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Spécial “ 5es Assises sonore ”
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Acoustique
&
Techniques n° 51
Calcul prévisionnel du bruit en milieu urbain : limites des approches actuelles et perspectives
sonore et le récepteur Figure1(a)), lorsque celui-ci existe,
les trajets réfléchis sur des parois planes verticales, en
considérant l’hypothèse de réflexion spéculaire (l’angle de
réflexion est égal à l’angle d’incidence), les trajets diffractés
par les arêtes horizontales et verticales, comme le bord d’un
écran ou d’un bâtiment (Figure1(b)). Pour chacun des trajets,
il faut alors considérer la divergence géométrique qui traduit
l’affaiblissement du niveau sonore en fonction de la distance
de propagation, l’absorption atmosphérique due aux effets
visco-thermiques lors de la propagation du son dans l’air,
en fonction de la distance de propagation, les effets de
sol, résultant de l’interférence entre l’onde sonore réfléchie
par la surface du sol et le rayonnement direct, et fonction
de la nature plus ou moins acoustiquement absorbante
des sols. Plus précisément, les effets de sol sont pris en
compte par l’intermédiaire d’un coefficient d’absorption
en énergie. Enfin, et de manière à prendre en compte les
effets météorologiques sur la propagation du son, la NMPB
intègre plus particulièrement des termes correctifs définis
pour des conditions «favorables» à la propagation ou pour
des conditions «homogènes».
Ce que les approches «opérationnelles» ne
prennent pas en compte…
Limite entre le milieu semi-ouvert (périurbain) et le
milieu urbain
Comme nous l’avons déjà signalé plus haut, les méthodes de
prévision acoustique en milieu extérieur ont été développées
pour des milieux de propagation «ouverts». Par cette dernière
expression, il faut comprendre des milieux de propagation
pouvant présenter quelques obstacles, bien détachés les
uns des autres, comme des bâtiments ou des écrans
acoustiques dans une zone périurbaine. Dans ces conditions,
ces méthodes donnent des résultats très satisfaisants. Le
cas du milieu urbain est complètement différent, puisque
la densité de bâtiments est telle qu’il n’est pas possible de
les considérer individuellement. Ces bâtiments forment des
réseaux de rues qui vont contribuer à des phénomènes
propagatifs propres, et qui sont détaillés par la suite.
Les multiples réflexions et la diffusion de façade
Les méthodes classiques considèrent que la réflexion
acoustique d’une onde sur une façade est exclusivement
spéculaire, ce qui revient à considérer que les façades
agissent comme des «miroirs parfaits». Cependant,
la morphologie réelle d’une façade est de très loin
différente d’une surface parfaitement plane. La présence
d’irrégularités de façade (menuiseries, pierres de taille,
renfoncements…) donne naissance à des réflexions
sonores dans d’autres directions que la réflexion
spéculaire (Figure1(a)) : on parle alors de «réflexions
diffuses» ou de «diffusion de façade» (Figure 1(c)). La
«forme» de la diffusion dépend en général de la taille et la
distribution des irrégularités de façades, mais également
de la fréquence et de la direction d’incidence de l’onde
sonore (Figure 2).
Pour caractériser la «capacité» des façades à produire des
réflexions diffuses, il est commun d’introduire un coefficient
de diffraction d compris entre 0 et 1, semblable à celui
Fig. 2 : Définition de limite entre la réflexion spéculaire et la diffusion (utilisation du critère de Rayleigh), en fonction
de la fréquence de l’onde sonore incidente et de la taille des irrégularités de façade, pour plusieurs angles
d’incidence (0°, 40°, 60°, 80°) et en incidence aléatoire. Par exemple, à 3500Hz, en incidence aléatoire,
les irrégularités de façade dont la taille est supérieure à 10cm génèreront des réflexions diffuses
Rayleigh Criterion versus the frequency, for several incident angles (0°, 40°, 60°, 80°, and random
incident). It defines the limit between specular and diffuse reflection in function of the size of the building
irregularities. For example, at 3500Hz, in random incidence, irregularities of 10cm will produce diffusion