Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT PHONIQUE
ET VIBRATOIRE A BASE DE PNEUS
La présente invention concerne un dispositif d'amortis-
sement phonique et vibratoire utilisant des structures
unitaires constituées par des pneus, des parties de pneus ou
des éléments équivalents sur le plan de la forme et du
caractère absorbant du matériau.
Elle s'applique plus particulièrement à la réalisation
de murs antibruit réutilisant des pneus usagés.
ActuelLement, les pneus usagés et stockés sont détruits
par combustion active (feu), ou par combustion lente (acide)
; entrainant une pollution atmosphérique ou terrestre intense
nécessitant, dans certains cas, l'évacuation des populations
dans un rayon plus ou moins important du lieu de destruc-
tion. ~e dépôt des pneus usagés dans les décharges est en
cours d'interdiction.
~ es tentatives d'utilisation de pneus usagés, pour la
construction de murs antibruit, consistent essentiellement à
les empiler les uns sur les autres, ou à les juxtaposer les
uns aux autres, pour en faire des colonnes placées
horizontalement ou verticalement, et jointes les unes aux
autres, sans serrage (voir par exemple DE-U-77 34600).
Les conceptions actuelles de murs antibruit à base de
pneus usagés présentent deux inconvénients majeurs.
D'une part, l'effet d'amortissement phonique est assez
limité dans la mesure où ces murs ne permettent pas
d'assurer une étanchéité acoustique, notamment du fait
qu'ils laissent subsister, entre les pneus, des espaces
libres constituant des chemins acoustiques.
D'autre part, en cas de combustion accidentelle ou
j volontaire déclenchée par exemple par un accident à un
endroit du mur de pneus, cette combustion se propage de
manière incontrôlable à l'ensemble du mur, représentant un
danger considérable pour l'environnement et les populations.
En outre, de tels murs ont un aspect inesthétique
entrainant un effet dissuasif pour leur installation.
La présente invention vise à proposer un dispositif
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d'amortissement phonique et vibratoire du type précité
palliant les in~onvénients exposés ci-dessus, tout en
améliorant les capacités d'amortissement acoustique.
Selon sa caractéristique principale, la présente
5 invention concerne un dispositif d'amortissement phonique et
; vibratoire utilisant des structures unitaires constituées de
pneus, de parties de pneus Oll d'éléments équivalents sur le
plan de la forme et du caractère absorbant du matériau,
caractérisé en ce que lesdites structures unitaires sont
` 10 disposées dans au moins un caisson incombustible de manière
r à délimiter des chambres sourdes élémentaires, ledit caisson
comportant une paroi dite "frontale" munie d'ouvertures
destinées à etre en regard d'une source de bruit.
Au moyen d'un tel dispositif, on parvient tout d'cbord
15 à éliminer tous les risques de propagation d'une combL- ion
à l'ensemble d'un mur antibruit. En effet, un tel mur selon
l'invention étant constitué, comme on le verra par la suite,
d'une succession de caissons en disposition verticale et/ou
horizontale, un début de combustion des structures unitaires
20 dans un caisson sera contenu dans ce caisson sans possibili-
té de se propager aux caissons voisins.
De plus, les structures n'étant pas visibles de
l'extérieur, l'aspect esthétique est fixé par les parois de
caisson qui peuvent être décorées ou aménagées à volonté en
25 fonction des souhaits esthétiques.
En outre, le fait de prévoir une disposition des
structures unitaires de manière à constituer des chambres
sourdes élémentaires permet d'assurer une meilleure étanché-
ité acoustique par rapport aux dispositifs existants. Cette
30 étanchéité acoustique est encore accrue par la coopération
des structures unitaires avec les parois du caisson.
Cette utilisation de caissons permet notamment d'auto-
riser avantageusement un serrage des structures unitaires
les unes contre les autres, ou les unes sur les autres,
35 supprimant ainsi, avec les parois du caisson, les chemins
acoustiques qui, dans les réalisations classiques, traver-
sent le dispositif.
Les chambres sourdes élémentaires, constituées par les
........ .... . . . .
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: - 3 -
structures unitaires, provoquen-t un effet de piègeage des
ondes acoustiques de par la forme desdites structures.
Dans la suite de la description et dans les revendica-
tions, pour ne pas alourdir inutilement la rédaction, les
expressions "pneus" et "demi-pneus" désigneront aussi bien
de réels pneus et demi-pneus que des structures unitaires
équivalentes sur le plan de la forme et du matériau.
