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Approfondissons…
Acoustique
&
Techniques n° 42-43
appuyée sur le monopole dont elle jouissait. Organisme
d’État, elle avait en effet à assurer une mission de service
public, ce qui impliquait qu’elle soit au service de la
collectivité et qu’elle contribue non seulement à préserver
sa qualité de vie mais aussi à l’améliorer.
En ce qui concerne la protection antibruit, cette obligation
inhérente à sa mission se traduisit par de nombreux travaux
portant sur les aspects les plus divers de l’acoustique
ferroviaire afin de mieux comprendre la naissance du bruit
dans les rames et sur les lignes et de définir les solutions
et améliorations appropriées. Ces travaux furent confiés
par la Bundesbahn à son service des essais. Pour disposer
d’une vue d’ensemble sur les activités de ce service, on
peut se référer aux deux éditions du manuel [31] et à
l’importante bibliographie qu’elles contiennent. Il peut être
intéressant à titre d’exemple d’exposer le travail de ce
service dans le contexte des ponts de chemin de fer, pour
lesquels on utilisa après 1945 des types de conception
et de réalisation très différents et dont les effets sont
également très différents du point de vue acoustique.
On s’aperçut grâce à des études systématiques que la
fixation des rails sur un pont et les différences d’élasticité
(en fonction du lit de ballast, par exemple) influençaient le
niveau de bruit propagé en milieu aérien. Un emploi ciblé
de paliers d’appui pour les rails et la modification de la
conception d’ensemble et de la pose (ajout d’éléments
amortissants) permit de diminuer de 15 dB le niveau
de pression acoustique A généré par les ponts en tôles
d’acier. Les résultats obtenus dans le cadre de ces études
permirent à leur tour d’adapter l’acoustique des ponts de
chemin de fer aux contingences locales dès le stade de la
planification [31].
L’efficacité du travail fourni par le service des essais
déboucha finalement sur la création d’un département
spécialisé où étaient centralisées toutes les questions
touchant à l’acoustique ferroviaire. Du fait de son
implantation directe au siège de la Bundesbahn - le
Bundesbahnzentralamt
- et de sa place tout en haut de
l’organigramme, ce département en charge de toutes les
questions et de tous les problèmes liés aux techniques
acoustiques a contribué non seulement à les valoriser
mais aussi à leur ouvrir de nouvelles perspectives et à
leur conférer un nouvel élan.
Au fil de ses travaux, la Deutsche Bahn a coordonné la
planification et la réalisation de nombreuses solutions
visant à diminuer les nuisances sonores. Elle a élaboré
les directives nécessaires à la saisie et à l’évaluation des
différentes situations acoustiques liées au trafic ferroviaire.
Grâce aux activités de recherche et de développement
qu’elle a soit directement assurées, soit commanditées,
elle a élargi et approfondi les connaissances acoustiques
spécifiques aux chemins de fer.
Ce travail a produit des résultats remarquables tels que :
- L’analyse et l’évaluation du bruit de passage des trains
dans le cadre d’une étude interdisciplinaire à grande échelle
menée dans les années 80 qui a motivé l’introduction en
1990 du
bonus rail
de 5 dB (A) par rapport au trafic routier.
La justification de ce
bonus rail
a pu être globalement
confirmée par une étude récente sur les effets du bruit
et même si l’on peut souhaiter quelques éclaircissements
supplémentaires sur certains points précis, le résultat
obtenu ne remet pas en question la justification de ce
bonus appliqué au rail.
- La définition et l’entrée en vigueur en 1976 d’une directive
intitulée :
Schall 03
dont l’importance est comparable
à celle de la directive RLS 90. Elle définit la valeur des
émissions en fonction de la vitesse, de la longueur des
trains et d’autres paramètres spécifiques aux rames ainsi
que les modes de calcul applicables à la propagation du
bruit.
- Des études technico-acoustiques poussées pour
accompagner le développement et l’utilisation des voies
sur dalle (VSD) installées sur tous les nouveaux tronçons
du fait de leurs faibles coûts d’exploitation et d’entretien.
- Les calculs, les analyses et les essais théoriques
complexes ont visé à la fois des solutions à court terme
(revêtements absorbants par exemple) et d’autres à long
terme (construction de superstructures peu bruyantes) afin
d’éviter - ou tout du moins de compenser - l’augmentation
du niveau sonore lié à l’introduction des voies sur dalle.
- L’étude poussée de la formation sur les rails de rainures
dues à l’usure ondulatoire ainsi que du bruit de roulement
provoqué par les aspérités des roues et des rails. Le
modèle de simulation mis au point permet de calculer le
niveau sonore des trains à leur passage à partir du profil
des aspérités. Cette simulation prend en compte les
paramètres de construction des superstructures et des
matériaux, ce qui permet de l’utiliser également pour la
conception acoustique des superstructures ferroviaires.
- La mise en évidence que le bruit de roulement moyen
sur un tronçon donné est directement lié à l’état des
rails (aspérités, rainures). Le lien de cause à effet une
fois établi, on a pu mettre au point un procédé reconnu
de surveillance des voies : une voiture électro-technique
surveille régulièrement l’état des rails et, dès que certains
critères sortent des plages de tolérance, on remédie à la
situation en rectifiant la surface des rails.
- La mise en évidence que la dégradation des surfaces
fonctionnelles des roues provoquées par les freins à
sabots entraîne une augmentation notable du niveau de
Fig. 10 : Étude de l’absorption maximale possible d’une
voie sur dalle avec utilisation de la limite de gabarit
d’espace libre (absorbeur en caoutchouc recyclé)
100 ans d’ingénierie acoustique allemande appliquée aux techniques de réduction du bruit