Version HTML de base
29
es bruits générés par les véhicules, les aéronefs ou
les batteries d’artilleries peuvent être détectés à plusieurs
kilomètres voire dizaines de kilomètres [1]. La maîtrise
de la furtivité de ces équipements ou des performances
des systèmes de détection correspondants est une prio-
rité pour les forces armées.
À grande distance, les signaux acoustiques sont grande-
ment influencés par les conditions environnementales,
c’est-à-dire par les conditions atmosphériques, la nature
du sol, le relief, la végétation, ...
Le vent et les gradients de température réfractent les
ondes acoustiques. On peut observer ainsi un renforce-
ment du niveau acoustique ou, au contraire, la création
de zones d’ombre (ou de silence). Ces phénomènes sont
observables au cours de journées différentes ayant des
situations météorologiques très marquées ou au cours
d’une même journée, compte-tenu de l’évolution des para-
mètres météorologiques entre le matin, l’après-midi et
la nuit. D’un point de vue opérationnel, cela se traduit
par une distance de détection qui varie en fonction des
conditions météorologiques. Des modèles de simulation
numériques ont été mis en place pour estimer l’influence
de ces paramètres [2]. Si les modèles numériques de
propagation des ondes sonores font l’objet de travaux
continus et sont en progrès constants, il n’en est pas
de même pour les données d’entrées météorologiques
qui restent difficiles à appréhender.
Les phénomènes acoustiques
Il est bien connu que les signaux acoustiques sont influen-
cés par les conditions atmosphériques, par la nature du
sol, par le relief et par la végétation.
La réfraction des ondes acoustiques est déterminée à
partir de la stratification verticale de la vitesse du son
dans l’atmosphère, elle-même définie à partir de la stra-
tification du vent et de la température. La connaissance
des gradients verticaux de ces variables atmosphériques
est importante, d’une part parce que les effets sur les
niveaux acoustiques peuvent être importants, et d’autre
part, parce qu’ils peuvent être rapidement changeants au
cours de la journée.
Si les influences de ces paramètres sont complexes, elles
sont néanmoins quantifiables et leur prise en compte par
la résolution des équations mathématiques décrivant les
différents phénomènes physiques (absorption, réflexion,
réfraction) permet aujourd’hui une prédiction globalement
fiable pour certaines applications.
De nombreux travaux ont été conduits dans le domaine
de l’impact environnemental de sources de bruit de type
routier ou industriel. Les travaux que l’ISL mène pour la
défense utilisent pleinement ces développements tout en
différant fondamentalement sur certains points. Pour les
systèmes de détection, par exemple, il est important de
savoir si les performances sont nominales dans toutes les
Prise en compte des modèles de prévision
météorologiques dans la propagation
acoustique à grande distance
Pierre Naz
Sylvain Cheinet
Pascal Hamery
ISL
Institut Franco-Allemand de Recherches de
Saint-Louis
5, rue du Général Cassagnou
BP 70034
68301 Saint Louis
E-mail : pierre.naz@isl.eu
E-mail : sylvain.cheinet@isl.eu
E-mail : pascal.hamery@isl.eu
Résumé
Pour des sources sonores connues et parfaitement reproductibles, l’atmosphère est
le principal facteur à l’origine des variations observées sur les signaux acoustiques
perçus à grande distance. Les modèles numériques de propagation des ondes
sonores ont fait des progrès importants ces dernières années. Il n’en est pas de même
des mesures des données d’entrées que sont les paramètres météorologiques (profils
de vent et de température,
...) et les caractéristiques du terrain qui restent difficiles à
mesurer sans déployer des moyens lourds. Une alternative intéressante est constituée
par l’utilisation des modèles de prévision météorologique et des modèles numériques
de terrain. Les résultats obtenus au cours de journées-tests sont présentés sous
forme de tracés de rayons ou de cartes de niveaux de bruits calculés, d’une part, à
partir de données météorologiques mesurées par ballon-sonde et, d’autre part, à
partir de données d’entrées prédites à un intervalle de 3 heures (de 0h00 à 24h00).
Ces résultats sont conformes aux mesures acoustiques et mettent bien en évidence la
variation des zones de bruit en fonction :
- de la direction du vent, qui induit une directivité de la zone de propagation du bruit,
- du cycle diurne/nocturne, avec une zone de propagation du bruit plus grande et
isotrope au milieu de la nuit.
L