Acoustique des diffuseurs d'air : étude des raies spectrales

Résumé et principaux résultats

Le diffuseur d'air est pratiquement le seul "accessoire" de ventilation qui soit directement en contact avec l'usager. Lorsque des problèmes de bruit se présentent, ce sont naturellement les diffuseurs qui sont jugés responsables des maux. Par ailleurs, on a souvent tendance à penser que le spectre de bruit généré par le passage de l'air sur diffuseurs d'air est de type large bande (bruit blanc). En réalité, dans bon nombre de cas, on peut observer un ou plusieurs pics de forte amplitude et très localisés en fréquence. Ces pics ont pour conséquence un niveau sonore notablement plus élevé et une perception très désagréable du bruit. Le but de l'étude est de comprendre l'origine de ces phénomènes aéroacoustiques.
Des essais ont été mis en oeuvre sur différents types de diffuseurs pour mettre en évidence le phénomène. Des mesures de niveau de pression acoustique, de débit d'air et de vitesse vibratoire ont été réalisées dans plusieurs configurations.
Ces mesures mettent en évidence une relation linéaire entre le débit et la fréquence des raies, ce qui conduit à penser à un phénomène de génération régulière de tourbillons, dont la fréquence est fonction de la vitesse d'air et de la dimension de l'obstacle (nombre adimensionnel de Strouhal). On observe généralement le phénomène de raie spectrale de manière marquée aux alentours de St = 0,15 - 0,22. On a par ailleurs observé que dans certains cas, la vibration mécanique propre de l'ailette du diffuseur pouvait coïncider avec la fréquence des tourbillons. L'ailette est excitée sur un mode propre de vibration, ce qui induit à un verrouillage de la fréquence de lâcher de tourbillon surtout une forte réponse vibratoire doublée d'un niveau de bruit accru.

Commissions

Ventilation des bâtiments résidentiels et tertiaires

Thème

Ventilation et qualité de l'air

Mots-clés

Acoustique, Bouches et diffuseurs, Conditionnement d'air, Mesure de bruit, Ventilation

Auteurs

BESSAC François, BOITEUX Lionel