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Maîtriser les nuisances sonores des pompes

Par Frédéric MASSIP – Responsable Prescription Bâtiment France SALMSON

Prescrire et mettre en œuvre une pompe sur une installation en génie climatique devient de plus en plus délicat par rapport à l’efficacité énergétique à atteindre obligatoirement et aux réglementations en vigueur. La réglementation thermique RT 2012 fait apparaitre l’importance de la prise en compte des auxiliaires dans le bilan énergétique. La réglementation acoustique contraint à respecter des niveaux de confort acoustique eu égard aux émissions sonores des équipements.

Comment atteindre les performances en optimisant la consommation électrique et en maîtrisant les nuisances sonores ?

Lorsque pompes et circulateurs sont bien dimensionnés et adaptés à leur environnement, ils peuvent s’avérer très endurants et rendre ainsi à l’installation tous les niveaux de performances attendus dans le plus grand des conforts. En revanche, une mauvaise sélection ou une mise en œuvre mal calibrée peut engendrer des nuisances, compromettre les performances, et réduire leurs durées de vie.

Quelles sont les origines des bruits des pompes ? Comment les interpréter et les prévenir ? Les pompes équipées de moteurs 2 pôles (2900tr/min) génèrent-elles plus de bruit que celles équipées de moteurs 4 pôles (1450 tr/min) ? Quelle pompe ou circulateur pour atteindre la meilleure performance en optimisant les contraintes électriques et sonores?

Nous aborderons dans ce dossier technique les phénomènes acoustiques rencontrés sur les installations hydrauliques en génie climatique et plus particulièrement autour des pompes et des circulateurs. Nous nous intéresserons également à leur sélection et leur mise en œuvre pour prévenir ces nuisances et optimiser leur performance.

Notions d'acoustique

 1.1 Les phénomènes d'acoustique rencontrés

1.1.1 Définition

Le son est l’effet des vibrations qui se propagent. Il est exprimé en décibel, qui est l’intensité réelle par rapport à un niveau de référence. Sa fréquence (hauteur réelle en hertz) permet de savoir si le son est aigu ou grave.
La puissance acoustique correspond à la valeur émise par la source et s’exprime en Watt.
La pression acoustique est la valeur mesurée au récepteur par rapport à une valeur de référence.

Niveau sonore

Pression acoustique

Exemple

0 dB

2.10-5 N/m²

Seuil d’audition

20 dB

2.10-4 N/m²

Ambiance d’auditorium

40dB

2.10-3 N/m²

Chambre à coucher

70 dB

6.10-2 N/m²

Ambiance de rue

120 dB

2.10-+1N/m²

Bruit d’un avion


FIG 1 - Tableau comparatif des niveaux sonores

Le niveau de bruit des pompes doit être conforme à la directive 001/30-1992 de la commission EUROPUMPS


1.1.2 Transmission des bruits de pompes

L’utilisateur final n’a conscience de la présence d’une pompe dans un bâtiment que si la fonction n’est plus assurée ou s’il y a apparition de gêne (présence de bruit).
Dans ce dernier cas, il se plaindra de sifflements dans les radiateurs, de vibrations dans les tuyauteries, ou tout simplement de bruits générés par la pompe elle-même.

Les fabricants de pompes se doivent donc de les concevoir “silencieuses”, afin que l’utilisateur ignore jusqu’à leur présence. Mal sélectionnées, elles sont une source de nuisances acoustiques susceptibles de se propager dans un bâtiment, suivant les différents modes de transmission possibles.

Transmission par voie hydraulique
Les pulsations de pression générées par la pompe se transmettent par le fluide et rayonnent sous l’effet d’une énergie acoustique par excitation des structures environnantes du circuit.

Transmission par voie aérienne
Le rayonnement acoustique du groupe se propage dans l’air des locaux environnants.

Transmission par voie solidienne
Les vibrations (principalement celles du corps et de la carcasse moteur) du groupe électropompe se transmettent par contact direct aux structures adjacentes (support, tuyauteries) et de proche en proche, à l’ensemble du bâtiment. On notera ici l’avantage de prévoir des manchettes antivibratoires.



