Version HTML de base
46
Spécial “ Acoustics’08 ” - Part II
Acoustique
&
Techniques n° 54-55
DEUFRABASE: une base de données franco-allemande pour la classification acoustique des revêtements de chaussée
Configurations géométriques et procédures
de calcul
Afin de simuler différentes situations routières réalistes
prenant en compte la nature des sols environnants ainsi
que les diverses conditions météorologiques, plusieurs
paramètres caractéristiques ont été sélectionnés. Ils sont
présentés dans les tableaux 1 et 2. Les données obtenues
après le calcul sont introduites dans la procédure de
classification.
Configurations et paramètres d’entrée
Dans l’ensemble des configurations étudiées, celles qui
sont mentionnées, cas 1-a et 1-b correspondent à la
configuration de référence normalisée [1].
Concernant les paramètres d’entrée (cf. Tableau 2), les
impédances des sols Z sont estimées, pour des surfaces
à réaction localisée par le modèle à un paramètre (
s
) de
Delany et Bazley [2] ou par le modèle phénoménologique
à trois paramètres (
s
,
W
et q²) [3] pour les surfaces de
chausses poreuses.
s
représente la résistance spécifique
au passage de l’air,
W
la porosité communicante et q²
la tortuosité. Les valeurs suivantes des paramètres
caractéristiques ont été considérées: pour l’herbe :
s
= 200 kNsm
-4
et pour le Béton Bitumineux Drainant
(BBDr) :
s
= 10 kNsm
-4
,
W
= 25 %, q² = 3,5. La hauteur
de source h
S
est 0,05 m [4] et la température T est 20°C.
Concernant les conditions météorologiques, le gradient
vertical de vitesse du son
0 h c
=∂∂
correspond à une
condition homogène de propagation qui se produit
principalement au lever et coucher du soleil. Pour les
calculs, nous choisirons
0 h c
=∂∂
pour la période diurne et
0 h c
>∂∂
correspondant à une condition favorable à la
propagation pour la période nocturne. En fonction de la
configuration géométrique et du temps de calcul,
h c
∂∂
a
été choisi entre 0,15 et 0,25 ce qui correspond à un effet
relativement important.
Procédures de calcul
Dans un objectif d’optimisation de la procédure, les
approches théoriques utilisées [5] ont été adaptées aux
situations à traiter.
Pour les cas les plus simples (1-a, 1-b, 1-c et 1-d) les
modèles analytiques basés sur la théorie des rayons
sonores sont parfaitement adaptés à la situation. Avec
ces modèles, les cas des sols hétérogènes et des écrans
acoustiques [6] avec des conditions atmosphériques
homogènes et favorables peuvent être aisément traités.
Pour des situations plus complexes (cas 2 et 4), les
approches numériques sont les mieux adaptées. Plusieurs
méthodes peuvent être utilisées. La première est basée
sur la formulation des Eléments de Frontières (BEM) [7-8]
tandis qu’une seconde est basée sur l’Equation parabolique
[9]. La méthode BEM est précise pour résoudre l’équation
des ondes en atmosphère non-réfractive mais en revanche,
elle peut conduire à des temps de calcul importants
pour des propagations à grande distance. Par ailleurs,
cette méthode présente l’avantage
de pouvoir traiter des configurations
complexes de terrain en présence ou
non d’obstacles. La méthode basée sur
l’Equation parabolique présente quant
à elle l’avantage de pouvoir résoudre
les problèmes de propagation au
voisinage de sols mixtes présentant
une topographie irrégulière, en zone
de réfraction et en présence de
turbulence atmosphérique.
Les atténuations sonores calculées,
excédentaires par rapport au champ
libre, ont été utilisées dans la
procédure de classification qui a déjà
été largement détaillée dans [10].
Procédure de classification
Calcul du LAeq
La procédure de classification est basée sur le calcul
du LAeq en façade, en fonction du niveau de pression
sonore maximum LAmax au passage d’un véhicule.
Après identification des divers LAeq pour les périodes
de jour, soirée et nuit, le Lden peut être estimé pour
chaque situation et chaque famille de revêtements. Cette
procédure [11] nécessite de connaître les informations
suivantes :
- La composition du trafic pour les périodes de jour [6:00-
18:00], de soirée [18:00-22:00] et de nuit [22:00-6:00]
pour chaque classe de véhicules : véhicules légers (n
VL
) et
véhicules lourds (n
PL
),
- La vitesse de référence pour chaque classe de véhicules
(V
Ref
),
- Le niveau de pression sonore maximum au passage,
pondéré A, (LAmax en valeur globale ou en bandes de
1/3 d’octave) au microphone de référence, positionné à
proximité du bord de chaussée, à 7,50 m de l’axe de la voie
de droite et à 1,20 m au-dessus de la surface de chaussée
(Cas 1-a), pour chaque classe de véhicules, en conformité
avec la méthode statistique au passage (SPB) [1],
- Le nombre et la largeur des voies de circulation,
- Les différents paramètres d’entrée détaillés dans
le Tableau 2,
Cas
Configurations géométriques
1-a Terrain plan et sol homogène - Distance courte
1-b Terrain plan et sol mixte avec une discontinuité d’impédance - Distance courte
1-c Terrain plan et sol homogène – Longue distance
1-d Terrain plan et sol mixte avec une discontinuité d’impédance - Longue distance
2-a Remblai et sol homogène
2-b Remblai et sol mixte avec une discontinuité d’impédance
3-a Déblai et sol homogène
3-b Déblai et sol mixte avec une discontinuité d’impédance
4-a Écran acoustique et sol homogène
4-b Écran acoustique et sol mixte avec une discontinuité d’impédance
Tabl. 1 : Configurations routières
Geometrical road configurations