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Spécial « Vibrations dans les bâtiments »
Outils de modélisation de la propagation couplée sol-structure
Plusieurs problèmes ont dû être abordés : propagation
intérieure, extérieure, acoustique, vibratoire, gêne du
compagnon, gêne du voisinage,… Au préalable, les diffé-
rentes sources vibratoires et sonores de chantiers et des
scenarii représentatifs ont été identifiés et caractérisés
(bruit aérien et structural de marteau piqueur par exem-
ple). La propagation des vibrations à distance et son
rayonnement en bruit structural ont été estimés par la
SEA, l’excitation primaire étant de la flexion. La figure 7
montre des résultats en termes de différence de niveaux
vibratoires entre étages, validant l’utilisation de la SEA
dans cette situation.
Fig. 7 : Différence de niveaux de vitesse entre étages ;
comparaison calcul mesure
Une validation expérimentale sur le bruit solidien à distance
a été également effectuée avec succès du niveau R+1 au
sous-sol, la source étant la machine à choc ISO ; les résul-
tats en termes de bruit solidien sont très satisfaisants,
comme le montre la figure 8.
Fig. 8 : Bruit solidien rayonné en sous-sol (machine à
choc au R+1) ; comparaison calcul mesure
Rayonnement dans les volumes - Aspect statistique
Le rayonnement acoustique dans les volumes (habita-
tions, bureaux, halls,..) constitue le «bout de chaîne» de la
transmission des ondes issues des sols. Ces niveaux, aux
(basses) fréquences ferroviaires, sont fortement influen-
cés par les aspects modaux des surfaces rayonnantes
et des volumes. Dans le cadre d’un travail de thèse RATP-
CSTB [5], [11], une analyse des dispersions des niveaux de
pression a pu être menée au moyen des logiciels évoqués
plus haut, en faisant varier les conditions limites de parois,
leurs épaisseurs, et la taille des volumes. Un local tech-
nique RATP a pu être employé afin de corréler calculs et
mesures et tester diverses modifications du local (doubla-
ges, modification du volume…) ainsi que diverses métho-
des de calcul du champ acoustique. La figure 9 montre
le local testé et le modèle utilisé. La figure 10 montre le
bruit solidien obtenu, calculé ou mesuré ; les résultats
sont tout à fait acceptables.
Fig. 9 : (a) Modélisation du rayonnement acoustique
(b) Local technique RATP
Fig. 10 : Estimation du bruit solidien ; calculs
(divers modèles) et mesures
Conclusion
Le calcul de la transmission aux bâtiments des vibra-
tions issues des sols ou des travaux de chantier peut
être réalisé en alliant divers logiciels et méthodes.
Il convient de cerner les limites de chaque modèle
et c’est souvent par hybridation des approches que
la variété des problèmes peut être appréhendée.