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Acoustique
&
Techniques n° 50
La parole est à …
Le troisième congrès international sur le bruit des ventilateurs
organisé par le CETIAT et le CETIM, s’est tenu à Villeurbanne
du 17 au 19 septembre 2007. Il faisait suite aux deux
précédentes éditions de 1992 et 2003 qui avaient eu lieu
au CETIM (Senlis).
Cette manifestation a rassemblé près de 240 experts du
domaine, dont 58% d’étrangers venant de 27 pays.
Les 47 communications orales ont permis de dresser un état
de l’art assez complet dans le domaine de la compréhension,
la prévision, la caractérisation et la réduction du bruit des
ventilateurs, ainsi que dans l’optimisation de leur intégration
dans les systèmes.
La modélisation numérique progresse
mais reste limitée
Au niveau de la recherche, la tendance va dans le sens
d’une plus grande utilisation des codes de calcul CFD
(Computationnal Fluid Dynamics) pour prévoir les
performances aérauliques, la structure de l’écoulement dans
le ventilateur et le bruit rayonné. Sur ce dernier point, les
progrès sont encore limités, compte tenu de la complexité
des mécanismes générateurs de bruit, notamment à
large bande, et des limitations actuelles des ordinateurs
en puissance de calcul. A titre d’illustration, une équipe
germano-japonaise a présenté la prévision du bruit de bord
d’attaque sur un hélicoïde 6 pales (D = 300 mm, N = 3 000
tr/min) soumis à un écoulement turbulent incident généré
par une grille.
L’écoulement dans le ventilateur est simulé par différentes
méthodes CFD et le spectre de pression acoustique à l’extérieur
est calculé par une approche classique en aéroacoustique,
la méthode de Ffowcs, Williams et Hawkings. Dans le cas
présent, seule l’approche LES (Large Eddy Simulation) permet
de prévoir correctement le spectre dans toute la plage [100-
5000Hz]. Cemodèle, le plus gourmand des quatre, a nécessité
3 semaines de calcul CPU sur un puissant ordinateur.
L’approche couplée calcul/mesure s’impose
Une autre tendance des recherches actuelles est de
s’intéresser de plus en plus au bruit large bande rayonné par
les ventilateurs, alors que dans le passé on cherchait avant tout
à prévoir et réduire le bruit de raies. Pour cela, des modèles
de prévision analytiques sont développés, utilisant en données
d’entrée des résultats de mesure de pression instationnaire
sur profils fixes en soufflerie ou sur pales tournantes à l’aide
de capteurs embarqués.
Le CETIAT développe un telle approche depuis deux ans, en
partenariat avec l’Ecole centrale de Lyon et Valéo, pour prévoir
le bruit de bord de fuite des ventilateurs.
Le transfert de technologie entre applications
reste efficace
Le congrès Fan Noise 2007 a mis en évidence les efforts
faits à travers le monde pour réduire le bruit des ventilateurs,
notamment des ventilateurs de refroidissement de moteurs
thermiques (automobile, ferroviaire, machinisme agricole
ou engin de travaux publics), des circuits électroniques
(ordinateurs, écrans plasma), des aérocondenseurs et
des tours de refroidissement. Pour illustrer cette diversité,
la société Intel Corporation a présenté deux exposés sur
l’intégration de ventilateurs centrifuges dans des ordinateurs
portables (roue de 45 mm de diamètre) tandis qu’un chercheur
d’Afrique du Sud présentait des résultats d’une étude effectuée
sur le plus gros aérocondenseur du monde (288 ventilateurs
hélicoïdes de 9m de diamètre).
Une tendance observée dans plusieurs applications
(refroidissement ferroviaire, engins de travaux publics) est
de chercher à remplacer les roues centrifuges à réaction
sans volute. Ces dernières présentent en effet un avantage
très intéressant sur le plan acoustique.
Pour obtenir les actes de congrès :
http://www.cetiat.fr/fr/boutique
Article publié dans A l’affiche n°40 de novembre 2007
avec l’aimable autorisation du CETIAT
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Alain Guédel, CETIAT
Bruits de ventilateurs, quoi de neuf ?