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Spécial « Vibrations dans les bâtiments »
Acoustique et Vibrations dans les navires à passagers
L’étude des hélices se limite habituellement aux deux
premières harmoniques de la fréquence de passage de
pales des hélices, et à la fréquence de rotation des diesels ;
les calculs sont menés dans une plage de + ou – 10%
autour des fréquences principales.
L’approche est différente lorsque la spécification se réfère
à l’ISO 6954-2000 qui préconise des niveaux «overall» se
référant à une bande de fréquences allant de 1 à 80 Hz, et
associant une pondération plus ou moins importante selon
les bandes de fréquences.
Ce niveau global pondéré se veut plus proche du ressenti
vibratoire perçu par les humains (à l’image des filtres de
pondération A, B, C créés pour le bruit) contrairement à la
version précédente de 1984 qui se limite à l’analyse des
niveaux vibratoires pour des fréquences singulières.
Une méthodologie a été mise en place avec l’aide de
PRINCIPIA [1] pour mieux appréhender la réponse vibra-
toire des navires à passagers face aux excitations de type
large bande de cette norme. Elle consiste à distinguer 2
types de calcul qui séparent les contributions d’excita-
tions de type déterministe d’une part, et de type aléatoire
(broadband) d’autre part et le niveau global pondéré est
ensuite estimé en faisant la somme quadratique de ces
deux contributions pour chaque tiers d’octave.
Fig. 3 : Illustration de la méthodologie mise en place
pour les calculs de type ISO 6954-2000
Cette méthodologie a notamment été utilisée pour le
dernier navire NCL – Norwegian Epic livré à Saint Nazaire,
et a permis d’obtenir la pleine satisfaction du client en ne
dépassant pas les 1,5mm/s rms pondéré sur l’ensemble du
navire, y compris dans les zones au-dessus des hélices.
Pour conclure, la maîtrise au sein du chantier des capa-
cités aussi bien de calculs que de mesures, s’avère indis-
pensable pour comprendre les phénomènes et établir des
corrélations calculs/mesures en essais mer et garantir les
niveaux spécifiés. Dans la perspective d’une définition de
structure au juste besoin, il nous est important de mieux
connaître par exemple :
- les impacts d’une évolution de la répartition des masses
au cours du projet,
- l’influence de l’amortissement apporté par les différents
revêtements en isolation mis en place à bord.
Etudes acoustiques
Une analyse détaillée des contributions aérienne et soli-
dienne des principales sources comme les hélices, les
diesels, les compresseurs HVAC, les lignes d’échappement
est réalisée pour chacun des navires prototypes. Ceci est
fait avec l’aide d’outils internes développés principalement
avec la société SECAV depuis environ 20 ans.
Fig 4 : Nombreuses sources à étudier sur QM2/
Exemple de prévision pour un pont passager
Fig. 5 : Modélisation des carlingages de moteurs – Corrélation menée entre mesures à bord
et les calculs réalisés avec ANSYS au sein de STX Europe.