Les propres sources de bruit sont multiples. Nous entrerons ici dans les détails afin d'analyser les différentes sources d'auto-bruit sur un navire et comment elles peuvent
influencer le niveau de bruit des instruments hydroacoustiques.
Bruit des machines
En règle générale, le principal responsable du bruit des machines est le moteur principal à bord du navire. L’incidence des machines auxiliaires peut toutefois être considérable, surtout si elles sont en mauvais état. Les émissions sonores provenant des machines peuvent être transmises au transducteur comme :
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Bruit de structure à travers la coque du navire et les supports de montage du transducteur |
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Bruit provenant de l'eau à travers la coque dans l'eau jusqu'au transducteur |
Bruit électrique
Il est d’usage que les navires modernes soient équipés d'un grand nombre d'instruments électriques tels que des systèmes hydroacoustiques,
des radars, des systèmes de navigation et des équipements de communication. Tout instrument électrique peut en certaines circonstances provoquer des interférences électriques et générer du bruit. Les réglementations et certifications internationales sont utilisées pour contrôler et réduire ce phénomène, mais même celles-ci
sont limitées si les systèmes électriques sont mal installés et/ou mal entretenus.
Bruit d'hélice
À des vitesses élevées, l’émission sonore des hélices est souvent la principale source de bruit. Les hélices à calage variable ou à régime constant font généralement plus de bruit que les hélices à calage fixes ou les hélices
à déplacement lent.
Le bruit de l'hélice est généralement transmis par l'eau. Dans certains cas, cependant, les vibrations de l'arbre ou les vibrations dans la coque près de l'hélice peuvent être transmises
à la structure du transducteur. Si une pale d'hélice est endommagée, cela peut augmenter considérablement le bruit.
La cavitation de l'hélice est une source de bruit extrême. Les hélices « chantantes » peuvent être une source de bruit, qui interfère à des fréquences discrètes. Dans certains cas, la décharge statique de l'arbre porte-hélice en rotation peut être très perturbante.
Cavitation
On appelle cavitation la formation de petites bulles d’air à proximité de la surface du transducteur. Ces bulles apparaissent du fait que la pression locale devient négative pendant une partie des cycles de pression acoustique. Le seuil de cavitation augmente avec la pression hydrostatique. Les bulles qui implosent sont à l’origine du bruit.
Le bruit de cavitation peut apparaître près des objets extrudés à des vitesses plus élevées, mais il est plus souvent causé
par les hélices. La cavitation de l'hélice est une source de bruit extrême. La cavitation se déclenche lorsque l'eau s'écoule dans le même sens que les pales de l'hélice, lorsque les pales de l'hélice se déplacent vers le bas.
Il arrive que le phénomène de résonance se produise dans une cavité à proximité de la coque du navire. Ce signal aura une fréquence discrète, alors que tous les autres bruits de flux auront un large spectre de fréquences.
(Image du domaine public produite par la Marine américaine).
Bruit d’écoulement
Les couches supérieures de l'eau de mer contiennent une myriade de petites bulles d'air créées par les vagues qui se brisent. Le déplacement de la coque dans l’eau peut provoquer une perturbation et produira une friction. On appelle cette zone de friction la couche limite d’écoulement. L'écoulement dans cette couche limite peut être laminaire ou turbulent.
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L'écoulement laminaire est un mouvement parallèle bien uniforme de l'eau. |
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L'écoulement turbulent est un état désordonné et tourbillonnaire. |
Ces bulles d'air absorbent et réfléchissent l'énergie sonore et, dans le pire des cas, elles peuvent bloquer complètement
la transmission du son.
L’épaisseur de la couche limite augmente lorsqu'elle devient turbulente. Ainsi, la couche limite est mince au niveau de l’étrave
du navire et fait sa transition en augmentant à mesure qu'elle se déplace vers l'arrière. Cette épaisseur varie selon la rugosité
de la coque et la vitesse du navire. Tous les objets qui dépassent de la coque, ou des bosses dans la coque, perturberont
l'écoulement et augmenteront l'épaisseur de la couche limite. Lorsque la vitesse d'écoulement est élevée, la turbulence peut
être assez violente pour détruire l'intégrité de l'eau. De petits vides ou cavités dans l'eau se produiront, appelés « la
cavitation ».
Bruit de cliquetis
Le bruit de cliquetis peut être causé par des objets lâches à proximité du transducteur, comme des boulons de fixation. Le cliquetis peut aussi provenir d'objets détachés à l'intérieur de la coque.
Interférence
Les interférences provoquées par d'autres équipements hydroacoustiques à bord du même navire peuvent constituer une source
de perturbation gênante. À moins que la même fréquence ne soit utilisée pour plus d'un équipement, seule l'impulsion transmise contribuera à l'interférence.