1.1.3 Prise en compte de ces nuisances acoustiques par le fabriquant

L’installation d’une pompe dans un bâtiment pour la mise en mouvement d’un fluide (fonction vendue) implique presque toujours de facto la fourniture du moteur d’entraînement par le constructeur de la pompe. Celui-ci se doit, vis-à-vis de l’utilisateur, de considérer les bruits et vibrations générés par l’ensemble électropompe et non par la pompe seule.
L’optimisation des performances du groupe électropompe doit impérativement se faire dans le contexte des différents modes de transmission des nuisances acoustiques dans un bâtiment.

Cette optimisation nécessite :

- Un savoir-faire, c’est à dire la connaissance des principales sources de bruits et vibrations d’un groupe électropompe.
- Des moyens d’essais pour mesurer, comparer les solutions envisagées et optimiser les nouveaux produits.


1.1.4 Principales sources de bruits et de vibrations d’un groupe électropompe

Les phénomènes de génération de bruits et vibrations par un groupe électropompe sont très complexes mais peuvent être grossièrement classés en quatre groupes suivant leurs origines : hydraulique, électromagnétique, mécanique et aéraulique.


1.1.4.1 Origine hydraulique

Quatre mécanismes de production de bruits et vibrations se manifestent :

- Effet de sirène : ce bruit hydraulique est dû à l’interaction du sillage du bord de fuite des aubes de la roue avec les parties fixes (becs de voute ou de diffuseur). Cet effet se caractérise par un spectre de raies discrètes dont la fondamentale correspond à la fréquence de passage des aubes devant la partie fixe. Il est très critique pour les applications dans le bâtiment car c’est un son “pur” dans une zone de fréquence très audible.

- Bruit de cavitation : ce phénomène, bien connu des hydrauliciens, est dû à des facteurs de pression, de température et aux propriétés physiques du liquide véhiculé. Il apparaît en particulier dans l’œillard de la roue lorsque la pression absolue à l’aspiration (NPSH disponible) devient insuffisante.
Il se caractérise par un spectre à large bande à haut contenu énergétique qui se transmet aux structures environnantes. Son amplitude augmente de façon progressive et significative.

Diagramme donnant le niveau de bruit

FIG 2 - Diagramme donnant le niveau de bruit Lw maximum admissible pour une pompe centrifuge à volute,
en fonction de la vitesse de rotation du moteur et de sa puissance.

- Bruit de turbulence : il est provoqué par des variations brusques de vitesse du fluide en grandeur et par des changements de direction, s’accompagnant en général de décollements.
Ces phénomènes sont la conséquence des “accidents” de tracé (divergents, convergents, coudes, etc.). Ce type de bruit est très aléatoire, à large bande de fréquence et à haut contenu énergétique. Il peut exciter les structures environnantes et générer des vibrations très gênantes. Un tracé soigné des parties actives hydrauliques permet de l’éviter.

- Bruit d’écoulement : il est généré par les forces de frottement au contact des parois dans les couches limites. C’est un bruit hydraulique à large bande. Son intensité dépend essentiellement de la vitesse d’écoulement.
Nous recommandons une vitesse maximale de 1,5 m/s dans les tuyauteries, cette valeur pouvant être notablement dépassée (3 à 4 fois) dans les parties fixes d’une pompe car le bruit d’écoulement qui en résulte reste très localisé et faible devant les autres sources.


1.1.4.2 Origine électromagnétique

Le bruit d’origine électromagnétique est aussi souvent appelé “ronflement du moteur”. Il est créé par le champ magnétique d’entrefer qui, par l’intermédiaire de forces alternatives radiales (prépondérantes), tangentielles ou longitudinales, génère des vibrations qui se transmettent aux structures environnantes (tôlerie et carcasse moteur, corps de pompe, tuyauterie, …).

Ce bruit se caractérise par des raies discrètes dans une large gamme de fréquences, dont l’intensité dépend principalement :
- du jeu d’entrefer,
- de la saturation du moteur,
- de la qualité de la conception et de la réalisation mécanique du moteur, les défauts géométriques pouvant engendrer une distorsion de la répartition du champ magnétique dans l’entrefer et augmenter l’intensité du bruit.


