des dispositifs d'absorption du type précité dont la courbe caractéristique soit pratiquement d'égal niveau de performance pour toute une gamme prédéterminée de fréquences, et plus particulièrement dans la gamme des fréquences audibles.
A cet effet, le dispositif selon l'invention comporte en combinaison une tôle gaufrée perforée active en réflexion des ondes acoustiques et une couche de matériau absorbant poreux qui est fixée contre ladite tôle de manière à se disposer entre cette dernière et la paroi support. La couche de matériau poreux amortit fortement les résonances, de telle sorte que la courbe caractéristique de la capacité d'absorption du dispositif dans son ensemble est lissée.
Avantageusement, le dispositif d'absorption se dispose à distance de la paroi support de manière à ménager une lame d'air entre la couche de matériau absorbant et la paroi support. L'un des intérêts majeurs de l'invention est ici de conduire à des éléments d'absorption des ondes sonores qui sont aisément paramétrables en fonction du spectre sonore à corriger, en jouant sur les épaisseurs respectives de la lame d'air et de la couche d'absorbant qui la sépare de la tôle réfléchissante.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les perforations de la tôle gaufrée sont des fentes disposées en mailles régulières comme dans une plaque de métal déployé. Avantageusement, le matériau absorbant poreux est du type cellulaire, tel qu'une mousse de mélamine ou de polyuréthane. Selon un autre mode de réalisation, généralement équivalent au précédent, le matériau absorbant poreux est un feutre, notamment à base fibres naturelles ou artificielles, notamment à base de laine de verre ou de laine de roche.
Avantageusement, l'épaisseur de la couche de matériau absorbant poreux est comprise entre 5 et 200 mm et l'épaisseur de la tôle gaufrée est comprise entre 0,5 et 1 ,5 mm.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la tôle gaufrée perforée est liée à la couche de matériau poreux de manière à constituer un ensemble autoportant dans lequel la tôle a pour fonction d'assurer la résistance mécanique. De préférence, c'est également elle qui sert à fixer le dispositif devant une paroi support à insonoriser. De plus, elle protège la couche absorbante des agressions extérieures.
Par ailleurs, le dispositif suivant l'invention se présente avantageusement en éléments modulaires à assembler sur site devant une paroi support.
Selon un premier mode de réalisation de tels éléments constitués conformément à l'invention, la couche de matériau absorbant est maintenue sur la tôle gaufrée perforée par des rabats obtenus par pliage des bords de la tôle.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la couche de matériau absorbant poreux est fixée sur la tôle au moyen de clips ou d'agrafes.
Selon encore un autre mode de réalisation, la couche de matériau absorbant est fixée sur la tôle au moyen de bandes de matière adhésive.
L'invention sera maintenant plus complètement décrite dans le cadre de caractéristiques préférées et de leurs avantages, en faisant référence aux figures 1 à 5 dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2 est une vue en perspective de la tôle de l'élément absorbant de la figure 1 ,
- la figure 3 est une vue partielle en détail de la face extérieure de la tôle de la figure 2
- la figure 4 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de l'invention
- la figure 5 est une vue du dessus de la couche de matériau absorbant de l'élément absorbant de la figure 4
- la figure 6 est la courbe du coefficient d'absorption acoustique d'un dispositif d'absorption ne comportant pas de couche de matériau absorbant en fonction de la fréquence
- les figures 7 et 8 sont les courbes du coefficient d'absorption acoustique en fonction de la fréquence pour deux dispositifs d'absorption conformes à l'invention
- la figure 9 est une vue en coupe illustrant la fixation du mode de réalisation de la figure 4 sur la paroi support
- la figure 10 est une vue en coupe illustrant la fixation du mode de réalisation de la figure 3 sur la paroi support
- et les figure 1 1 et 12 illustrent la fixation d'un autre mode de réalisation de l'invention sur la paroi support.
