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Spécial « Vibrations dans les bâtiments »
es vibrations et le bruit solidien dans les bâtiments
causés par le trafic ferroviaire sont un sujet de préoccu-
pation grandissant en termes d’impact environnemental.
En effet, même si leur nombre reste encore limité, de
plus en plus de riverains se disent à la fois exposer au
bruit et aux vibrations. Bien que, contrairement au bruit,
aucune législation n’existe limitant l’exposition aux vibra-
tions, RFF et la SNCF se sont associés pour lutter contre
cette nuisance. Cependant, la recherche de solutions de
réduction est rendue très complexe par la nature même
du phénomène : les vibrations ressenties par le riverain
dépendent de l’interaction entre le véhicule et la voie pilo-
tée par le comportement dynamique de ces deux systè-
mes, de la nature du sol/sous-sol et de sa propension à
propager certains types d’onde et du bâtiment lui-même.
Il n’y a donc pas de solution polyvalente.
Les vibrations dues au passage des trains sont générées
par l’interaction dynamique voie/véhicule induite par les
irrégularités des surfaces de la roue et du rail en contact.
Le chargement dynamique de l’essieu est transféré par la
voie au sol et génère des ondes élastiques dans le sol qui
excitent les bâtiments voisins via leurs fondations. Dans la
gamme fréquentielle allant de 1 Hz à 80 Hz, ces vibrations
sont perçues tactilement (plancher qui vibre par exemple).
En parallèle, à des fréquences allant de 16 Hz à 250 Hz, ces
vibrations induisent du bruit à basses fréquences rayonné
par la structure du bâtiment (murs et planchers).
Que mesure-t-on et comment l’analyser ?
Les normes de mesure utilisées
La caractérisation des vibrations causées par un passage
de train nécessite en premier lieu de les mesurer, par des
accéléromètres ou des géophones, puis de les analyser
afin d’interpréter les signaux mesurés (niveaux, contenu
temporel et fréquentiel) en fonction du ressenti humain.
Deux situations peuvent amener à mesurer les niveaux
vibratoires causés par un trafic ferroviaire :
- Dans un contexte curatif : un ou plusieurs riverains se plai-
gnent des vibrations, les mesures se feront dans le bâtiment
voire dans le logement même des plaignants ; les accé-
léromètres seront collés sur les murs et sur les dalles de
plancher (la position donnant généralement les plus forts
niveaux étant en milieu de dalle de plancher). En parallèle,
des microphones peuvent être installés pour quantifier le
bruit re-rayonné par la structure du bâtiment [1].
- Dans un contexte préventif : une construction de ligne
nouvelle ou une construction d’un bâtiment en bordure d’une
voie existante sont envisagées. Dans ce cas, les mesures
s’effectueront en champ libre ; les accéléromètres seront
fixés au sol par l’intermédiaire de piquets cruciformes plan-
tés dans le sol ou de socles de plâtre permettant d’assu-
rer que l’accéléromètre est bien solidaire du sol.
Une fois la mesure effectuée, les enregistrements doivent
être analysés. La norme ISO NF 14837 se concentre spéci-
fiquement sur les «vibrations et bruits initiés au sol dus à
des lignes ferroviaires». La première partie qui concerne
les principes généraux a été homologuée en avril 2006.
Les parties suivantes qui englobent les modèles prédictifs,
le mesurage, les critères d’évaluation, les mesures d’atté-
nuation et la gestion des actifs sont en cours d’écriture.
Plusieurs autres normes permettent d’analyser les vibra-
tions liées au trafic ferroviaire en fonction du ressenti d’une
personne exposée dans un bâtiment. Nous en citerons deux :
la norme ISO 2631 et la norme allemande DIN 4150.
La norme ISO 2631 se base sur des mesures accéléromé-
triques dans le bâtiment (sur les murs et les planchers).
L’indicateur (a
w
)
rms
proposé par cette norme est issu des
signaux d’accélérations pondérés (selon le filtre proposé
dans [2]) et intégré sur le temps de passage du train pour le
cas d’une source ferroviaire. Cette norme indique, suivant
cet indicateur, un seuil de perception des vibrations fixé à
66 dB (ref=5
e-8
m/s
2
).
Les vibrations causées par le trafic ferroviaire
de surface
Estelle Bongini
SNCF
Direction de l’innovation et
de la recherche physique du système ferroviaire
45, rue de Londres
75379 PARIS CEDEX 8
Tel : 01 53 42 23 56 (int 31 23 56)
Fax : 01 53 42 97 84
E-mail : estelle.bongini@sncf.fr
Anne Guerrero
RFF
92, avenue de France
75648 PARIS CEDEX 13
Tél : 01 53 94 34 21
E-mail : anne.guerrero@rff.fr
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