1.1.4.3 Origine mécanique

Les bruits mécaniques sont générés par le contact entre deux pièces en mouvement relatif, l’une par rapport à l’autre.
Les principaux éléments concernés dans un groupe électropompe sont la garniture mécanique et les paliers.
La garniture mécanique n’introduit généralement pas de bruit ni de vibration détectable, dans la mesure où elle est adaptée au fluide véhiculé, avec des conditions de service adéquates.
Pour les paliers, les sources de bruit résident essentiellement dans le choc des éléments roulants et glissants sur les défauts des surfaces de contact.
C’est une des raisons du “silence” des coussinets lisses lubrifiés par un fluide, par rapport aux roulements qui sont de construction plus complexes.

Néanmoins, on peut limiter le niveau sonore des paliers à roulement par un choix judicieux du type de roulement et de sa graisse de lubrification, par la qualité de réalisation de son logement et des conditions de montage.

Les paliers transmettent les sollicitations dynamiques de la ligne d’arbre.
La mise en vibration de celle-ci peut engendrer des bruits dans les cas suivants :

- Lorsqu’il y a défaut d’équilibrage du mobile (balourd) se caractérisant par des raies liées à la fréquence de rotation N (tr/s) de l’arbre et à ses harmoniques.

- Lorsqu’il y a défaut d’alignement de la ligne d’arbre (cas des groupes où un arbre moteur est accouplé à un arbre pompe) se caractérisant par une raie à la fréquence N/2.


1.1.4.4 Origine aéraulique

Le bruit aéraulique (ou aérodynamique) est dû à l’écoulement de l’air nécessaire pour refroidir le moteur. Dans certains cas, il peut être la source de bruit la plus importante d’un groupe électropompe même de faible puissance.

Ses trois principales composantes sont :
- Le bruit lié à la rotation du ventilateur du moteur, qui est responsable de l’essentiel du bruit d’origine aéraulique généré par une pompe.
- Le bruit lié à la présence d’obstacles, qui se manifeste en général par des sons purs, causés principalement par l’écoulement de l’air au voisinage du ventilateur (grille d’aspiration, ailettes de refroidissement de la carcasse, etc.).
- Le bruit d’écoulement de l’air sur les paliers du groupe, qui reste toutefois négligeable devant les autres sources.

Le bruit aéraulique d’une pompe est cependant couvert par le bruit des autres éléments du local technique (chaudière, groupe froid,…).

La grille du ventilateur peut engendrer un bruit aérodynamique

FIG 3 - La grille du ventilateur peut engendrer un bruit aérodynamique

Diagramme donnant le niveau de bruit

FIG 4 - Diagramme donnant le niveau de bruit Lw maximum admissible pour circulateur à rotor noyé,
en fonction de la vitesse de rotation du moteur et de sa puissance

Le saviez-vous ?
Les bruits de turbulence et d’écoulement sont en général accentués par la présence d’air dans le fluide véhiculé.

Les règles hydrauliques

L’origine d’une nuisance sonore dans une installation neuve est généralement due à une sélection de matériel mal adaptée au réseau hydraulique (surdimensionnement) ou bien à un non respect des règles de l’art concernant particulièrement les accidents de parcours et les longueurs droites de tuyauterie à l’aspiration et au refoulement de la pompe. La mise en service de la pompe ne suffit pas à identifier immédiatement les éventuelles gênes, et le constat peut apparaitre après plusieurs semaines de fonctionnement. Afin d’anticiper ces sujets de « réserve », voici pour rappel quelques règles à prendre en compte.

2.1 Prévenir les transmissions par voie hydrauliques

2.1.1 Sélection du point de fonctionnement sur une courbe


Pompe à vitesse fixe (Réseau à débit constant)

Lorsque le débit est constant, le point de fonctionnement est fixe. La zone normale d'utilisation est la zone 2, c'est une zone dans laquelle :
- Les efforts mécaniques sur les pièces de la pompe sont sains et équilibrés,
- Le rendement énergétique global est bon; la courbe comporte même un point particulier appelé point de meilleur rendement.