L'invention a pour objet un élément acoustique fonctionnant par réflexion et absorbtion des vibrations de l'air ou vibrations acoustiques et destiné à la correction acoustique de locaux bruyants ou à l'insonorisation de caissons ou d'enceintes contenant des dispositifs bruyants. Il peut s'agir par exemple de locaux industriels bruyants, tels que des souffleries, ou de bâtiments recevant le public tels que des hôpitaux. L'invention s'applique également à des caissons contenant des machines bruyantes. L'élément acoustique selon l'invention est destiné à être placé sur les parois intérieures des locaux ou enceintes insonorisés, ou au voisinage de ces parois.
L'élément absorbant selon l'invention est essentiellement constitué d'une tôle 1 qui comporte des perforations et qui est de forme gaufrée et d'une couche 2 de matériau absorbant poreux, cellulaire ou fibreux, qui est fixée sur la face intérieure 6 de la tôle
1 .
La tôle 1 a un faible taux de perforation, c'est-à-dire que la proportion de sa surface qui est occupée par des trous ou perforations est faible par rapport à sa surface totale. Ce taux est par exemple d'au plus un quart.
Suivant un mode de réalisation particulier tel que représenté sur les figures 1 à 3, la tôle 1 est de forme rectangulaire et ses quatre bords 3 et 4 sont rabattus à 90 degrés vers la face intérieure 6 de la tôle 1 de manière à constituer un logement rectangulaire dans lequel on place la couche 2 de matériau absorbant. Les deux bords opposés 4 de la tôle 1 sont coudés à nouveau à 90 degrés de manière à obtenir des rabats 5 parallèles à la face intérieure de la tôle 1 .
Avantageusement, la hauteur des parois latérales 3 et 4 correspond à l'épaisseur de la couche absorbante 2 et les rabats 5 sont réalisés après la mise en place de la couche 2 de matériau absorbant. Ils protègent ainsi les bords de la couche absorbante, principalement du point de vue mécanique.
La tôle 1 est une tôle métallique réalisée par exemple en aluminium, en acier ou en acier inoxydable. Cette tôle 1 est de faible épaisseur, de préférence comprise entre 0,5 et 1 ,5 mm. La tôle est perforée, c'est-à-dire qu'elle comporte des fentes de faibles dimensions disposées en mailles régulières. Elle est aussi gaufrée, c'est-à-dire qu'elle présente des bosses et des creux suivant une répartition régulière répétée. Dans le cas considéré, elle est déformée de telle manière que les fentes soient repoussées, lors de sa réalisation, dans un plan différent du plan initial de la tôle. II s'agit ainsi d'une tôle gaufrée perforée du type d'une plaque de métal déployé.
Ceci est illustré en particulier sur la figure 3, qui est une vue partielle à grande échelle de la face extérieure 7 de la tôle 1 . On voit sur cette figure deux rangées de fentes 8 qui présentent un premier bord 9 qui se trouve dans le plan de la face extérieure 7 de la tôle et un bord déformé 1 1 qui a été repoussé au-dessus de la face extérieure 7 lors de la réalisation des fentes. Il en résulte qu'il existe une partie 12 de la tôle qui est gaufrée, c'est-à-dire qu'elle a été repoussée en dehors du plan initial de la tôle, c'est-à-dire de la face extérieure 7, de telle manière que les fentes présentent une certaine hauteur dans la direction perpendiculaire au plan de la tôle. On voit que les deux rangées de fentes 8 sont décalées l'une par rapport à l'autre, en quinconce, avec un faible recouvrement des fentes d'une rangée par rapport aux fentes de la rangée voisine.
Ces fentes sont réalisées au moyen d'un outil en forme de lame de scie qui déchire le métal et le plie ensuite. Les paramètres variables sont la forme de l'outil qui donne la longueur de la fente et la profondeur de pénétration de ce dernier dans le métal qui donne la largeur de la maille.
Selon un exemple particulier concrétisant avantageusement l'invention, la tôle gaufrée perforée obtenue correspond aux dimensions suivantes :
- format des mailles : 13 x 2 x 1 mm, à savoir longue diagonale (L sur la figure 3) = 13 mm, courte diagonale (C sur la figure 3) = 2 mm et hauteur de la fente = 1 mm,
- direction des longues diagonales de la maille : ± 3 mm, et
- direction des courtes diagonales de la maille : - 0/2 mm.