Selon des modes de réalisation particulièrement avanta-
geux du dispositif selon l'invention :
- lesdites parties de pneus sont constituées de
demi-pneus obtenus par une découpe diamétrale de pneus,
- lesdits demi-pneus sont disposés de sorte à présenter
leur section ouverte en regard de ladite paroi frontale
munie d'ouvertures de manière à créer un effet de focalisa-
tion des ondes acoustiques,
- inversement, lesdits demi-pneus sont disposés de
sorte à présenter leur bande de roulement en regard de
ladite paroi frontale munie d'ouvertures de manière à créer
un effet de divergence des ondes acoustiques.
Dans ce dernier cas, lesdits demi-pneus présentent des
perforations sur leur bande de roulement en regard de la
source de bruit.
Selon une autre forme de réalisation du dispositif
selon l'invention pour l'emploi de pneus entiers :
- lesdits pneus sont disposés en contact les uns des
autres par leur bande de roulement, une de leurs faces
latérales étant en regard de la source de bruit ; le
dispositif comporte alors avantageusement des flasques
absorbants perforés placés dans les trous de jante desdits
pneus de sorte à favoriser la pénétration et le piègeage des
sons à l'intérieur des pneus qui constituent les chambres
sourdes élémentaires, lesdits flasques provoquant, selon
leur forme, un effet de divergence ou un effet de
focalisation des ondes acoustiques.
Avantageusement, ladite paroi frontale munie d'ouvertu-
res est constituée d'une pla~ue perforée de trous.
On peut prévoir également, afin d'organiser la pénétra-
tion des ondes acoustiques, de ménager des ouies remplacant
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au moins partiellement lesdits trous.
Les trous ou ouïes peuvent avantageusement être
remplacés ou complétés par des volets constitués de lames
articulées ou fixes se substituant à, ou complétant, ladite
paroi frontale munie d'ouvertures.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses du dispo-
sitif selon l'invention :
- ledit caisson est constitué de deux faces latérales,
d'un fond, d'un panneau arrière ou extérieur, d'un couvercle
et de ladite paroi frontale présentant des ouvertures, cette
dernière étant placée en regard de la source de bruit ;
- le dispositif comporte une première série de pneus ou
parties de pneus en contact avec ladite paroi ~rontale munie
d'ouvertures et une seconde série de pneus ou parties de
pneus, les deux séries de pneus ou parties de pneus étant
séparées par une paroi, de préférence absorbante, qui
définit, entre elle-même et le panneau arrière, une chambre
sourde ;
- lesdits demi-pneus sont empilés les uns sur les
autres en contact par leurs faces latérales ;
- ledit dispositif comporte des plaques de séparation
entre deux de~i-pneus voisins ;
- lesdites plaques de séparation sont à structure
alvéolaire absorbante ;
- ladite paroi frontale munie d'ouvertures est à
structure alvéolaire absorbante ;
- les éléments constitutifs dudit caisson sont profilés
pour en accroître la rigidité ;
- les parois et panneaux dudit caisson et/ou l'inté-
rieur des pneus ou parties de pneus sont revêtus d'un
matériau absorbant.
Selon l'invention donc, les pneus ou parties de pneus,
usagés ou non, percés ou non, poreux ou non, sont serrés et
entassés les uns sur les autres, ou Juxtaposés les uns
35 contre les autres, à l'intérieur d'une armoire ou caisson
métallique ou en tout autre matériau incombustible ou
ignifugé, assurant par sa conception cellulaire, un coupe-
feu efficace, dont l'un des côtés en regard de la source de
.:: ........ . , , ,: ................. , . , , : - :
.: ,.. . . . .., . , . . :
. : ~ ,.: ~ ~ . : . : ;
~ - : : . : :' .
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bruits est perce d'orifices, chacun de ces pneus ou parties
de pneus formant ainsi une chambre sourde élémentaire, et
créant, selon leur disposition, des effets de focalisation,
de divergence, de réfraction ou diffraction des ondes
S acoustiques réfléchies, incidentes.
La présente invention permet donc de réaliser des murs
antibruit à base de pneus qui répondent parfaitement à des
objectifs de sécurité contre la propagation d'une combustion
- des pneus et qui constituent une excellente étanchéité
. 10 acoustique, le choix de la forme de réalisation adoptée
~ pouvant etre fixée par le niveau sonore du site à isoler.
. Des essais ont montré que le dispositif selon l'inven-
tion permet d'obtenir un facteur local d'absorption moyen de
o,8 pour des fréquences comprises entre 100 et 700 Hz qui
15 constituent des fréquences usuelles sur les routes, auto-
routes et voies ferrées, alors que le facteur local
: d'absorption moyen pour les mêmes fréquences avec un
matériau dit "très absorbant" est de l'ordre de 0,4.
