Pourquoi désolidariser un transformateur

Par magnétostriction du noyau, un transformateur produit un bourdonnement caractéristique au double de la fréquence du réseau (100 Hz sur un réseau 50 Hz) ainsi que ses harmoniques. Ces vibrations se transmettent par le massif sous forme de bruit solidien aux sols, aux murs et aux locaux voisins. Dans les bâtiments, les postes de distribution situés en zone résidentielle ou les centres de données, cela entraîne vite des plaintes – et les ouvrages sont durablement plus sollicités.

Systèmes recommandés & caractéristiques techniques

Sur un transformateur, de fortes charges se concentrent sur de petites surfaces d’appui (train de roulement, galets, bandes d’appui). En même temps, l’excitation principale à 100 Hz (réseau 50 Hz) est relativement élevée : un support d’environ 15 Hz de fréquence propre atteint déjà, par le calcul, un taux d’isolation supérieur à 95 %.

Système recommandé	Plage de charge (charge statique permanente)	Adapté pour
Tapis en granulés de caoutchouc / fibres, classes G6 – G8	0,30 – 1,50 N/mm²	transformateurs de distribution et de puissance, bandes d’appui sous le train de roulement
Élastomère PUR, lourd	0,60 – 2,5 N/mm²	charges ponctuelles très élevées, accord à basse fréquence, postes de transformation intégrés aux bâtiments
Patins en élastomère (NBR)	selon dimensionnement	transformateurs à huile avec contact possible avec l’huile

• Pour les transformateurs à huile, choisir des matériaux résistants à l’huile
• Réaliser des raccordements de câbles et de jeux de barres souples pour éviter les ponts phoniques
• Après le tassement initial (premiers jours sous charge), contrôler l’alignement et les raccordements

→ Toutes les classes de charge : Matériaux & caractéristiques techniques · Vérifier vos valeurs : Calculateur d’isolation

Fiches techniques correspondantes (PDF, en allemand) : Tapis en granulés de caoutchouc G1–G8 · Élastomères PUR

Appui sous galets, train de roulement et rails d’appui

De nombreux transformateurs reposent sur des galets, un train de roulement ou des rails d’appui. Le poids se concentre alors sur quelques petites surfaces. Pour le dimensionnement, ce n’est donc pas seulement le poids total qui compte, mais aussi la géométrie des points d’appui.

• Relever la géométrie d’appui : nombre, longueur et largeur des galets ou des rails, ainsi que leur entraxe.
• Prévoir des plaques de répartition : sous des galets ou des rails étroits, des plaques en acier répartissent uniformément la charge sur l’élastomère – la pression surfacique reste ainsi dans la plage admissible.
• Empêcher le glissement : bloquer les galets ou prévoir des butées latérales, sans créer de liaison rigide avec le massif.
• Tenir compte du contact avec l’huile : pour les transformateurs à huile, utiliser des matériaux résistants à l’huile ou protéger l’appui contre les fuites.
• Préparer le montage : le transformateur est brièvement soulevé pour mettre les appuis en place ; vérifier au préalable la hauteur de montage et l’accessibilité.
• Réaliser des raccordements souples : raccorder câbles, jeux de barres et conduites de refroidissement de façon flexible afin d’éviter tout pont phonique.

Exemple de calcul : transformateur de distribution sur patins en élastomère

Exemple simplifié, valeurs indicatives – le dimensionnement définitif est réalisé pour chaque projet. L’exemple montre le lien entre classe de charge, fréquence propre et taux d’isolation.

Grandeur	Hypothèse / calcul	Résultat
Transformateur	Poids en service 3 000 kg, 4 points d’appui sur le train de roulement, un patin de 100 × 100 mm sous plaque de répartition à chaque point	Surface d’appui 4 × 10 000 mm² = 40 000 mm²
Pression surfacique	3 000 kg × 9,81 / 40 000 mm²	≈ 0,74 N/mm² → granulés de caoutchouc classe G7 (jusqu’à 0,80 N/mm²)
Fréquence propre du support (hypothèse)	Valeur indicative granulés de caoutchouc : à partir d’env. 10–15 Hz, retenue ici de manière prudente	f0 ≈ 15 Hz
Fréquence d’excitation	double de la fréquence d’un réseau 50 Hz	100 Hz
Rapport de fréquences	η = 100 Hz / 15 Hz	≈ 6,7 (nettement au-dessus de √2 → zone d’isolation)
Taux d’isolation	1 − 1/(η² − 1) = 1 − 1/(6,7² − 1)	≈ 97,7 % soit ≈ 33 dB

Harmoniques et réseau 60 Hz – même support (f₀ ≈ 15 Hz), autres fréquences d’excitation :

Fréquence d’excitation	Rapport de fréquences η	Taux d’isolation	Réduction de niveau
100 Hz (fondamentale, réseau 50 Hz)	≈ 6,7	≈ 97,7 %	≈ 33 dB
120 Hz (fondamentale, réseau 60 Hz)	≈ 8,0	≈ 98,4 %	≈ 36 dB
200 Hz (harmonique)	≈ 13,3	≈ 99,4 %	≈ 45 dB
300 Hz (harmonique)	≈ 20,0	≈ 99,7 %	≈ 52 dB

Ces valeurs reposent sur un modèle à un degré de liberté non amorti sur support rigide. En pratique, elles sont généralement plus faibles, par exemple en raison de planchers souples ou de ponts phoniques via les câbles et les jeux de barres. C’est la plus basse fréquence d’excitation pertinente qui détermine l’accord. Les réglementations applicables au bruit et aux vibrations sont présentées dans notre page Normes & réglementation.