Dans les logements délimités par les bords 3 et 4 de la tôle (figure 2) sont engagés les bords de la couche 2 de matériau absorbant poreux.
Pour constituer la couche poreuse absorbante, on peut par exemple utiliser des matériaux organiques cellulaires tels que de la mousse de mélamine ou de la mousse de polyuréthane, ou des matériaux fibreux tels que des feutres de coton, polyester, polypropylène, polychloroprène, etc. ou des laines minérales, par exemple de la laine de verre ou de la laine de roche. La hauteur des bords 3 et 4 correspond à l'épaisseur de la couche absorbante et peut être comprise entre 5 et 200 mm.
Dans l'exemple particulier décrit, le taux de perforation et la densité de perforation, c'est-à-dire le nombre de perforations par surface unitaire de la tôle, ont été optimisés pour l'absorption acoustique dans la gamme des fréquences audibles par l'être humain, afin d'obtenir une résistivité au passage de l'air comprise entre 500 et 3300 N s/m3. Toutefois, ces données ne sont pas limitatives. Elles peuvent varier en particulier en fonction des applications de l'invention.
Lorsqu'une telle tôle est placée devant un support réfléchissant, à savoir la paroi de l'enceinte à insonoriser, la tôle fonctionne comme un matériau absorbant qui présente un caractère sélectif en fonction des phénomènes de réflexion qui se produisent entre la paroi support et la face intérieure 6 de la tôle 1 .
Ces réflexions se produisent tout particulièrement pour des fréquences, en fonction des ondes de pression incidentes, dont les valeurs f sont liées à l'épaisseur de la lame d'air existant entre la tôle et la paroi support, selon la progression suivante : f ≈ (C I 2d) f = 2 (C / 2d) f = 3 (C / 2d) etc.
Cans ces équations, C est la vitesse du son dans l'air, par exemple 343 m/s à 20°C, et d est l'épaisseur de la lame d'air, c'est- à-dire la distance entre la tôle et la paroi support.
Pour les fréquences de la série, qui correspondent à un multiple de la moitié de la longueur d'onde de la pression sonore, les valeurs des coefficients d'absorption acoustique prennent une valeur minimale et il en résulte des creux importants dans la courbe d'absorption du dispositif d'absorption. Pour éviter les creux de la courbe d'absorption, on associe la couche de matériau absorbant 2 à la tôle 1 , cette couche 2 étant placée entre la tôle 1 et la paroi support, en étant appliquée sur la tôle 1 . De cette manière, les résonances de cavité sont amorties par le matériau absorbant et les valeurs des coefficients d'absorption deviennent homogènes.
On obtient ainsi un lissage de la courbe d'absorption, avec des valeurs maximales du coefficient d'absorption qui sont liées à l'épaisseur de la lame d'air selon les équations suivantes, qui correspondent des fréquences égales à un multiple impair du quart de la longueur d'onde : f = (C I 4d) f ≈ 3 (C / 4d) f = 5 (C I 4d) etc. En faisant varier l'épaisseur de la couche de matériau absorbant et celle de la lame d'air, on peut faire évoluer l'efficacité du dispositif sur la plage de fréquences de manière à obtenir une courbe d'absorption en fonction de la fréquence qui soit la plus plate possible pour la gamme des fréquences à filtrer.
11 est important que le procédé de fixation de la couche de matériau absorbant sur la tôle ne modifie pas la structure de la tôle gaufrée perforée, c'est-à-dire que le matériau absorbant n'obstrue pas les fentes 8, de telle sorte que la résistivité au passage de l'air de la tôle ne soit pas modifiée.
