Respirer un air sain chez soi ou au travail implique d’aérer efficacement les pièces. Les entrées d’air de fenêtres sont à ce titre largement utilisées.
Néanmoins, ces dernières amoindrissent l’isolement acoustique des façades puisqu’elles constituent un chemin privilégié pour le passage du son de l’extérieur vers l’intérieur des bâtis ; l’isolement acoustique d’une fenêtre équipée d’entrée d’air reste bien inférieur à celui d’une fenêtre non équipée.
À l’heure où les effets potentiellement néfastes de la pollution sonore pour la santé sont mis en évidence, l’amélioration des performances acoustiques des entrées d’air devient un enjeu majeur.
Afin de quantifier ces performances, les fabricants procèdent à des essais en laboratoire permettant la détermination de l’isolement acoustique normalisé. Plusieurs améliorations empiriques telles que l’ajout de blocs de mélamine autour du flux d’air réduisent légèrement la transmission du bruit.
Néanmoins, les essais en laboratoire présentent plusieurs sources d’incertitude, notamment en basse fréquence, dépendant des caractéristiques des salles d’essais. En conséquence, la simulation numérique devient une alternative pertinente pour analyser le comportement acoustique d’une entrée d’air : elle permet d’étudier à moindre coût l’influence de divers paramètres sans recourir à la fabrication systématique d’un nouvel échantillon.
L’objectif de ce travail de recherche est de construire un modèle numérique capable de prédire l’isolement acoustique normalisé (Dn,e) d’une entrée d’air.
La nécessité de considérer le moyen d’essai complet, c’est-à-dire l’entrée d’air couplée aux chambres d’émission et de réception des laboratoires d’essais, sera mise en évidence. À cette fin, la modélisation numérique proposée s’appuie sur l’approche PTF (Patch Transfer Function), qui est une méthode de décomposition de domaines. Un programme spécifiquement dédié au calcul de la transmission acoustique d’une entrée d’air est développé.
Les différents sous-systèmes PTF, la source et les points d’écoute sont définis. Chaque sous-système de géométrie complexe est modélisé par la méthode des éléments finis en considérant les matériaux poreux éventuellement présents. En revanche, les PTF des sous-systèmes de géométrie simple sont obtenues analytiquement par synthèse modale et enrichies à l’aide de solutions quasi-statiques calculées numériquement.
Les prédictions du modèle sont comparées à des résultats d’essais ; ces travaux de recherche démontrent in fine la pertinence de ce type d’approche pour améliorer la conception des entrées d’air.
Mots-clés : entrées d’air, isolement acoustique normalisé, méthode PTF (Patch Transfer Function), accélération de convergence, méthode des éléments finis, méthode des matrices de transfert, comparaison calculs-essais.