Isolation des vibrations pour les appareils HVACGetzner Werkstoffe

Appuis élastiques avec Isotop® comme solution efficace

Lors de l’installation d’appareils de la gestion technique de bâtiment (GTB), dont font également partie les équipements HVAC, diverses réglementations normatives relatives à la protection acoustique doivent être respectées. Cela concerne non seulement le bruit aérien primaire, mais aussi le bruit aérien secondaire. Ce dernier est généré lorsque des vibrations sont transmises à la structure du bâtiment et font vibrer les plafonds ou les murs. Afin de contrer cela efficacement, les appareils de GTB doivent être équipés d’un appui élastique. L’utilisation de nos éléments Isotop® combinant métal et polyuréthane a particulièrement fait ses preuves ici.

Bruit aérien secondaire

Bruit causé par des vibrations

Dans la GTB, les appareils les plus divers sont utilisés. Ceux-ci sont constitués de nombreux composants pouvant causer des vibrations indésirables. Outre les ventilateurs et les pompes, des études montrent que les ensembles de compresseurs, notamment, constituent une source de vibrations indésirables. Des vibrations résultant des pulsations de pression du processus de compression sont initiées dans l’appareil. Celles-ci sont transmises à la structure par l’intermédiaire des éléments d’appui et des tuyaux de raccordement rigides, et deviennent audibles sous forme de bruit aérien secondaire.

Les vibrations indésirables ne sont pas transmises

Les éléments d’appui élastiques, tels que nos produits Isotop®, sont le moyen le plus simple de minimiser efficacement la propagation des vibrations dans la structure du bâtiment. Leur utilisation entre les installations de GTB et la structure empêche la transmission des vibrations, ce qui permet de prévenir la génération de bruit aérien secondaire perturbateur. De plus, les éléments élastiques à l’intérieur des appareils découplent les sources excitatrices réelles des vibrations du reste de la machine. Par conséquent, les boîtiers et autres composants ne sont pas soumis à une excitation de vibration, et à la fois le bruit aérien primaire et le bruit aérien secondaire sont réduits. Mais même les vibrations perturbatrices ne peuvent pas se propager, ce dont il faut tenir compte notamment lors de la construction d’établissements de recherche utilisant des appareils ultrasensibles.

Étude de cas

Appui élastique des installations techniques du bâtiment à l’ETH Zurich à Bâle

Découvrez maintenant pourquoi les aéroréfrigérants et la centrale technique sur le toit du « Department of Biosystems Science and Engineering » n’ont pas été les seuls éléments à avoir été pourvus d’appuis élastiques. Les installations techniques du bâtiment à l’intérieur et les appareils sensibles ont, eux aussi, été découplés.

Points à prendre en compte pour les appuis élastiques

Le polyuréthane (PUR) comme premier choix

Les produits à base de polyuréthane promettent une qualité optimale en matière d’isolation des vibrations. En raison de leur structure moléculaire, ils sont beaucoup plus indiqués pour l’isolation des vibrations que d’autres élastomères. De plus, ils sont exempts de plastifiants et offrent ainsi des propriétés élastiques qui restent constantes au fil des décennies. En ce qui concerne l’utilisation de matériaux élastiques à des températures inférieures à 0 °C comme celles rencontrées sous nos latitudes en hiver, les matériaux PUR n’ont pas tendance à se rigidifier sous l’effet de la température.

Leur plage d’utilisation s’étend de -30 à 70 °C, même s’ils peuvent être soumis brièvement à des températures allant jusqu’à 90 °C. Sous charge dynamique, le PUR a tendance à beaucoup moins se rigidifier que d’autres élastomères. De ce fait, il assure une isolation des vibrations plus efficace en cas d’utilisation sous des installations de GTB. En combinaison avec des éléments métalliques, le PUR forme des isolations de machines faciles à poser et qui permettent une installation simple et rapide des appareils.

L’isolation des vibrations expliquée simplement

Physiquement, un appareil avec appui élastique est décrit comme un « oscillateur à masse unique ». La raideur dynamique c de l’appui élastique et la masse de l’installation m déterminent la fréquence propre f₀ :

L’appareil est mis en vibration par une charge excitatrice, à l’instar du compresseur du circuit de réfrigérant. Pour obtenir une isolation des vibrations optimale, le rapport entre la fréquence excitatrice et la fréquence propre doit être de 1,41 ou plus. C’est dans cette plage qu’une isolation des vibrations est assurée. Cela montre que la connaissance précise de la fréquence propre de l’appui élastique est très importante pour éviter les mauvaises surprises lors du fonctionnement de l’installation. Dans l’idéal, les fournisseurs d’éléments d’appui élastiques mettent à disposition des diagrammes correspondants dans les catalogues de produits, ou même des outils de sélection en ligne.

Valeurs limites clairement réglementées pour les émissions sonores

Si les émissions sonores dépassent les valeurs limites prescrites, l’arrêt de la mise en service de l’appareil de GTB peut même être exigé jusqu’à ce que des mesures correctives adaptées soient mises en œuvre. Pour certains types d’installations, il existe au niveau national des règlements qui exigent résolument l’isolation contre le bruit de structures. Par exemple, la norme ÖNORM H 5190 pour les installations de chauffage impose une protection de bruit de structures appropriée. Des valeurs limites de bruit aérien sont également clairement définies dans d’autres normes nationales de protection acoustique : DIN 4109, ÖNORM B 8115, SIA 181 en sont des exemples pour la région Allemagne-Autriche-Suisse. De plus, il existe des directives/réglementations émanant d’associations professionnelles. Citons à titre d’exemple la directive VDI 4100, la recommandation DEGA 103, ainsi que la directive OIB 5.