On peut prévoir plusieurs procédés de fixation de la couche
2 de matériau absorbant sur la face intérieure 6 de la tôle 1. Une première méthode est illustrée sur les figures 1 et 2. La tôle est pliée sur au moins deux côtés et la couche 2 est placée entre la tôle et les bords repliés. On peut ensuite, comme représenté sur la figure 2, plier encore une fois les bords de 90 degrés vers l'intérieur, après la mise en place de la couche 2, les rabats 5 bloquant la couche 2 en la plaquant sur la face intérieure 6 de la tôle 1 . δ
On peut également prévoir une fixation mécanique au moyen de clips ou d'agrafes. Cette fixation est surtout efficace pour des couches de matériau absorbant semi-rigide. En général, on préfère les modes de réalisation où, comme dans le cas précédent par des rabats à angle droit, la tôle est conformée de sorte que la couche d'absorbant se trouve protégée par la tôle autour de ses bords.
Un autre procédé de fixation est illustrée sur les figures 4 et 5. On dépose sur la couche 2 de matériau absorbant des bandes de matière adhésive 13 présentant une faible largeur, par exemple comprise entre 5 et 20 mm, et espacées parallèlement les unes aux autres, par exemple avec une distance entre deux bandes voisines comprise entre 50 et 500 mm. La couche de matériau absorbant 2 est ensuite mise en place sur la face intérieure 6 de la tôle 1 , les bandes adhésives 13 étant plaquées sur la tôle 1 sur laquelle elles adhèrent en retenant la couche 2 de matériau absorbant acoustique.
Une autre possibilité est de fixer la couche de matériau absorbant en utilisant un procédé de compression à chaud, une couche de matériau absorbant étant fortement comprimée à chaud sur la tôle. Au cours de cette opération, le matériau absorbant adhère sur les aspérités de la tôle gaufrée qui constituent des points de contact sans obturer les perforations. On admet ici que le matériau contient un liant qui assure alors la fixation par collage.
La fixation du dispositif acoustique ainsi réalisé sur la paroi support est effectuée au moyen d'organes de fixation qui prennent appui sur la tôle 1 , car celle-ci bénéficie en général de caractéristiques de résistance mécanique liées à sa nature métallique que ne présente pas la couche de matériau poreux. Les organes de fixation peuvent être constitués avantageusement par des profilés reliant la tôle 1 à la paroi support au niveau de déformations de la tôle où elle est dépouvue de couche de matériau poreux, ou par des tirants traversant l'ensemble des couches du dispositif acoustique au niveau des rabats 5 de la tôle qui sont formés en recouvrement des bords de la couche de matériau poreux. Le mode de fixation de tels organes dans la paroi support peut être notamment par vissage, éventuellement dans des chevilles mises en place au préalable quand la nature de la paroi support le demande.
La figure 9 illustre, en vue en coupe, un tel mode de fixation, en montrant comment un espace vide est ménagé entre la couche de matériau poreux 2 et la paroi support. On y voit un tirant 1 , qui traverse la tôle 1 , la couche 2 de matériau acoustique, et le rabat 5. L'organe de fixation est complété par une rondelle 12 et par une entretoise creuse 14 qui est interposée sur le tirant 1 1 quand celui-ci est mis en place. Il est alors fixé dans la paroi support 15, par exemple en faisant intervenir une cheville 16. La rondelle 12 assure l'appui du rabat 5 sur l'entretoise 15, qui maintient une distance par rapport à la paroi 15 qui correspond à l'épaisseur désirée de la lame d'air. La couche 2 n'est soumise à aucune contrainte mécanique qui risquerait d'altérer ses qualités acoustiques.
Dans le mode de réalisation de la figure 4 où la couche 2 est fixée par collage sur la tôle 1 , les extrémités libres des parois latérales 4 sont avantageusement rabattues à 90 degrés vers l'extérieur pour former des pattes 10 que l'on fixe sur la paroi support. La hauteur des parois latérales 4 correspond à l'épaisseur de la lame d'air ménagée, c'est-à-dire à la distance prévue entre la tôle 1 et la paroi support. Cette hauteur correspond à l'épaisseur de la couche 2 augmentée de l'épaisseur d'air libre prévue entre la couche 2 et la paroi support.
