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Journée SFA / Renault / SNCF
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Acoustique
&
Techniques n° 44
L’ensemble du dispositif a été conçu pour assurer une
stabilité suffisante des microphones (faibles vibrations),
une transparence acoustique et aérodynamique maximale,
ainsi qu’une grande souplesse d’utilisation lors du montage
- démontage des capteurs.
Le système d’acquisition embarqué à bord du véhicule,
et développé par 01dB-METRAVIB, comprend 5 canaux :
3 pour les microphones de mesure, un pour l’information
tachymétrique et le dernier pour l’enregistrement de
commentaires éventuels de l’opérateur lors des mesures.
La tachymétrie permet de séquencer l’intégration
des signaux acoustiques tous les tours de roue, mais
également de mesurer la vitesse moyenne et de localiser
la zone de mesure. Ainsi à chaque tour de roue, on dispose
d’un niveau de pression acoustique équivalent et de son
spectre intégrés spatialement (et non temporellement)
sur des tronçons de même longueur quelle que soit
la vitesse du véhicule de mesure, et cela pour chacun
des trois microphones. Une section routière est donc
découpée en tronçons de même longueur sur lesquels
on dispose de trois mesures acoustiques et d’une vitesse
de circulation.
À noter que le déclenchement de l’acquisition peut
s’effectuer par intervention manuelle de l’opérateur
ou automatiquement par l’intermédiaire d’un capteur
infrarouge fixé à l’extérieur du véhicule, lorsque ce dernier
rencontre une surface rétro-réfléchissante (bande de
type nid d’abeille en bordure de voie par exemple). Cette
facilité permet d’une part de localiser précisément les
différents évènements acoustiques rencontrés, et d’autre
part d’effectuer plusieurs passages tout en caractérisant
exactement les mêmes tronçons routiers. Ces différents
passages peuvent s’effectuer soit à la même vitesse
pour obtenir un résultat moyen minimisant l’erreur
systématique, soit à différentes vitesses pour déterminer
la loi de variation du niveau sonore en fonction de la
vitesse de circulation. La première procédure est utilisée
dans le cas du contrôle de performances d’un revêtement
spécifiées dans un cahier des charges, la seconde dans
le cas d’une qualification de revêtement (étiquetage d’un
produit).
Qualification de la méthode
Immunité au bruit aérodynamique
L’objectif des investigations menées était de connaître
qualitativement et quantitativement les effets
aérodynamiques au voisinage des microphones de
mesure, afin de cerner le domaine de validité de la
mesure de bruit de roulement, et d’optimiser le choix des
protections anti-vent des microphones.
Dans ce dessein, l’équipe du Laboratoire régional des
ponts et chaussées d’Autun a d’abord travaillé de façon
statique en laboratoire, avec des matériels de prise
de son et des géométries aussi proches que possible
des montages existant sur le véhicule d’essais. Puis, le
déplacement du véhicule a été simulé, par la génération
d’un flux d’air variable (ventilateur) afin d’observer,
mesurer et analyser, les phénomènes aéro-acoustiques
induits. Ainsi, le bruit aérodynamique a été mesuré à
différentes vitesses de flux d’air pour plusieurs types
de protections anti-vent des microphones : une boule
anti-vent standard (B&K UA 237), une bonnette anti-
vent et anti-pluie, une ogive anti-vent (B&K UA 386), une
ogive anti-turbulence (B&K UA 436), une boule profilée
(fabriquée par le LREP) (figure 2). On peut observer que
le bruit aérodynamique est relativement élevé ; il peut
atteindre 90 dB (A) à 100 Km/h, même en présence
d’une boule anti-vent. Il suit une évolution logarithmique
en fonction de la vitesse du flux d’air :
L
aero
= a log
10
(V
air
) + b
avec V
air
la vitesse d’écoulement en Km/h, a
≈
60 à 65, et
b dépendant du type de protection.
Les ogives anti-vent ou anti-turbulence sont moins efficaces
pour réduire le bruit aérodynamique que la boule anti-vent
standard et que la boule profilée réalisée par le LREP.
Des tests aérodynamiques intégrant les barres de
maintien du dispositif sur le véhicule porteur ont permis de
vérifier que l’influence de celles-ci sur les niveaux sonores
mesurés est faible.
Enfin, des essais en dynamique ont été menés sur
piste avec un véhicule d’essais, afin d’évaluer et valider
les vitesses d’écoulement d’air autour des protections
microphoniques. Il apparaît que la vitesse d’écoulement
de l’air sur les microphones latéraux (n°1 et n°2, les plus
exposés) est très proche de la vitesse du véhicule (figures
3 et 4).
Fig. 2 : Niveaux de bruit aérodynamique en fonction de la
vitesse pour différentes protections (LRPC Autun)
Fig. 3 : Mesure in situ des vitesses d’écoulement
d’air par tube de Pitot (LRPC Autun)
Une méthode de mesure du bruit de contact pneu-chaussée pour caractériser les revêtements routiers