Zone de sélection sur courbe de pompe à débit constant

FIG 5 - Zone de sélection sur courbe de pompe à débit constant

Pompe à vitesse variable (Réseau à débit variable)

Dans le cas d’une installation à débit variable, la résistance du réseau varie en fonction de l’ouverture et de la fermeture des vannes de régulation à 2 voies. La pompe ajuste sa vitesse sur la consigne de pression définie (Delta P Constant ou Delta P Variable).
A la différence d’une pompe à vitesse fixe, la zone normale d’utilisation se trouve à l’intérieur de l’aire définie par la zone 2. Le point de fonctionnement nominal (besoin maxi de l’installation) peut être choisi à l’extrémité droite de la courbe car celui-ci n’est atteint que 2 ou 3 jours dans l’année. Il offre ainsi à la pompe une amplitude de variation maximale permettant d’optimiser la consommation électrique de l’appareil notamment lorsque le débit est situé entre 10% à 50% du débit nominal. La zone de meilleur rendement (2ème tiers de courbe) est ainsi atteinte sur une plus longue période. Le point nominal ne doit pas être sélectionné dans la zone 1 : la pompe ne varie pas ou peu et n’apporte aucun intérêt économique et technique.

Zone de sélection sur courbe de pompe à débit constant variable

FIG 6 - Zone de sélection sur courbe de pompe à débit constant variable

2.1.2 Dimensionnement de l’installation

Le diamètre de tuyauterie est déterminé en fonction du débit nominal de l’installation et de la vitesse d’écoulement. Lorsque les pertes de charge sont surestimées lors de l’étude, à la mise en service de la pompe, le point de fonctionnement glisse sur la droite de courbe et le débit augmente. Les vitesses de passage dépassent alors les limites fixées et génèrent un bruit caractéristique d’écoulement.

tableau de sélection du diamètre de tuyauterie <br />en fonction du débit et de la vitesse

FIG 7 - Tableau de sélection du diamètre de tuyauterie
en fonction du débit et de la vitesse

Le saviez-vous ?
A rendement identique, quand mon débit augmente de 20% la HMT augmente de 44% et la puissance consommée de 73% !!

2.2 Maîtriser les transmissions par voie aérienne

En règle générale, les pompes se trouvent dans des locaux techniques où l’ambiance sonore est couverte par un ensemble d’éléments générateurs de bruits aériens (chaudière, groupe frigorifique,..). Ainsi, leur influence sur le niveau sonore global est relativement faible. Pour les locaux sensibles (voisin d’un logement par exemple), le choix d’un circulateur à rotor noyé sera judicieux.
Il est cependant intéressant de connaitre quelques règles pour mesurer leur impact.


2.2.1 Majoration en fonction de sources multiples

Dans le cas d’un fonctionnement de pompe en cascade, l’estimation du niveau sonore sera égale au niveau sonore d’une seule pompe, majoré du nombre de sources disponibles selon les tableaux ci-dessous :

tableau de majoration des niveaux sonores

FIG 8 - Tableau de majoration des niveaux sonores

Exemple : Si 4 pompes de niveau sonore identique fonctionnent en même temps, le niveau sonore global sera augmenté de 6 dB.


2.2.2 Addition de 2 niveaux différents de pression acoustique

Tableau de majoration des niveaux sonores additionnels

FIG 9 - Tableau de majoration des niveaux sonores additionnels

Exemple : 2 pompes ayant des niveaux sonores différents (Pompe 1 = 56 dB et Pompe 2 = 60 dB). La différence est de 4 dB, donc 1,4 de niveau supplémentaire soit un niveau total résultant de 61,4 dB.

2.2.3 Perception de l’augmentation sonore

tableau perception de l’augmentation sonore

FIG 10 - Tableau perception de l’augmentation sonore

2.2.4 Propagation dans un champ libre

La propagation en champ libre se caractérise par une baisse de 6dB des niveaux de pression et d’intensité sonore à chaque fois que la distance est doublée.

Propagation en champ libre

FIG 11 - Propagation en champ libre

2.3 Traiter les transmissions par voie solidienne

Les règles d’installation sont essentielles dans la maitrise des bruits solidiens. Nous avons fait le choix d’aborder ci-dessous les principales.


2.3.1 Précautions d’installation

Afin d’éviter les bruits liés à la turbulence du fluide dans l’installation, il est indispensable de respecter les règles de montage suivantes :
La distance entre l’aspiration de la pompe et le bord du cintrage « grand rayon » est égale ou supérieure à 5 fois le diamètre d’aspiration.

Distance et cintrage à l’aspiration

FIG 12 - Distance et cintrage à l’aspiration

Un cône de réduction à l’aspiration augmente la vitesse et réduit la veine d’eau pour une poussée linéaire du fluide. La pression d’aspiration est suffisante (NPSH) pour éviter le phénomène de cavitation.