La figure 10 illustre, en vue en coupe, un mode de fixation du dispositif de la figure 4. Les rabats extérieurs 10 de deux dispositifs voisins sont placés l'un sur l'autre et traversés par un clou ou organe similaire 17 qui se fixe dans la paroi support 15 en plaquant les rabats 10 sur cette paroi, assurant ainsi l'épaisseur désirée de la lame d'air.
Dans les deux cas, on obtient une fixation sûre qui permet de rigidifier le dispositif absorbant.
La figure 6 montre les courbes du coefficient d'absorption acoustique en fonction de la fréquence de la tôle perforée gaufrée placée devant une paroi pour des lames d'air variant entre 20 et 1 00 mm. On peut voir que, pour toutes les courbes, il existe un ou plusieurs creux importants dans la courbe d'absorption, la fréquence correspondant à ces creux étant inversement proportionnelle à l'épaisseur de la lame d'air.
Les figures 7 et 8 sont des courbes correspondantes pour des dispositifs comportant une tôle réfléchissante et une couche absorbante comme le prévoit l'invention. Dans le cas de la figure 7, la couche 2 de matériau absorbant est en mousse de mélamine et a une épaisseur de 60 mm. L'espace entre la paroi support et la couche poreuse 2 est minimale. La figure 8 est un exemple de réalisation dans laquelle la couche 2 est également en mousse de mélamine et son épaisseur est de 40 mm. Le dispositif selon l'invention est disposé à 60 mm de la paroi support, l'épaisseur de la lame d'air ménagée étant donc de 100 mm.
On peut constater que, sur ces deux courbes des figures 7 et 8, les creux de la caractéristique d'absorption sont très amortis et que l'on obtient une courbe d'absorption très efficace. On voit donc que la présence de la couche d'absorption 2 de matériau absorbant a un effet de lissage des courbes d'absorption et qu'en faisant varier l'épaisseur de cette couche et l'épaisseur de la lame d'air, c'est-à- dire la distance entre la tôle 1 et la paroi support, on peut obtenir une caractéristique d'absorption très satisfaisante pour une gamme de fréquences donnée.
Les figures 1 1 et 12 représentent, toujours en coupe, un mode de fixation d'un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention.
Dans ce cas, la couche 20 de matériau isolant est fixée par collage, au moyen d'une couche de colle ou par compression à chaud, sur une tôle 21 qui déborde de la couche 20 sur les côtés, en ligne droite, de manière à ménager entre deux dispositifs voisins, avantageusement sous forme de dalles identiques, un espace libre de matériau acoustique en dessous des prolongements 25 des tôles 20. Une entretoise 22 est associée à l'ensemble, pour être fixée sur la paroi support 15. Elle porte sur son extrémité libre un profilé 23 (figure 12), à section courante en forme de oméga renversé, qui est fixé sur sa partie centrale, par exemple par un rivet 24. Ce profilé 23 se loge avec l'extrémité de l'entretoise 23 dans l'espace libre précité, dans une position où les prolongements 25 des tôles 21 reposent sur des plats latéraux 26 du profilé 23. Les prolongements 25 des tôles 20 sont maintenus sur le profilé 23 au moyen d'une agrafe 27 qui vient se cϋpser dans le profilé 23 et qui constitue également un couvre-joint entre les prolongements 25 respectifs des tôles des deux dispositifs voisins.
Le dispositif selon l'invention peut être utilisé en particulier dans le bâtiment, par exemple pour la réalisation de dièdres absorbants pour salles anéchoïques, de plafonds absorbants, ou de parements muraux absorbants. L'invention s'applique en particulier dans les souffleries, les bâtiments industriels, les bâtiments sociaux-culturels, le secteur hospitalier.
L'invention peut également être utilisée avec profit dans l'industrie pour réaliser des parements absorbants acoustiques ou des dispositifs silencieux, en particulier dans la construction navale ou aéronautique, l'industrie ferroviaire, l'industrie automobile, le capotage acoustique de machines bruyantes, d'appareils de chauffage et de climatisation, de matériels agricoles ou militaires, dans aussi les engins de travaux publics, l'industrie informatique et les conteneurs de récupération du verre.
