Réduction du bruit rayonné par les ventilateurs axiaux industriels

 

Patrice Masson

Université de Sherbrooke

 

Domaine : matériaux

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2011-2012

L'exigence de confort des consommateurs et les normes environnementales de plus en plus strictes poussent de nombreux industriels à s'intéresser à l'enjeu majeur qu'est la réduction du bruit des hélices, ventilateurs, turbomachines et autres machines tournantes. Pour un ventilateur qui est la turbomachine ciblée dans cette étude, le bruit dipolaire dû aux charges instationnaires est la source prépondérante. À cela s'ajoute la partie solidienne du bruit qui peut être induite par un balourd ou l'excitation de la structure par l'écoulement turbulent (sources vibroacoustiques du bruit de ventilateur). La modification de la topologie ou des matériaux d'un ventilateur (solutions passives) peuvent permettre de réduire certaines des sources aéroacoustiques, mais souvent au détriment des autres sources qui ont tendance à augmenter. Afin de pallier aux limitations des solutions passives, il faut faire appel à d'autres approches, comme le contrôle actif acoustique ou le contrôle actif à la source. Par exemple, pour réduire le bruit tonal créé par l'écoulement non uniforme à l'entrée du ventilateur, une solution prometteuse consiste à contrôler les forces responsables en homogénéisant l'écoulement incident sur le rotor par l'utilisation d'une distribution circonférentielle d'obstructions.

Dans le présent projet, il est proposé de contrôler le bruit de ventilateurs axiaux industriels en agissant sur les éléments structuraux (volute, rotor et stator) par des matériaux amortissants et absorbants, sur l'écoulement incident à l'aide d'obstructions et sur l'écoulement en périphérie du rotor par des éléments actifs dans la volute.