On décrira maintenant plus en détail des formes de
`20 réalisation particulières de l'invention qui en feront mieux
~- comprendre les caractéristiques et les avantages, étant
entendu que ces formes de réalisation sont choisies à titre
d'exemples et qu'elles ne sont pas limitatives.
. Leur description est illustrée par les dessins annexés,
dans lesquels :
- la figure 1 est une vue de face d'un premier mode de
réalisation d'un dispositif selon l'invention, la paroi
frontale munie d'ouvertures étant partiellement omise ;
. - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II
de la figure 1 ;
- la figure 3 montre une variante de réalisation du
dispositif représenté à la figure 1 ;
i - la ~igure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la
: figure 3 .
- la figure 5 est une vue de face d'un deuxième mode de
réalisation du dispositif selon l'invention, avec omission
de la paroi frontale ;
- la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI
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: de la fiOure 5 ;
- les figu-res 7 et 8 représentent respectivement de
; face et en coupe, .selon la ligne VIII-YIII de la figure 7~
un troisième mode de réalisation du dispositif selon
l~invention ;
- les figures -9 et 11 montrent en vue de face, paroi
frontale omise, des variantes de réalisation du dispositif
représenté à la figure 7 et les figures 10 et 12 sont des
coupes prises respectivement selon les lignes X-X et XII-XII
des figures 9 et 11 ;
- les figures 13 et 14 représentent respectivement en
coupe et en vue de face, avec omission de la paroi frontale,
un quatrième mode de réalisation du dispositif selon
l'invention utilisant des pneus entiers ; et
~ la fi~ure 15 montre en coupe une variante de
réalisation du dispositif représenté aux figures 13 et 14.
Dans les figures, les mêmes références sont utilisées
pour désigner les mêmes pièces. Les mêmes références, mais
complétées du signe "prime" ou "seconde", désignent des
pièces similaires.
Les figures 1 et 2 représentent un caisson Cl dans
lequel des demi-pneus 1 ou des parties de pneus sont serrés
et empilés les uns sur les autres pour assurer une
étanchéité parfaite avec le panneau arrière 2, non percé, et
; 25 les parois latérales 3 du caisson Cl. La bande de roulement
19 des demi-pneus 1 est tournée vers le panneau arrière 2 et
les demi-pneus sont en contact les uns avec les autres par
~ leurs faces latérales 21. Le panneau arrière 2 et les parois
; latérales 3 peuvent être, comme l'intérieur des pneus,
30 tapissés d'un matériau absorbant, chaque partie de pneu
constituant une chambre sourde élémentaire. Le serrage des
parties de pneus les unes contre les autres, ou les unes sur
les autres, constitue un volume antibruit où la réflexion
des ondes acoustiques est focalisée par la forme du pneu,
chaque pneu créant un effet de focalisation indépendant ou
laminaire.
L'évacuation des eaux de pluie ou de lavage des
demi-pneus se fait par gravité.
:- - ., . . , .:
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~ 7 _ 2~ 33~
L'une deij particularités d'u~ ensemble ainsi constitué
est d~assurer une fonction d'amortisseur aux vibrations
mécaniques et d'atténuer le niveau sonore engendré par le
passage des véhicules, voitures? camions, trains, etc....
mais aussi pour la protection de l'environnement à proximité
de zone bruyante (usines).
Il est évident que les parois latérales 3, le couvercle
4 et le fond 5 du caisson C1 peuvent être désolidarisés de
toutes autres pièces métalliques ou non, incombustibles,
assurant la rigidité de l'ensemble, par des joints souples.
Le panneau frontal 6, côté source de bruit, est perforé de
trous 7, volets ou ouies de formes adéquates, pour favoriser
la pénétration des ondes sonores à l'intérieur du disposi-
tif. Il peut également être en métal déployé. Les panneaux
et parois constituant le caisson coupe-feu peuvent être
plats, ondulés, nervurés ou de formes appropriées pour
accroître la rigidité de l'ensemble.
Les figures 3 et 4 sont des vues analogues aux
; précédentes mais, cette fois, le caisson C2 présente un
panneau arrière 2' réunis aux parois latérales 3' par des
parois inter~édiaires obliques 16, de sorte que le caisson
C2 a, en coupe transversale, une partie trapézoidale. Des
volets axiaux ou inclinés 8 et des plaques de séparation 9
en matériau absorbant ont été judicieusement disposés, les
premiers 8 sur la face frontale du caisson C2, les secondes
9 entre les demi-pneus 1, afin que les ondes réfléchies,
focalisées par la forme des pneus, rencontrent des surfaces
d'absorption aussi grandes que possible. Il est évident que
le panneau où sont fixés les volets 8 peut remplacer ou
compléter le panneau perforé 6 des figures 1 et 2. Les
volets 8 et les plaques 9 peuvent être remplacés par une
structure alvéolaire absorbante, ou tout équivalent.