Il ressort de la description ci-dessus de modes de réalisation de l'invention qu'un autre propos de l'invention est que la tôle gaufrée perforée est utilisée pour assurer la résistance mécanique du dispositif d'absorption acoustique en constituant un support rigidifiant pour la couche d'absorption des ondes acoustiques et en réalisant sa protection.
On aura compris aussi que les éléments suivant l'invention peuvent être commercialisés en associant avec la tôle gaufrée perforée et la couche d'absorption acoustique des organes de fixation à la paroi support à laquelle ils sont destinés qui assurent une lame d'air d'épaisseur prédéterminée.
En pratique, la couche de matériau absorbant est disposée fixée contre la tôle gaufrée perforée, en face interne de celle-ci, notamment par collage sur les aspérités qu'elle présente du fait qu'elle est gaufrée, et ladite couche est ainsi disposée entre ladite tôle et la paroi support à laquelle elle est destinée, et à une distance de cette paroi support qui est choisie en liaison avec l'épaisseur de la couche de matériau absorbant pour assurer un effet recherché en correction d'un spectre sonore dans une gamme de fréquence déterminée. Il est à noter que dans l'un des modes de réalisation préférés suivant l'invention, la tôle gaufrée perforée est d'elle-même conformée pour imposer une distance prédéterminée entre la face interne de la couche d'absorbant et la paroi support.
II ressort enfin de l'ensemble de ce qui précède que l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre qui ont été spécifiquement décrits dans le courant des exemples ci-dessus et qu'elle s'étend au contraire à toute variante passant par le biais de moyens équivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'insonorisation de locaux ou caissons, destiné à être disposé devant une paroi support délimitant le local ou caisson, caractérisé en ce qu'il comporte une tôle gaufrée perforée (1 ) qui est active en réflexion des ondes acoustiques et une couche (2) de matériau absorbant acoustique poreux qui est fixée contre ladite tôle ( 1 ) pour se disposer, entre cette dernière et la paroi support, à une distance de cette paroi support qui ménage une lame d'air entre la couche (2) de matériau absorbant et la paroi support dont l'épaisseur est choisie en liaison avec celle de la couche de matériau absorbant pour assurer un effet recherché en correction d'un spectre sonore dans une gamme de fréquence déterminée.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le taux de perforation et la densité de perforation de ladite tôle sont déterminés de telle manière que la résistance au passage de l'air de la tôle est comprise entre 500 et 3 300 N s/m3.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les perforations de la tôle sont des fentes (8) disposées en mailles régulières, ladite tôle étant notamment du type d'une plaque de métal déployé.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau absorbant poreux (2) est du type cellulaire, ledit matériau étant notamment une mousse de mélamine ou de polyurethane, ou un feutre, notamment à base fibres naturelles ou artificielles, notamment à base de laine de verre ou de laine de roche.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche (2) de matériau absorbant poreux est comprise entre 5 et 200 mm et/ou en ce que l'épaisseur de la tôle (1 ) est comprise entre 0,5 et 1 , 5 mm.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche (2) de matériau absorbant est maintenue sur ladite tôle (1 ) par des rabats (5) obtenus par pliage des bords (4) de la tôle (1 ), ladite couche se trouvant ainsi protégée par la tôle autour de ses bords.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche (2) de matériau absorbant poreux est fixée sur la tôle (1 ) par collage, avec interposition d'une couche de colle ou par compression à chaud, en les aspérités qu'elle présente du fait qu'il s'agit d'une tôle gaufrée, notamment du type d'une plaque de métal déployé.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des organes de fixation du dispositif sur la paroi support qui prennnent appui sur ladite tôle de manière à assurer une distance prédéterminée écartant la couche de matériau poreux du dispositif de la paroi support d'une distance de lame d'air déterminée.
9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison avec ladite tôle gaufrée perforée et ladite couche de matériau poreux, des organes de fixation du dispositif dans une paroi support qui prennent appui sur ladite tôle.
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