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Évaluation des caractéristiques acoustiques d’une rue à partir de mesures
coefficient de diffusion et requiert au préalable la connais-
sance de l’absorption de façades.
Onaga et Rindel [11] ont montré quant à eux, pour des rues
ayant un rapport hauteur sur largeur inférieur à 1, que le
temps de réverbération peut être évalué au travers de la
relation d’Eyring [15] pour de faibles valeurs de l’absorp-
tion apparente (celle-ci étant la somme des coefficients
de diffusion et d’absorption). En utilisant des mesures
de temps de réverbération sur maquette [16] et in situ
[17], Onaga et Rindel [11] ont ainsi obtenu des absorp-
tions apparentes comprises entre 0,15 et 0,2, corres-
pondant donc à des réflexions sur les façades majoritai-
rement spéculaires.
Dans le présent article, nous présentons une méthode
permettant de déterminer simultanément les valeurs des
coefficients d’absorption et de diffusion. Cette méthode
est basée sur une comparaison de résultats de mesures
(distribution du niveau sonore et temps de réverbération)
avec des simulations numériques réalisées suivant une
approche de tir de rayons. La méthode «brute» consiste-
rait à tester tous les couples de coefficients (absorption et
diffusion) pour un domaine donné, mais serait très coûteuse
en termes de temps de calcul. Dans notre approche, une
relation empirique est d’abord recherchée afin de trans-
former le problème à deux variables (absorption et diffu-
sion) en un problème où seule l’absorption est inconnue
(la diffusion étant fixée à une valeur de référence). Cette
méthode est appliquée la rue de Kervégan, une rue de type
haussmannien du centre de Nantes (44) [18].
La section «Configuration étudiée» présente les résultats
expérimentaux utilisés et les paramètres numériques.
La procédure permettant d’obtenir les valeurs des coef-
ficients d’absorption et de diffusion est ensuite décrite
au sein de la section «Procédure». Les résultats obtenus
pour la rue de Kervégan sont ensuite discutés en section
«Résultats et discussions». Enfin, la section «Conclusions»
termine cet article.
Configuration étudiée
Données expérimentales
Les mesures ont été effectuées au sein d’une rue piétonne
du centre de Nantes, la rue Kervégan (figure 1) de 105 m
de long, 18 m de hauteur, 7,90 m de largeur et dont la
section est pratiquement constante sur toute sa longueur.
Le sol est constitué de pavés et les façades, de type haus-
smannien, de pierre et vitrage. L’absorption et la diffusion
sont supposées uniforme le long de la rue.
La source sonore a été positionnée au centre de la rue, à
50 m de son extrémité et à 1,65 m du sol. Les mesures
ont été réalisées tous les deux mètres dans l’axe de la rue
à une hauteur de 1,2 m entre 6 m et 48 m de la source
(soit 22 positions). À chaque position, le temps de réver-
bération (estimé de -5 à -35 dB et noté RTexp) et le niveau
de pression sonore normalisé par une référence à 6 m de
la source (noté SPLexp) ont été mesurés à 5 reprises, et
ce, par bande de tiers d’octave de 500 Hz à 5 000 Hz.
En complément, de manière à se focaliser uniquement
sur l’effet de la morphologie de la rue, les effets de l’ab-
sorption atmosphérique ont été compensés en post-trai-
tement. Pour plus de détails sur cette expérimentation, le
lecteur pourra se reporter à la référence [18].
Paramètres de comparaison
Les simulations numériques ont été réalisées avec un
logiciel de tir de rayons large bande Salrev [19]. La confi-
guration expérimentale est simulée avec un ciel et des
extrémités ayant une absorption égale à 1 (entièrement
absorbant). Pour le sol pavé, assimilé à une surface quasi-
spéculaire, le coefficient de diffusion est arbitrairement
fixé à s
g
=0,1. Le coefficient de diffusion des façades est
noté s
ƒ
. La même valeur d’absorption est appliquée pour
les façades (notée
α
ƒ
), et le sol (notée
α
g), les deux surfa-
ces étant constituées majoritairement de matériaux acous-
tiquement très réfléchissants. Les paramètres de simula-
tion suivants ont été utilisés :
- 5.107 rayons sont émis depuis une source ponctuelle
omnidirectionnelle ;
- les récepteurs sont modélisés par des sphères de 1 m
de diamètre ;
- le pas de temps des échogrammes est fixé à 10 ms ;
- le calcul est effectué sur 200 pas de temps (soit 2s de
décroissance énergétique) ;
- le critère d’extinction des rayons est fixé à -50 dB.
Dans un premier temps, il a été vérifié que les décrois-
sances sonores étaient caractérisées par une dynamique
supérieure à 40 dB. Le temps de réverbération RTsim et
le niveau de pression normalisé SPLsim ont été évalués
selon des procédures similaires à celles utilisées expé-
rimentalement.
Fig. 1 : Vues en plan (a) et en coupe (b) de la rue étudiée : ( ) source sonore et (+) positions des microphones
Sketches of the studied street: (a) upper view and (b) section view: ( ) sound source and (+) microphones locations