Incertitude de mesure de la puissance acoustique des appareils de conditionnement d'air : application aux chillers

Résumé et principaux résultats

Le calcul de l'incertitude de mesure du niveau de puissance acoustique en salle réverbérante est effectué. D'abord développé sous forme analytique, il est ensuite alimenté de données expérimentales, pour donner finalement une incertitude sur chaque bande de fréquence. Le calcul est également mené pour déterminer l'incertitude associée au résultat global en dB et en dB(A).

Cette étude permet d'établir les données nécessaires au calcul de l'incertitude de mesure de la plate-forme d'essai utilisée pour la détermination du niveau de puissance acoustique des appareils de conditionnement d'air "REVERB2". Cette incertitude est déterminée en simulant le groupe refroidisseur de liquide par une source sonore réputée très stable. Les contraintes liées à la mesure du niveau sonore des appareils de grandes dimensions sont intégrées, comme le fait que la position des microphones et de la source sonore de référence n'est pas repérée d'un essai sur l'autre, et que la position de la machine n'est pas non plus fixée dans la salle, ce qui est défavorable du point de vue de l'incertitude.

L'incertitude est calculée pour chacune des 21 bandes de fréquence (tiers d'octave) entre 100 Hz et 10 000 Hz. Elle dépend de 4 variables indépendantes, niveau de pression acoustique mesuré de la machine en essai, de la source sonore de référence, du bruit de fond et historique des étalonnages du niveau de puissance acoustique de la source sonore de référence.

Les calculs effectués avec une source sonore artificielle de référence montrent des incertitudes par bandes de tiers d'octave compris entre ± 0,5 et 1 dB, sauf en dessous de 200 Hz où elles sont nettement plus élevées.

Le calcul de l'incertitude associée à un niveau acoustique global est présenté ; il utilise les incertitudes par bande de fréquence et les pondère par le rapport du niveau acoustique dans la bande sur le niveau global. Cela signifie que pour une incertitude donnée, l'allure du spectre acoustique conduit à un résultat différent. En utilisant le spectre d'un chiller réel, l'incertitude d'un niveau global dB(A) se situe à ± 0,2 dB environ, ce qui est remarquablement faible.

Un groupe refroidisseur de liquide a un comportement acoustique bien différend d'une simple source sonore de référence : la stabilité de son point de fonctionnement est plus ou moins grande et son spectre acoustique peut présenter des pics fréquentiels marqués. Ces deux facteurs induisent des variations des paramètres acoustiques, donc des incertitudes plus élevées.
Pour estimer l'écart que l'on peut rencontrer entre une machine de référence (idéale) et des machines réelles, les incertitudes ont été calculées à partir de données mesurées sur 2 chillers A et B. Les résultats par bande tiers d'octave vont de ± 1.5 dB en moyenne à ± 2.5 dB et les incertitudes associées à la niveau global dB(A) sont respectivement de ± 0,4 à ± 1,2 dB. On constate que les différences sont importantes à la fois entre les deux machines réelles, et aussi avec la source sonore "idéale".

Cette étude donne des pistes pour réduire l'incertitude, qui sont dès lors appliquées dans le cadre des essais courants.

Commissions

Machines thermodynamiques

Thème

Conditionnement d'air

Mots-clés

Acoustique, Calculs d'incertitude, Conditionnement d'air, Groupe d'eau glacée à compression, Mesure de bruit

Auteurs

BESSAC François