Supportage et réduction

FIG 13 - Supportage et réduction

La distance entre les vannes et les brides de la pompe est égale ou supérieure à 5 fois le diamètre de refoulement.

Auxiliaires de robinetterie

FIG 14 - Auxiliaires de robinetterie

2.3.2 Intérêt des compensateurs

Pour traiter efficacement les vibrations et ainsi éviter de répandre les bruits solidiens dans l’installation, il est indispensable d’équiper les pompes de compensateur (manchettes antivibratiles).

3 Types de compensateur

FIG 15 - 3 Types de compensateur

Positionnés à l’aspiration et au refoulement de la pompe, les compensateurs absorberont en grande partie les vibrations à haute fréquence. Les basses fréquences seront traitées soit par une isolation du supportage pour les pompes en panoplie murale, soit par des plots élastiques positionnés sous le massif béton de la pompe normalisée sur socle.

Impact des compensateurs sur la fréquence

FIG 16 - Impact des compensateurs sur la fréquence

Installation type pour pompe normalisée

FIG 17 - Installation type pour pompe normalisée.

Détermination du matériel

Bien choisir la technologie de matériel à installer permet d’obtenir la meilleure performance hydraulique et énergétique du système de pompage pour l’installation, tout en conservant un confort sonore adapté. Nous rencontrons encore des cahiers des charges qui indiquent « exclusivement » une vitesse de rotation maxi de 1450tr/mn pour la sélection de toutes les pompes d’un projet, sans limitation de plage de débit et de hauteur manométrique et sans prendre en compte la configuration du réseau (débit constant ou variable). Cette prescription réduit considérablement les possibilités de réponse et oblige parfois l’installateur à sélectionner un matériel surdimensionné ou mal adapté à la performance attendue par l’étude. De plus, elle ne garantie pas la réduction des nuisances sonores ou la longévité du matériel : c’est parfois l’inverse qui se produit. Voici, dans ce chapitre, 2 exemples de sélection qui mettent en évidence, par comparaison, l’importance du libre choix technologique.

Le saviez-vous ?
Les moteurs à haut rendement de technologie ECM (moteur synchrone) ont des rotations supérieures à 4 500tr/mn et offrent des rendements de 20 à 50% supérieurs au moteur asynchrone. Pour les circulateurs (hors ECS), la directive ErP oblige les Fabricants, à partir du 1er Janvier 2013, à concevoir uniquement des moteurs à rotor noyé ayant un indice d’efficacité énergétique (EEI) < 0,27(Moteur ECM). La conséquence est l’arrêt de fabrication des versions 1450 tr/min et 2900 tr/min.

Pompes

3.1 Choix du système de pompage en fonction du profil réseau

Le choix entre une pompe ou un circulateur dépend du point de fonctionnement (Débit/Hm). La vitesse de rotation maximale quand à elle va dépendre de la perte de charge du réseau et de l’application (Débit constant ou variable). Ci-dessous un graphique simplifié permettant de repérer le système de pompage adapté au profil du réseau.

Prescription des systèmes de pompage en génie clim

FIG 18 - Prescription des systèmes de pompage en génie clim

1- Circulateur /Fonctionnement Normal/Secours (Tout type de réseaux)

2- Circulateur /Fonctionnement Cascade (uniquement sur réseau à débit variable)

3- Pompe Moteur ventilé 1450 tr/min ou 950 tr/min (débit variable à DELTA P constant, uniquement si l’écart entre le point de consigne et la perte de charge à débit nul est supérieur à 3m)

4- Pompe Moteur ventilé 2900 tr/min (débit variable à DELTA P Variable, uniquement si l’écart entre le point de consigne et la perte de charge à débit nul est supérieur à 1m)

5- En fonction de l'installation
Réseau à débit constant (à rendement équivalent)
- 1450 tr/min pour les réseaux peu résistants
- 2900 tr/min pour les réseaux résistants

Réseau à débit variable
- Régulation entre 50% et 100% du débit nominal sur réseau peu résistant
Pompe Moteur 1450 tr/min à variation de vitesse sur consigne DELTA P Constant

- Régulation entre 50% et 100% du débit nominal sur réseau résistant
Pompe Moteur 2900 tr/min à variation de vitesse sur consigne de DELTA P Variable

