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Acoustique
&
Techniques n° 46-47
Lors d’une campagne d’essais de mesures de bruit au
passage, on a testé l’impact du serrage des attaches de
rail sur le bruit émis dans l’environnement. Le bruit émis a
été mesuré pour une voie avec son serrage initial et pour
cette même voie après resserrage des attaches. La voie avait
été caractérisée avant et après resserrage des attaches.
On obtient donc les taux de décroissance pour les deux
configurations mesurées ainsi que les spectres d’émission
du bruit global au passage d’un train.
On observe directement l’impact du resserrage des attaches
et donc de la raideur de la semelle sous rail sur les taux de
décroissance. La voie ne respectait pas initialement le gabarit
limite spécifiée dans la STI [4], [9]. Après resserrage des
attaches, cette voie devient conforme à la STI. On retrouve
bien l’influence de la raideur de la semelle sur la chute du
taux de décroissance. En raidissant la semelle, on augmente
la fréquence de découplage rail/traverse et la chute du taux
de décroissance intervient plus haut en fréquence (à partir de
cette fréquence de découplage). Les hauts niveaux de taux
de décroissance sont maintenus sur une plus large bande de
fréquence. La raideur du système d’attache vient également
influencer l’amplitude du taux de décroissance.
Le lien entre taux de décroissance et spectre de bruit émis
est directement observable grâce à ces deux figures. Un
gain entre deux taux de décroissance se retrouve sur le
spectre de bruit émis, proportionnellement (conformément
au paragraphe page 28) et dans la bande de fréquence où le
rail est fortement émissif.
La puissance acoustique rayonnée par la voie peut être
limitée soit en spécifiant des valeurs limites pour le taux de
décroissance ; ici la voie resserrée devient conforme à la STI
et le gain obtenu en terme de bruit émis se retrouve
directement, soit en imposant des paramètres de
voie particuliers, comme le serrage des attaches
de rail et indirectement la raideur des semelles sous
rail. Ce paramètre influe directement sur le taux de
décroissance et donc sur le bruit global émis.
Impact sur le bruit émis de la pose d’absorbeur
dynamique sur le rail
Parmi les solutions de réduction du bruit de roulement,
on s’intéressera plus particulièrement, à la pose en
voie d’absorbeurs dynamiques sur le rail, qui consiste
à agir au niveau de la réponse et du rayonnement de
la voie.
L’absorbeur dynamique de voie est un système
mécanique à un ou plusieurs degrés de liberté de
type masse-ressort dont l’objectif est d’atténuer la
propagation des vibrations mécaniques dans le rail.
Il agit en augmentant artificiellement le coefficient
d’amortissement intrinsèque du rail.
Le principe d’action de l’absorbeur dynamique consiste à
transférer l’énergie mécanique se propageant dans le rail vers
l’absorbeur au sein duquel elle sera alors dissipée. Les zones
fréquentielles privilégiées de ce transfert sont essentiellement
situées à proximité de la (ou des) fréquence(s) de résonance
de l’absorbeur.
De même, on va faire en sorte ici de caler les fréquences
de résonance du système masse-ressort pour décaler en
fréquence la chute du taux de décroissance. Les absorbeurs
décalent cette chute et maintiennent les performances du
taux de décroissance dans une zone allant de la fréquence
de découplage rail/traverse à une fréquence d’environ 2 000
Hz : là où le rail est fortement émissif.
Le principe d’action de l’absorbeur est bien observé sur la
courbe de taux de décroissance (Figure 13).
Fig. 11 : Taux de décroissance vertical en fonction des tiers
d’octave, avant et après resserrage des attaches de rail
Fig. 12 : Niveau de bruit émis au passage par un TGV
(vitesse = 200 Km/h), à 7m50 de la voie.
Comparaison : voie avec serrage initial / voie resserrée
Fig. 13 : Taux de décroissance vertical en fonction des
tiers d’octave, avec et sans absorbeurs sur le rail
Caractérisation vibro-acoustique
d’une voie ferrée
Approfondissons…