→ Vérifier vos valeurs avec le calculateur d’isolation

Déroulement de votre projet

Questions fréquentes

De quelles données avez-vous besoin pour le dimensionnement ?

Il est utile de connaître le poids du transformateur, le nombre et les dimensions des points d’appui, la fréquence du réseau, le lieu d’implantation (intérieur ou extérieur) et la présence éventuelle d’huile ou de produits chimiques.

Peut-on équiper un transformateur existant ?

Dans de nombreux cas, oui. Le transformateur est brièvement soulevé et les patins ou bandes sont positionnés sous les points d’appui ou le train de roulement.

Les tapis résistent-ils à l’huile ?

Pour les transformateurs à huile, nous recommandons des matériaux résistants à l’huile comme le NBR. Contactez-nous, nous choisirons le matériau adapté.

Comment tenir compte des harmoniques à 200 et 300 Hz ?

Outre la fondamentale de 100 Hz, un transformateur produit des harmoniques à 200 Hz, 300 Hz et au-delà. Comme elles se situent au-dessus de la fondamentale, un support qui isole bien à 100 Hz agit aussi, par le calcul, à ces fréquences – c’est la plus basse fréquence pertinente qui détermine l’accord. Il est important qu’aucun pont phonique via les câbles, les jeux de barres ou des fixations rigides n’annule l’effet aux fréquences plus élevées. Les valeurs figurent dans l’exemple de calcul ci-dessus.

Comment dimensionner pour un réseau 60 Hz (120 Hz) ?

Sur un réseau 60 Hz, le bourdonnement se situe au double de la fréquence du réseau, soit 120 Hz, et les harmoniques à 240 Hz et 360 Hz. Le dimensionnement suit le même principe, avec 120 Hz comme fréquence d’excitation ; à support identique, le taux d’isolation calculé augmente donc légèrement. Indiquez la fréquence du réseau dans votre demande, par exemple pour des installations destinées à l’export.

Cela vaut-il aussi pour les transformateurs secs ?

Oui. Les transformateurs secs enrobés et les autres transformateurs secs bourdonnent aussi au double de la fréquence du réseau et se montent de la même manière sur supports élastiques. En l’absence d’huile isolante, le choix du matériau est plus libre. Ces appareils sont souvent installés directement dans les bâtiments – le découplage du bruit solidien y est particulièrement important. Le dimensionnement dépend du poids, de la géométrie d’appui et du lieu d’implantation.

Comment reprendre les efforts horizontaux, par exemple en cas de court-circuit ou de séisme ?

Les appuis en élastomère sont avant tout dimensionnés pour la charge verticale. Les efforts horizontaux, dus par exemple à un court-circuit, à un séisme ou au transport, sont repris par des butées latérales ou des blocages avec interposition élastique, afin d’éviter toute liaison rigide avec le massif. La nécessité et l’intensité de ces efforts sont définies par le bureau d’études structure pour chaque projet ; nous adaptons le support en conséquence.

Quelle est la différence entre isolation à la source et isolation du récepteur ?

Pour l’isolation à la source, c’est la source de vibrations qui est montée sur support élastique – ici le transformateur – afin que le bruit solidien ne pénètre pas dans le bâtiment. Pour l’isolation du récepteur, on protège à l’inverse un appareil sensible contre les vibrations de son environnement, par exemple des instruments de mesure en laboratoire. Sous un transformateur, il s’agit presque toujours d’isolation à la source. Plus d’informations dans le glossaire.

Comment supprimer le bourdonnement d’un transformateur dans un bâtiment ?

Le bourdonnement à 100 Hz (réseau 50 Hz) se transmet surtout sous forme de bruit solidien par le massif. Un appui élastique sous les galets ou le châssis, accordé nettement en dessous de 100 Hz, interrompt ce chemin ; les câbles, jeux de barres et conduites doivent être raccordés de façon souple pour éviter les ponts phoniques. La part de bruit aérien rayonnée directement par la cuve n’est pas traitée par l’appui. Vérifiez l’accord avec le calculateur d’isolation.

Autres applications : Pompes & compresseurs · Machines CNC & presses · CVC & pompes à chaleur · Ferroviaire & transport · Construction navale & offshore · Bâtiments & fondations · Laboratoires & recherche
Savoir-faire & outils : Matériaux & caractéristiques techniques · Calculateur d’isolation · Tapis, plot ou ressort ? · Tapis inefficace ? · Téléchargements · FAQ · À propos