- Régulation entre 5% et 100% du débit
Cascade de pompe Moteur 2900 tr/min à variation de vitesse sur consigne de DELTA P Constant ou variable

3.2 Comparatif de sélection sur un réseau à débit variable

3.2.1 Exemple 1


Dans l'exemple ci-dessous, nous avons sélectionné 2 technologies de pompe (1450 tr/mn et 2900tr/min) pour un point de fonctionnement donné (40m³/h pour 10mce). Les 2 pompes sont déterminées sur leur zone de meilleur rendement soit sur le deuxième tiers de la courbe. Les pompes varient entre la vitesse maxi au point nominal (courbe rouge) et la vitesse mini au point de consigne en delta P constant (Courbe verte).

Selection 2900 tr/min

FIG 20 - Selection 2900 tr/min                               FIG 21 - Selection 1450 tr/min   

L’écart entre les 2 courbes correspond à l’amplitude de variation de fréquence du moteur. La pompe en 2900 tr/mn bénéficie d’une plage de variation de 6,25 Hz contre 1,25 Hz pour la pompe en 1450 tr/mn.

Tableau saisie –Exemple 1

FIG 19 - Tableau saisie –Exemple 1

La vitesse de rotation est proportionnelle à cet écart. Les niveaux sonores mini et maxi sont repérés sur le graphe ci-dessous.

Abaque de niveau sonore en fonction de la puissance du moteur (kW) – Comparatif Exemple 1

FIG 22 - Abaque de niveau sonore en fonction de la puissance du moteur (kW) – Comparatif Exemple 1

Tableau comparatif des consommations électriques –Exemple 1

FIG 23 - Tableau comparatif des consommations électriques –Exemple 1

La forme de la courbe de la pompe en 2900 tr/min offre une meilleure amplitude de variation et permet une meilleure régulation (sans battement) notamment sur les charges inférieures à 50%. En revanche, la pompe en 1450 tr/min variera entre 48,75 hertz et 50 hertz à ce niveau de charge. Il est donc judicieux de choisir dans ce cas la pompe en 2900tr/mn. Le gain électrique est amélioré de 11% (soit une réduction de 1 322kW par an) et le niveau sonore est comparable dans 80% du temps (écart inférieur à 4dB). Le gain électrique peut être amélioré de 3% avec une consigne en delta P variable. A l’achat, la solution en 2900 tr/mn est pour ce cas précis 35% plus économique.

Le saviez-vous ?
Le profil de charge Blue Angel est la charge moyenne d'un réseau en génie climatique à débit variable. Il défini le temps de fonctionnement pour 4 points de charge (25%, 50%, 75% et 100%). Le point de fonctionnement nominal de l'installation n'est ainsi atteint que 6% du temps soit 2 à 3 jours dans l'année. La pompe fonctionne dans ce cas à la vitesse maximale pour laquelle elle a été déterminée et atteint son pic de consommation électrique. La charge du réseau est inférieure à 50% pendant près de 80% du temps. Les caractéristiques hydrauliques et électriques sont ainsi ajustées avec l'action du variateur de vitesse piloté par une consigne de delta P.

3.2.2 Exemple 2

Dans l'exemple ci-dessous, nous avons sélectionné 3 systèmes de pompage (Pompe simple 1450 tr/mn et 2900tr/min, et pompe en cascade en 2900tr/mn) pour un point de fonctionnement donné (140m³/h pour 16mce). Toutes les pompes sont déterminées sur leur zone de meilleur rendement. Les pompes varient entre la vitesse maxi au point nominal (courbe rouge) et la vitesse mini au point de consigne en delta P constant (Courbe verte). Pour la solution en cascade, le point nominal est obtenu avec les 2 pompes en fonctionnement. Les débits inférieurs à 50% sont couverts par une seule pompe en fonctionnement.

Selection 2900tr/mn

FIG 25 - Selection 2900tr/mn                     FIG 26 - Selection 1450tr/mn  

Sélection cascade de pompe 2900tr/mn

FIG 27 - Sélection cascade de pompe 2900tr/mn

L’écart entre les 2 courbes correspond à l’amplitude de variation de fréquence du moteur. La solution en cascade bénéficie d’une plage de variation de vitesse très large (entre 10 et 140 m³/h contre 70 et 140 m³/h sur les solutions 1 pompe).

