Echo Bruit
n° 136
g
Dossier :
Eco-quartiers et
environnement sonore
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le magazine de l’environnement sonore
acoustique (par le substrat), et donc de moindres niveaux
sonores au voisinage de tels aménagements. Ces effets
ont déjà été quantifiés dans de précédentes études [5]-[19]
mais de manière essentiellement théorique ou numérique
(à l’exception de certaines qui présentent une validation
expérimentale sur maquette et des mesures in-situ), et pour
un nombre limité de configurations et d’échelles spatiales.
Ces recherches nécessitent donc des travaux complémentaires
afin d’évaluer – numériquement et expérimentalement –
l’influence directe de la végétation sur les ambiances sonores
urbaines, de l’échelle de la rue à celle du quartier.
• Les
effets indirects
induits par la présence de végétation
sur la propagation acoustique en milieu bâti sont dus à la
modification des caractéristiques du milieu de propagation.
En effet, l’augmentation de l’encombrement (dû à la présence
d’arbres par exemple, agissant comme un obstacle au vent
et modifiant les profils de température à son voisinage)
peut sensiblement modifier les champs de vent et/ou de
température, et par suite les champs de célérité du son [20]-
[45]. En outre, les effets de gradients thermiques au voisinage
des parois « classiques » (façades en pierre ou maçonnées,
toits terrasses bétonnés, etc.) peuvent être nettement limités
en présence de végétal et ainsi également modifier les profils
de célérité du son entre source(s) et récepteur(s).
A plus grande échelle (celle de l’îlot urbain), ces
effets indirects
se traduisent par des modifications notables des profils
verticaux de vent et de température à l’intérieur et au-dessus
de la canopée urbaine [19]. Il convient de mentionner ici que
ces effets micrométéorologiques (vent et température) sur
la propagation acoustique sont relativement bien connus
en milieu péri-urbain (i.e. en espace relativement dégagé
ou « ouvert »), mais que, mis à part les travaux pionniers
de Wiener et al. [46], l’étude de leur influence en milieu
densément bâti est plus récente (et plus complexe !) [47]-[59].
Les effets de ces pratiques alternatives d’insertion végétale
en milieu urbain («greener cities» [19]) se doivent donc d’être
étudiés (expérimentalement et numériquement) de manière
plus approfondie. La prise en compte de ces nouveaux degrés
de complexité au sein des modèles développés à l’Ifsttar
(e.g. SPPS ou TLM, initialement dédiés au milieu urbain
« classique », i.e. en présence de lois caractéristiques de
réflexion, de diffusion et d’absorption) a nécessité un travail
de développement pour en étendre le domaine d’application.
Ces travaux de développement se font dans le cadre d’un
contrat post-doctoral de 18 mois (G. Guillaume, mars 2011 –
Septembre 2012). Ils permettent ainsi de quantifier l’influence
de ces pratiques alternatives pour les espaces collectifs et
privatifs sur l’ambiance acoustique, notamment à travers des
indicateurs physiques classiques tels que les niveaux sonores
et les temps de réverbération.
Ainsi, cet article présente quelques premiers résultats
de simulations numériques de différents scénarios de
végétalisation urbaine (dans une rue canyon), qui consistent
à appliquer aux façades et/ou aux toits des propriétés
d’absorption (impédance acoustique) caractéristiques de tels
revêtements végétaux [60][61]. Dans cette première étude,
on ne considère donc que les
effets directs
(absorption) et
on néglige les
effets indirects
(modification des champs
météorologiques) de la couverture végétale sur les ambiances
sonores.
Ces effets sont quantifiés à travers 2 indicateurs : le niveau
de pression sonore continu équivalent (Leq par tiers d’octave)
et le temps de réverbération («Early Decay Time», EDT).
Dans une première partie, le milieu de propagation étudié
et les scénarios envisagés sont décrits. Dans une seconde
partie, le modèle de propagation acoustique utilisé (TLM), la
caractérisation expérimentale in-situ des données d’entrée
du modèle (impédance de parois) ainsi que les résultats des
simulations numériques sont présentés.
Présentation de l’étude
Rue Canyon
Le domaine de calcul décrit à la Fig. 1 (Voir page suivante) a été
proposé pour étudier les divers scénarios de végétalisation
[60][61]. Il s’agit d’une rue « canyon » enclavée entre deux
bâtiments de quatre étages. Deux voies de circulation
sillonnent la rue, une rangée de places de parking et un trottoir
les séparant des bâtiments. Le bruit du trafic routier est
modélisé par deux sources linéiques, chacune étant composée
de 11 sources ponctuelles omnidirectionnelles réparties tous
les 5m au centre des voies et à une hauteur de 0.5m. Ces
sources émettent asynchroniquement une impulsion de forme
temporelle gaussienne de façon à reproduire une excitation
incohérente large bande. Par ailleurs, 10 microphones sont
répartis dans la section transversale centrale à la rue face
aux ouvertures (i.e. portes, fenêtres) à une distance de 1m
des façades. Deux microphones sont également placés à
l’extérieur de la rue à 1.2m de haut et à 1m des façades.
Scénarios de végétalisation
Des scenarios ont été imaginés afin de quantifier l’impact
de différents revêtements végétaux en termes d’ambiances
sonores [60][61]. Ces scénarios consistent à appliquer des
propriétés acoustiques représentatives de couvertures
végétales sur les façades et/ou les toits des bâtiments
de la Fig. 1 ceteris paribus. De nombreux scénarios ont
ainsi été évalués – de la configuration de référence pour
laquelle l’ensemble des façades et des toits des bâtiments
sont parfaitement réfléchissants, au cas extrême où