Les figures S et 6 représentent des demi-pneus 1 percés
ou non, poreux ou non, selon un autre mode d'installation,
35 mis en place dans les caissons coupe-feu Cl avec leur bande
de roulement 19 côté face frontale du caisson, et leur
section ouverte 20 côté panneau arrière, pour créer une
réflexion divergente des ondes acoustiques. Les demi-pneus
. . ~ ' . ,:
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2 ~g 7~ 8 -
;poreux ou percés d'orifices 10 permettent de canaliser, à
- l'intérieur du pneu, une partie des sons, l'autre partie
étant réfléchie avec effet de divergence.
Les figures 7 et 8 représentent un mode d'installation
correspondant sensiblement à un redoublement de celui des
figures 1 et 2 : deux colonnes de demi-pneus 1' et 1" sont
juxtaposées et séparées par une paroi 11 poreuse ou
absorbante, maintenue sur les parois latérales 3" du caisson
coupe-feu C3, les demi-pneus 1' étant de préférence poreux
ou percés, afin que les ondes acoustiques venant en contact
avec eux soient piégées dans la chambre sourde 13, par
transmission ou réflexion, la partie non absorbée des ondes
étant réfléchie avec effet de focalisation.
Les figures 9 et 10 présentent un mode d'installation
- 15 correspondant sensiblement à un redoublement de celui des
; figures 5 et 6, redoublement analogue à celui des figures 7
et 8.
- Les figures 11 et 12 représentent un mode d'installa-
tion hybride entre celui des figures 9 et 10 et celui des
figures 11 et 12 : au lieu d'être orientés de la même façon,
-les demi-pneus 1' et 1" sont orientés en sens contraire.
Les figures 13 et 14 présentent le montage de pneus
entiers 18 en pile verticale entre les panneaux arrière 2 et
frontal 6. Les pneus 18 sont en contact les uns avec les
autres par leur bande de roulement 19 et une de leur face
latérale 21 est en regard de la source de bruit. Les parties
centrales des pneus peuvent recevoir des flasques absor-
bants, plans, concaves 15 ou convexes 15', ou de toutes
autres formes favorisant la pénétration des sons vers
l'intérieur des pneus, avec effet de divergence ou de
focalisation donné par la forme des flasques, une paroi
poreuse ou absorbante 17 étant placée contre le panneau
arrière 2 afin d'assurer l'effet de transmission et
d'absorption entre les pneus.
L'évacuation des eaux de pluie ou de lavage est
assurée par les orifices 12 pratiqués dans les bandes de
roulement.
La figure 15 présente un mode d'installation analogue
.,: ' ' . ', . . ..
. .
~'
: ~ ~ ' , ' . - , :
': ' ' ' ' ' '
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- au précédent, mais avec deux colonnes de pneus entiers 18'et 18" juxtaposées, les flasques 15 étant de préférence
percés afin de permettre le passage des sons jusqu'à la
paroi absorbante 11, le volume derrière cette paroi qui
renferme la deuxième colonne de pneus 18", jouant l'effet de
chambre sourde 13'.
Il est évident que les possibilités de superpositions
ou de juxtapositions des pneus ou parties de pneus, ou de
toute autre structure unitaire absorbante de forme sembla-
ble, à l'intérieur d'une armoire ou d'un caisson coupe-feu,
comme élément de chambre sourde, avec effet de focalisation
ou de divergence des ondes acoustiques, ne sont pas limitées
à celles décrites ci-dessus et que les autres dispositions
faisant appel aux mêmes éléments qui n'en seraient que la
suite ou la conséquence rentrent dans le cadre du présent
brevet.
Les armoires ou caissons coupe-feu~ ainsi constitués,
juxtaposés les uns aux autres, constituent un mur antibruit
qui peut être construit verticalement ou incliné.
Un des modes d'installation des murs antibruit, en
bordure des routes, autoroutes et voies ferrées, peut
consister, par exemple, en la fixation des caissons
coupe-feu juxtaposés, solidaires les uns des autres, sur une
traverse plate ou profilée, placée au minimum aux 2/3 de la
hauteur, latéralement, sur le panneau arrière 2, des
caissons, et fixée à des poteaux ancrés dans le sol, cette
traverse pouvant être renforcée par une jambe de force.
,.