Tableau saisie –Exemple 2

FIG 24 - Tableau saisie –Exemple 2

La vitesse de rotation est proportionnelle à cet écart. Les niveaux sonores mini et maxi sont repérés sur le graphe ci-dessous. La puissance moteur étant divisée par 2 pour la solution cascade, le niveau sonore des moteurs 5,5 kW à faible charge est comparable à celle de la solution en 11kW à1450tr/mn.

Abaque de niveau sonore en fonction de la puissance du moteur (kW) – Comparatif Exemple 2

FIG 28 - Abaque de niveau sonore en fonction de la puissance du moteur (kW) – Comparatif Exemple 2

Tableau comparatif des consommations électriques –Exemple 2

FIG 29 - Tableau comparatif des consommations électriques –Exemple 2

La solution en cascade est à préconiser dans cet exemple car, à prix équivalent, elle offre une meilleure amplitude de variation et permet une meilleure régulation (sans battement) notamment sur les charges inférieures à 25%. Le gain électrique est amélioré de 15% par rapport à la version 2900tr/ mn (soit une réduction de 4 667kW par an) et le niveau sonore est comparable dans 80% du temps (écart inférieur à 4dB). Le gain électrique peut être amélioré de 35% (soit une réduction de 11 079kW par an) avec une consigne en delta P variable.

Skid Pompes en Cascade

FIG 30 - Skid Pompes en Cascade

Conclusion

Nous le voyons bien venir, pour nos installations de CVC, deux objectifs sont et seront de plus en plus exigés. La qualité énergétique de l’installation et la qualité environnementale. Une installation de chauffage ou de climatisation doit consommer le moins d’énergie possible. De plus, elle doit respecter inévitablement un des critères environnementaux des plus sensibles, le bruit.

La gestion des bruits (chocs ou aériens) dans un bâtiment est soumise à 2 normes européennes applicables depuis le 1er Janvier 2000. L’isolation phonique des bâtiments permet de contenir les nuisances sonores des locaux techniques où se trouvent les systèmes générateurs de bruit comme les chaudières et les groupes froid. Les bruits aérauliques des pompes et des circulateurs sont donc couverts par ces derniers et sont traités dans une moindre mesure quelle que soit leur vitesse de rotation.

Les bruits hydrauliques ou solidiens demandent quant à eux une prévention dès la détermination du matériel : le bon dimensionnement du réseau évite des interventions correctives coûteuses.

Afin de donner la priorité à la performance énergétique, il convient de prescrire dans les cahiers des charges une sélection de pompe avec la meilleure couverture de variation de vitesse et ce, sans restriction de vitesse de rotation. Fini le 1450 tr/mn systématique comme seul critère de choix « efficient et silencieux » car nous avons vu qu’il n’est pas particulièrement justifié. De plus, la conception des pompes et des circulateurs est adaptée à leurs vitesses de rotation : leurs durées de vie dépendent uniquement de leur sélection et de leur installation.

Enfin, les exigences de la réglementation ERP d’ici 2020 concernant les pompes nous obligent à réfléchir dès à présent à de nouvelles solutions techniques pour atteindre des niveaux de performance ambitieux. En parallèle, le rendement devient la priorité (règlementaire et technique) pour nos installations hydrauliques de chauffage et de climatisation !

Par Frédéric MASSIP
Responsable Prescription Bâtiment France SALMSON

SOURCES ET LIENS



www.salmson.fr

Commentaires

  • Armelle
    07/10/2018

    Je suis en residence .j'ai un bruit continue qui proviens de la cave..je vis au dessus .la co proprio ne fait rien qùoi faire ? Merci de me répondre .a qui dois-je m'adresser

  • Mme David
    27/12/2014

    Bonjour, Votre article est très intéréssant. Nous avons changé la pompe de notre chaudière au printemps. et si elle fonctionne bien, le bruit (que l'on peut qualifier de "sirène" continu) qui en résulte est assez difficile à supporter. Que préconisez-vous dans ce cas de bruit? Quel autre modèle de pompe serait assurément plus performant contre les nuisances sonores? Par ailleurs, sauriez-vous m'indiquez une bonne adresse en Anjou (49) pour ce changement de pompe à chaudière? Merci de votre réponse. Cordialement, Mme DAVID.

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