Nuisances sonores aéroportuaires - Centre d'information et de ...

Quels sont les phénomènes jouant un rôle dans la
propagation du bruit considérés dans le cadre de cette
étude ? La hauteur de la source, du récepteur et la distance
qui les sépare. La dissipation par absorption atmosphérique,
dont la contribution sera facile à estimer (cf. norme
ISO 9613). Ce paramètre est à prendre en compte dans les
calculs ; il constitue même une opportunité de s’affranchir
de certains calculs coûteux, notamment en haute fréquence,
pour les grandes distances. Les effets de sol : hypothèse est
faite d’un sol homogène, mais dont la résistance au passage
de l’air est variable. Enfin, dernier paramètre considéré, les
effets micro-métérologiques : leur incorporation se fait au
moyen de plages de profils de célérité effective, basés sur
des profils de vent et de température issus d’observations
météorologiques. La turbulence atmosphérique est aussi
prise en compte. L’effet des obstacles, le plus souvent
tridimensionnel, est en revanche mis de côté pour le
moment dans cette étude.
Le déroulement de l’étude
Quelles sont les hypothèses de travail ? Une source
ponctuelle, omnidirectionnelle, dont on fera varier la
hauteur ; un sol plan, homogène, en présence d’effets
micro-métrologiques ; un récepteur, situé à une distance et
une hauteur variables. Quelques spectres typiques des
sources routières, ferroviaires et industrielles, une dizaine
tout au plus, vont être considérés.
Fait important, les plages de paramètres sont choisies de
telle façon qu’une précision de l’ordre de +/- 1 dB(A) soit
obtenue sur l’ensemble des types de sources. Compte tenu
de la complexité des cas concrets, cet ordre de grandeur des
variations est tout à fait satisfaisant.
La méthode consiste donc à définir les plages pour chaque
paramètre, en cohérence les +/- 1 dB(A) de variation définis
sur des cas « enveloppe », et à réduire notablement le
nombre de cas à prévoir (ou à mesurer). Deuxième acte de
la méthode : réaliser des calculs et des mesures définis pour
l’ensemble de ces plages de paramètres, et (ou) des mesures
couvrant l’ensemble des cas possibles, de manière couplée
avec des modèles plus ou moins évolués, selon les
phénomènes considérés.
Les limites adoptées pour la hauteur de la source sont
comprises entre 5 cm (bruit routier), et 50 m (bruit
industriel). Six hauteurs de référence ont d’ores et déjà été
arrêtées : 5 cm ; 1 m (hauteur équivalente côté récepteur) ;
2 m ; 4 m (hauteur imposée par la directive bruit ambiant) ;
10 m (hauteur intéressante pour les calculs météo) et 50 m
(à compléter en interaction avec les résultats d’une étude
de sensibilité réalisée pour l’effet de sol). Côté récepteur,
les hauteurs limites sont comprises entre 1 et 10 mètres. La
distance entre la source et le récepteur, elle, varie entre
une vingtaine de mètres et mille mètres. Le but étant
d’obtenir les classes de distance correspondant à une
variation de +/- 1 dB(A), avec un effet de sol de type
herbeux (effet de décroissance maximum au centre du
spectre et donc en dB(A)). Des gains significatifs peuvent
être ainsi obtenus sur le nombre de calculs, pour peu que les
paramètres soient fixés à l’avance.
pour chaque tiers d’octave, le nombre de valeurs de
fréquence considérées pour le calcul, tout en restant
compatible avec la précision de l’ordre du décibel fixée
initialement. Ce principe a été validé par une étude menée
sur les phénomènes de lissage. Classiquement, l’examen de
la littérature montre qu’une moyenne de 10 points est
considérée par tiers d’octave. Avec cette approche
optimisée, le gain sur le nombre de calculs à réaliser est
d’un facteur deux ou trois.
Il en va de même pour la délimitation du domaine spatial :
jusqu’à quelle fréquence et à quelle distance arrêter les
calculs ? Pour répondre à cette question, l’examen des
courbes d’absorption atmosphérique suffit. Il en ressort une
faible influence des hautes fréquences à grande distance :
typiquement, à partir de 1000 mètres de distance, toutes les
fréquences supérieures à 1600 Hz peuvent être négligées.
Sans que l’exigence de précision de 1 dB(A) sur l’ensemble
des types de sources ne soit remise en cause. Cette
simplification constitue un gain sur le nombre de calculs à
réaliser, gain qui, cette fois, est de facteur 10.
Pour l’effet de sol, phénomène sur lequel les travaux de
l’équipe sont moins aboutis, l’unique paramètre considéré
est la résistance au passage de l’air σ. Les valeurs de σ sont
comprises entre 100 kNsm - 4 (sol très absorbant) et 20 000
kNsm - 4 (sol très réfléchissant). Là encore, les plages de
σ sont déterminées par des calculs relativement
conservatifs : un premier calcul est réalisé en conditions
homogènes (calculs analytiques), puis un test et une
correction éventuelle des plages obtenues sont effectués en
conditions favorables.
Concernant enfin l’influence de la météorologie, le registre
de vent adopté s’inscrit dans la plage de vitesses [0 ;10
m/s], pour une hauteur de référence de 10 m. À ce stade, il
convient de considérer des plages de profils réalistes, en
termes de température notamment. Une consultation de
météorologues a été menée dans l’intention de définir les
types de profils possibles, étant données des conditions de
vent et d’humidité fixées. Quand bien même des plages de
profils de célérité effective (lin-log) peuvent ainsi être
déterminées, il faut garder à l’esprit que la direction du
vent peut influer. L’influence de la turbulence n’est bien
entendu pas occultée, mais faute de pouvoir mener des
calculs pour chaque valeur de ce paramètre, on s’en tiendra
à des ordres de grandeur s’appuyant sur des modèles de
diffusion simplifiés, associés à quelques calculs de référence
avec l’équation parabolique.
Enfin, la limite basse associée aux niveaux calculés est fixée
à 25 dB(A), soit le bruit résiduel propre à une zone assez
calme. Pour ce faire, des spectres de référence de bruit
résiduel sont intégrés au modèle, afin de pouvoir écarter les
situations qui, pour une fréquence donnée, correspondraient
à un niveau inférieur à 25 dB(A).
Autre choix important, la gamme de fréquence, pour les
mesures comme pour les calculs, s’étend quant à elle de 50
Hz à 4 kHz. Mais avec un principe systématique : optimiser,
La campagne d’essai sera réalisée sur le site de recherche
atmosphérique de Lannemezan (Hautes-Pyrénées). Ce site
Actes des 4 es Assises de la qualité de l’environnement sonore — Avignon — 18, 19 et 20 janvier 2005 PAGE 57