Maîtriser les nuisances sonores des systèmes d’air comprimé

Dans une usine ou un environnement de production, de nombreuses sources différentes peuvent être à l'origine de nuisances sonores au travail. Même s'ils ne constituent en aucun cas la pire source de nuisance, les systèmes d’air comprimé peuvent contribuer à l'intensité sonore générale. Le bruit mécanique par exemple peut provenir de composants comme le compresseur d'air, le sécheur, les vérins et valves ainsi que des conduites et tuyaux qui résonnent ou transmettent des vibrations.

Les compresseurs utilisés dans les grands espaces ou les espaces ouverts émettent généralement, lorsqu'ils sont montés sur une base solide, une énergie sonore sous forme hémisphérique. Par exemple, un compresseur à vis insonorisé BOGE installé dans un grand hall produit conformément à la norme DIN 45635 un niveau sonore de 69dB(A). A une distance de 10 m, le son produit par le compresseur atteint environ 53dB(A) seulement.

Il est important de savoir que les surfaces situées à proximité de la source réfléchissent le son, produisant un champ diffus d'ondes réfléchies qui contribue au niveau de bruit général perçu. Par exemple, les surfaces solides et souples, comme les briques maçonnées et les sols en béton, réfléchissent énormément le son, tandis que les matériaux mous et généralement plus absorbants ont un effet amortisseur de bruit. Les surfaces pouvant entrer en vibration, comme les conduites en métal fin, peuvent également absorber et propager le son à des distances considérables.

Mesurer et maîtriser les nuisances sonores

La principale méthode utilisée pour mesurer le bruit des compresseurs d'air est la méthode de la surface enveloppante décrite par la norme DIN 45635 ou d'autres normes comme Cagi-Pneurop et PN 8 NTC 2.3. Ces textes définissent les conditions dans lesquelles mesurer le bruit aérien émis par les compresseurs d'air (production de bruit) selon des méthodes standardisées. Les résultats ainsi obtenus sont comparables.

Pour trouver des solutions adéquates à ce problème spécifique de production de bruit, il faut identifier à la base quelle est la source du bruit dans un système d'air comprimé et comment il peut avoir une incidence sur les travailleurs. Le moteur, l'évacuation d'air, le refroidisseur intermédiaire et, dans le cas des systèmes d'air comprimé à injection d'huile, le séparateur air / huile sont les principaux producteurs de hauts niveaux de bruit. Parmi les sources sonores figurent également les tuyaux et les raccords lorsqu'ils présentent des fuites et les équipements pneumatiques mobiles produisant des bruits mécaniques, comme les vérins et actionneurs. Plus les systèmes d'air comprimé fonctionnent fréquemment, plus le niveau de bruit sera intense et constant.

Il existe différentes méthodes pour maîtriser l'impact que le bruit des systèmes d'air comprimé peut avoir sur les travailleurs dans les ateliers.

Les règles de bonne pratique stipulent l'utilisation de bouchons d'oreilles ou de protecteurs appropriés. Hormis ces équipements de protection individuelle (EPI), la solution la plus simple est de déplacer les compresseurs dans une zone ou une pièce à l'écart des travailleurs. Cette pratique est très répandue et de nombreuses usines sont dotées de salles ou d'enceintes spéciales abritant le compresseur, souvent situées dans un bâtiment séparé. Pourtant, cette option peut s'avérer coûteuse, surtout lorsque l'espace est déjà restreint ou que le seul local se trouve à une certaine distance du point d'utilisation. Des travaux de raccordement considérables sont nécessaires, dès lors qu'il faut faire passer les conduites par l'extérieur et les protéger des intempéries. Les locaux éloignés, comportant des ouvrages de tuyauterie étendus, peuvent également venir alourdir la facture de consommation d'énergie et les coûts de maintenance.

Maîtriser techniquement les nuisances sonores constitue une alternative économique, notamment lorsqu’on fait appel à des mesures d'atténuation sous forme d'encoffrements insonorisants ou de barrières acoustiques permettant de réduire le bruit des systèmes d'air comprimé. Ces dispositifs peuvent être ajustés autour des compresseurs. Mais il existe une approche encore plus rentable qui consiste à intégrer des matériaux absorbants acoustiques directement dans le capot du compresseur lui-même.

Ces matériaux insonorisants doivent être non combustibles et insensibles aussi bien à l'huile qu'à la poussière. Typiquement, ils se présentent sous forme de panneaux de laine minérale ou de mousse, installés au sein du caisson en tôle métallique du compresseur.

Une autre option consiste à poser des silencieux de forme spéciale sur les systèmes d'admission et d'évacuation d'air. Ces dispositifs doivent être accordés aux caractéristiques de fréquence du compresseur ou de la source de bruit, les variations dans ce domaine pouvant être considérables : les gros compresseurs alternatifs, par exemple, peuvent produire des niveaux de bruit élevés à basses fréquences au niveau des admissions d'air. Il faut ainsi faire appel à des silencieux atténuant les basses fréquences sans restreindre le flux d'air. Soit ces silencieux d'échappement contiennent des matériaux absorbants acoustiques, soit ils sont conçus sous forme de chambres de réaction accordées et de tubes perforés destinés à dissiper l'énergie sonore ou à la réfléchir vers la source.

La conception du compresseur lui-même peut également jouer un rôle important dans la réduction des niveaux sonores. Les toutes dernières machines tirent parti des technologies avancées pour réduire le bruit des pièces mobiles. Des développements récents portant plus particulièrement sur la taille, la vitesse et les caractéristiques mécaniques de l'évacuation d'air, combinés à la souplesse et la puissance des variateurs de vitesse peuvent tous jouer un rôle crucial, à la fois dans l'efficacité opérationnelle et dans la réduction du bruit.

Le modèle High Speed Turbo de BOGE, par exemple, est un système compresseur totalement exempt d'huile et de lubrifiant qui produit des émissions sonores nettement inférieures aux machines sans huile traditionnelles. Le seuil de 63–69 dB(A) est modeste, comparé à celui de la plupart des compresseurs à vis sans huile dont les niveaux standards avoisinent 80 dB(A).

Cette prouesse est rendue possible par la compacité du compresseur BOGE High Speed Turbo, le nombre très réduit de ses composants centraux et la taille beaucoup plus petite de son moteur. Il comporte par conséquent beaucoup moins de pièces qui produisent des bruits de résonance mécanique et vibratoire.

Logé dans un boîtier de protection, ce compresseur compact et ultraléger produit un bruit de fond plus supportable, car dénué des tonalités aigues typiquement associées aux systèmes d'air comprimé.

En l'absence de bruit gênant, l'exploitant d'installation n'a pas besoin de prévoir une salle séparée ou un matériau insonorisant supplémentaire pour le compresseur, évitant ainsi les coûts et la main-d'œuvre associés.

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