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Spécial “ CFM 2007 ”
Acoustique
&
Techniques n° 50
Modélisation de la propagation acoustique à
moyenne distance du bruit des trains à grande
vitesse
e nombreuses études se sont intéressées à la propagation
acoustique dans l’atmosphère pour une source stationnaire et
ponctuelle, et les phénomènes physiques à considérer sont
connus : effet de l’impédance du sol et de la topographie,
réfraction due aux profils moyens de température et de
vent, diffusion par la turbulence atmosphérique, etc. Dans le
contexte du bruit ferroviaire, et en particulier du train à grande
vitesse (TGV), la source est en mouvement, et ses dimensions
sont grandes par rapport aux longueurs d’onde acoustiques ;
la source ne peut donc plus être considérée comme
compacte. Une campagne expérimentale est présentée dans
le paragraphe 2, pendant laquelle des mesures acoustiques
ainsi que des mesures météorologiques ont été réalisées. Puis
un modèle de propagation du bruit de TGV est proposé dans
le paragraphe 3. Ce modèle est basé sur la décomposition
du train en un ensemble de sources ponctuelles équivalentes.
Il peut être utilisé pour déterminer les sources sur lesquelles
doivent porter les efforts de réduction, et évaluer l’impact
des solutions de réduction de bruit au niveau des sources sur
le bruit au passage. Ce modèle permet également d’étudier
l’effet des conditions de propagation de façon réaliste.
Mesures acoustiques aux passages de TGV
Une campagne de mesures a été menée par l’Agence d’Essais
Ferroviaires en mai 2003 sur le site de Pierrelatte. Des
mesures de niveaux acoustiques ont été réalisées à courte
distance (7,50 m et 25 m) et à moyenne distance (150 m,
300 m et 600 m). Dans le même temps, un mât météo a
permis de mesurer la température, la vitesse du vent et sa
direction à 2 et 10 mètres de hauteur. Enfin, l’impédance du
sol a été mesurée en différents points sur le site expérimental.
Sept passages de TGV pendant l’après-midi du 26 mai 2003
sont étudiés ici ; la vitesse de ces passages est proche, entre
295 et 300 Km/h. Le niveau de pression équivalent pondéré A
sur le temps T est défini par :
L
Aeq,T
=
10 log
10
1
T
10
L
A
t
( )
10
t
0
t
0
+
T
dt
,
,
(1)
avec L
A
(t) le niveau de pression pondéré A instantané.
Benjamin Cotté, Philippe Blanc-Benon
LMFA
UMR CNRS 5509
École Centrale de Lyon
36 avenue Guy de Collongue
69134 Ecully CEDEX
E-mail : benjamin.cotte@ec-lyon.fr
E-mail : philippe.blanc@ec-lyon.fr
Cora Cremezi-Charlet, Franck Poisson
SNCF
Direction de l’Innovation et de la Recherche
45 rue de Londres
75739 Paris CEDEX 08
E-mail : cora.cremezi@sncf.fr
E-mail : franck.poisson@sncf.fr
Résumé
Cette étude a pour but d’identifier les paramètres influant sur la propagation
acoustique du bruit émis par des trains à grande vitesse (TGV). Une
campagne expérimentale est présentée, pendant laquelle des passages de
TGV ont été enregistrés à des distances de la voie comprises entre 7,50
et 600 mètres. Des mesures de température et de vent ont également
été réalisées pour caractériser les conditions atmosphériques pendant
les passages. Les profils moyens de température et de vent sont estimés
à partir des mesures à l’aide de la théorie de la similitude. Un modèle de
propagation du bruit de TGV est ensuite présenté. Dans une première étape,
le train est décomposé en un ensemble de sources équivalentes. Dans une
seconde étape, un modèle de propagation analytique est utilisé pour calculer
le niveau acoustique au récepteur. Les résultats du modèle sont comparés
aux mesures en champ acoustique proche.
Abstract
This work is aimed at identifying the relevant parameters for high speed train
noise propagation. An experimental campaign is presented during which high
speed train pass-bys have been recorded at distances from the track ranging
from 7.50 to 600 meters. Temperature and wind speed measurements have
also been performed to characterize the atmospheric conditions during the
pass-bys. Mean temperature and wind speed profiles are estimated from the
measurements using similarity theory. A model for high speed train noise
propagation is then presented. In a first step, the train is modelled as a set
of equivalent sources. In a second step, an analytical propagation model is
used to calculate the sound pressure level at the receiver. Model results are
compared to the measurements in the near-field.
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