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Acoustique et défense
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La maîtrise de la discrétion acoustique dans un programme de navire
- traduction des allocations de bruit rayonné en termes de
niveaux à la source (vibrations, bruit aérien, fluctuations
de pression). Cette répercussion à la source nécessite la
connaissance des transferts vibro-acoustiques pour les
trois types de transmission en tenant compte des condi-
tions de montage des matériels à bord. Cette connais-
sance des transferts s’appuie en partie sur des bases de
données spécifiques établies lors de programmes anté-
rieurs ou sur des résultats issus de modélisation numé-
rique ou physique.
- vérification de la faisabilité des exigences de niveaux
à la source; cette étape est essentielle car elle a pour
but de s’assurer que les niveaux spécifiés à la source
et tenant compte des conditions de montage à bord
sont effectivement accessibles. Elle ne peut être mise
en œuvre qu’à partir d’une base de données relative
aux niveaux vibratoires et acoustiques de matériels,
base de données résultant de mesures faites selon une
procédure permettant des comparaisons et des choix.
Dans le cas où les niveaux exigés n’apparaissent pas
accessibles, compte tenu de l’état de l’art, il est possi-
ble pour l’architecte naval d’optimiser le montage à bord,
en rajoutant, le cas échéant, un étage supplémentaire
d’isolation vibratoire ou acoustique, afin de minimiser les
transferts et, par suite, de pouvoir admettre des niveaux
plus élevés à la source.
Outil d’élaboration d’un devis de bruit pour un navire
L’établissement des exigences de discrétion acoustique
pour les matériels, telle qu’elle a été décrite dans le para-
graphe précédent, est indispensable, mais n’est certaine-
ment pas suffisante.
En effet, par la suite, il existera obligatoirement des
écarts entre les niveaux spécifiés et les niveaux mesu-
rées sur les matériels embarqués, des données de
plus en plus précises sur les transferts vibro-acous-
tiques seront disponibles, que ce soit par le biais de
modélisations numériques ou de résultats de mesure
sur maquette ou sur moyens d’essais spécifiques.
Toutes ces informations contribuent à préciser ce que
sera le niveau de bruit rayonné du navire. Comme dans
le cas de l’établissement du devis de masse d’un navire,
il apparaît indispensable de se doter d’un outil permet-
tant d’intégrer au fur et à mesure de l’avancement du
programme l’ensemble de ces informations afin d’éta-
blir et de mettre à jour le devis de “bruit“ du navire.
Une équipe de projet peut alors disposer d’un tableau
de bord lui permettant de suivre l’évolution de la signa-
ture d’un matériel, d’un système, d’un navire et d’être
informé très tôt de l’existence éventuelle de dépasse-
ments ou de marges substantielles par rapport aux
niveaux objectifs
Cet outil informatique, dénommé CARMIN (Calcul
Acoustique du Rayonnement des Machines Internes),
permet de calculer le niveau de bruit rayonné pour un
projet de navire.
Initialement dédié au calcul de la contribution des sour-
ces internes, essentiellement les machines tournan-
tes, dans le bruit rayonné global du navire, cet outil
permet, depuis quelques années, de prendre aussi
en compte, aux différentes vitesses, la contribution
du propulseur et de la carène soumise à l’excitation
de l’écoulement.
Fig. 7 : Logiciel CARMIN : Exemple de modélisation pour le calcul
du bruit rayonné
CARMIN software : Example of modelling
to compute radiated noise level
Compte tenu de la complexité du problème posé, la
modélisation a été simplifiée afin de réduire les temps de
calcul et le volume des données d’entrée; en particulier
les calculs sont réalisés par bande de 1/3 d’octave et le
niveau de bruit rayonné dans l’eau est un niveau moyen de
pression rayonnée dans tout l’espace. Le bruit du navire
est élaboré en cumulant les contributions de chacune des
sources dans le bruit rayonné.
Pour chaque source interne, on peut prendre en compte
les trois contributions élémentaires dues à la transmission
par voie solidienne, par voie aérienne et par voie « fluide »
au travers des circuits.
Pour un matériel et pour une voie de transfert donnée,
la chaîne de transfert du bruit est décrite à l’aide de
maillons élémentaires.
Le premier maillon, appelé terme « source », représente
les niveaux d’excitation que ce matériel va appliquer à son
environnement proche:
- pour la transmission par voie solidienne, il s’agit de niveaux
vibratoires imposés par le matériel aux liaisons élastiques
(supports élastiques, flexibles hydrauliques, etc...),
- pour la transmission par voie aérienne, la source est
caractérisée par son niveau de puissance acoustique
aérienne qu’elle génère,
- pour la transmission par voie « fluide », l’excitation,
lorsqu’elle existe, est décrite sous forme de niveaux de
fluctuation de pression créés dans les circuits.
L’ensemble des ces grandeurs d’entrée étant difficile-
ment accessible au calcul, on utilise une base de données
« dossier machines » constituée de résultats issus de
mesures réalisées sur différents types de matériels (venti-
lateurs, compresseurs, pompes, baies électriques, turbo-
alternateurs,...etc). Ces données peuvent être utilisées,
par défaut, au début d’un programme; il est possible d’en-
richir cette base en incluant des résultats issus de la quali-
fication de prototypes ou provenant des essais d’accep-
tation des matériels de série.
Les maillons suivants représentent les différents éléments se
trouvant sur le chemin de transmission du bruit; ces maillons
sont propres au type de transmission (solidien, aérien,
fluide). Ils sont caractérisés par des fonctions de trans-
fert reliant les grandeurs physiques d’entrée et de sortie.
