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Acoustique
&
Techniques n° 46-47
De même, le lien entre taux de décroissance et spectre de bruit
émis est directement observable grâce à ces deux figures. Le
gain entre les deux taux de décroissance se retrouve sur le
spectre de bruit émis dans la zone d’émission du rail.
La puissance acoustique rayonnée par la voie est ici limitée
en agissant directement sur la propagation des ondes dans le
rail et donc sur le comportement du taux de décroissance par
l’intermédiaire d’absorbeurs dynamiques sur le rail.
Etude statistique du bruit de roulement
Les paramètres de la voie (et ceux du matériel) présentent une
dispersion naturelle. Une étude statistique de ces paramètres
était donc nécessaire et pertinente.
Une banque de données sur les voies françaises en terme de
caractéristiques dynamiques (taux de décroissance des ondes
dans le rail et raideur de semelle sous rail) et de rugosités de
rail a été initiée.
On a recensé ainsi différents sites de lignes classiques et
de lignes à grande vitesse avec des composants de voie
différents.
Une base de données complémentaires a également été
constituée : différentes rugosités de roue pour différents
types de matériels présentant différents types de freinage.
Les mesures ont concerné des roues freinées disque (TGV),
des roues freinées fonte (CORAIL, TER ou FRET) et des roues
freinées composite (CORAIL, TER ou FRET).
Pour chaque série de mesures (rugosité et taux de
décroissance), et pour chaque tiers d’octave (en longueur
d’onde pour les rugosités de voie et en fréquence pour les
taux de décroissance), la valeur moyenne et l’écart type de la
distribution empirique mesurée ont été calculés.
Variabilité des spectres de rugosité
Pour la rugosité de rail, on a relevé 13 échantillons pour les
Lignes Classiques et 23 pour les lignes à Grande Vitesse. On
trace la valeur moyenne ainsi que les valeurs moyennes à +/-
2 en écarts-type.
On trace également le gabarit limite pour la rugosité de rail
défini par la réglementation européenne (STI) pour la voie de
référence. On peut constater que la valeur moyenne pour
les lignes classiques est proche de la limite spécifiée dans
la STI et que la valeur moyenne pour les lignes LGV est aussi
inférieure à cette limite. Ceci qui garantit la représentativité
opérationnelle des valeurs prises dans la STI.
Pour les rugosités de roues, on a également noté les valeurs
moyennes et les valeurs moyennes à +/- 2 en écarts-types.
On observe, ci-dessous, le spectre pour les 39 échantillons
de roues freinées avec des semelles en composite:
On remarque que la valeur moyenne des rugosités de roues
freinées composite est significativement inférieure (d’environ
5 dB) à la limite choisie pour la rugosité de la voie dans la
STI. La qualité de voie spécifiée dans la réglementation
européenne ne permettra que difficilement de discriminer les
performances acoustiques des matériels freinés avec des
semelles en composite.
Variabilité des spectres de taux de décroissance des ondes
dans le rail
La base de données regroupant les différentes voies étudiées
comprend 21 mesures de taux de décroissance.
Dans un premier temps, afin de pouvoir calculer la « moyenne»
et l’écart type, on sépare les différentes mesures par
Fig. 14 : Niveau de bruit émis au passage par des wagons
fret (vitesse = 80 Km/h), à 7m50 de la voie.
Comparaison : voie avec et sans absorbeurs
Fig. 15 : Rugosité du rail sur Lignes classiques
françaises (13 échantillons)
Fig. 16 : Spectre de rugosité de roues freinées composite
Caractérisation vibro-acoustique
d’une voie ferrée
Approfondissons…