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Spécial “ 5es Assises sonore ”
59
Acoustique
&
Techniques n° 51
La figure 12 montre les résultats obtenus pour les deux
indicateurs en comparant d’une part les simulations entre
elles et d’autre part les simulations et la mesure. On observe
une fois de plus que les simulations numériques et analytiques
donnent des résultats très similaires, du moins pour les
indicateurs exprimés en dB(A). Par contre, les deux méthodes
de simulation ont une tendance à sous-estimer les niveaux
sonores faibles, c’est-à-dire pour les passages à grande
distance ou à faible altitude.
Afin d’expliquer ces écarts systématiques, il convient de
noter les conditions météorologiques particulières lors de la
campagne de mesure : la combinaison d’un vent portant (en
principe, favorable à la propagation) avec un fort gradient
de température (induisant des conditions défavorables à la
propagation). Il a été argumenté que les méthodes numériques
sont plus performantes que la méthode analytique dans de
telles conditions. Toutefois, les résultats expérimentaux
contredisent cette hypothèse. Il semble plus probable qu’il
faille trouver l’explication dans les hypothèses et simplifications
communes aux deux méthodes. Ainsi, on peut mettre en doute
la validité de la caractérisation «en moyenne» des profils de
vents et de température sans prise en compte de la turbulence
induite par la forte instabilité thermique.
Conclusions
Les projets Harmonoise et Imagine ont permis de développer
une nouvelle méthode analytique pour la prévision de la
propagation du bruit extérieur [10]. Contrairement aux
méthodes existantes (basées directement ou indirectement
sur la norme ISO 9613-2), elles permettent la prise en compte
de géométries complexes et une prise en compte réelle
des conditions météorologiques, et en particulier les effets
combinés de la température et du vent.
La nouvelle méthode a été testée et validée pour différentes
sources de bruit : routier, ferroviaire, industriel ou aéronautique.
Les niveaux sonores, exprimés en moyenne sur des périodes
assez longues, sont prédits avec une grande précision.
Toutefois, les écarts entre calcul et mesure croissent lorsqu’on
considère des périodes plus courtes (de l’ordre de 30 minutes
à quelques heures) ou des évènements isolés (le passage
d’un seul avion).
Au cours des projets, il a souvent été évoqué que les méthodes
numériques permettraient des prévisions au-delà des limitations
et des simplifications imposées par les méthodes analytiques,
en particulier pour ce qui concerne le calcul des niveaux
sonores dans des conditions météorologiques spécifiques.
Les validations expérimentales effectuées semblent invalider
ce postulat. Il semble plus réaliste d’admettre que, dans l’état
de l’art actuel, les deux méthodes souffrent des insuffisances
de la modélisation micro-météorologique retenue.
Plusieurs auteurs ont proposé des méthodes permettant la
prise en compte des variations temporelles et spatiales des
grandeurs atmosphériques dans les modèles numériques. En
absence de ces effets, lesméthodes numériques ne fournissent
guère plus d’informations que les méthodes analytiques et leur
principal intérêt réside dans l’expérimentation numérique –
infiniment moins coûteuse que l’expérimentation à l’échelle
réelle – nécessaire à la mise au point et à la validation des
méthodes analytiques. Les mêmes effets peuvent être intégrés
dans les modèles analytiques afin d’améliorer le calcul des
indices moyens sur de longues périodes ; la prévision des
niveaux instantanés ne pourra toutefois être envisagé que
dans une approche probabiliste.
Références bibliographiques
[1] Defrance J., “Méthode analytique pour le calcul de la propagation du bruit
extérieur”. Ph.D. Thesis, Université du Maine (1996).
[2] L’Espérance A., Herzog P., Daigle D.A., Nicolas J.R., “Heuristic model for
outdoor sound propagation based on an extension of geometrical ray theory in
the case of a linear sound speed profile”, Appl.Acoust. 37, pp. 111-139 (1992).
[3] Plovsing B., Kragh J., Nord2000. “Comprehensive outdoor sound propagation
model. Part 1: propagation in an atmosphere without refraction”. DELTA, report
AV 1849/00 (2001).
[4] Plovsing B., Kragh J., “Nord 2000. Comprehensive outdoor sound
propagation model. Part 2: propagation in an atmosphere with refraction”, DELTA
Acoustics & Vibration, report AV 1851/00 (2001).
[5] Chien C.F, Soroka W.W., ”A note on the calculation of sound propagation
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(1995).
[7] Almgren M., “Simulation by using a curved ground scale model of outdoor
sound propagation under the influence of a constant sound speed gradient”,
Journal of Sound and Vibration 118(2), pp. 353-370 (1987).
[8] Premat E., Defrance J. «Sound propagation above an impedance discontinuity
in the presence of meteorological effect, using a BEM formulation», Proceedings
of the 17th International Congress on Acoustics, Roma (2001).
[9] Wessels H.R.A., Velds C.A., “Sound propagation in the surface layer of the
atmosphere”. J.Acoust.Soc.Am. 74(1), pp. 275-280 (1983).
[10] Van Maercke D., Defrance J. “Development of an analytical model for
outdoor sound propagation within the Harmonoise project”, Acta Acustica United
with Acustica, Vol. 93 (2007), pp. 201-212.
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Prise en compte des effets météorologiques dans un modèle de propagation analytique pour la cartographie du bruit dans l’environnement